Νέοι πανευρωπαϊκοί χάρτες τεκτονικής παραμόρφωσης

Επιστημονική ομάδα του ΕΑΑ με επικεφαλής τον Δρα Αθανάσιο Γκανά, Διευθυντή Ερευνών στο Γεωδυναμικό Ινστιτούτο, παρήγαγε πλήρεις χάρτες τεκτονικής παραμόρφωσης σε πανευρωπαϊκή κλίμακα. Η εργασία αυτή έγινε στο πλαίσιο του ευρωπαϊκού προγράμματος EPOS στο πλαίσιο του Horizon 2020 (Πρόγραμμα Πλαίσιο της ΕΕ για την Έρευνα και την Καινοτομία) .

Η χαρτογράφηση της τεκτονικής παραμόρφωσης στον πλανήτη Γη έχει τεράστια σημασία για την εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας, αλλά και για την ερμηνεία–παρακολούθηση γεωδυναμικών μεταβολών στην επιφάνεια του πλανήτη. Η παραμόρφωση προκύπτει από τις αλλαγές που επιφέρουν στην ελαστική λιθόσφαιρα (δηλαδή στον στερεό φλοιό και τον ανώτερο μανδύα) οι τάσεις που αναπτύσσονται λόγω της κίνησης των τεκτονικών πλακών. Για παράδειγμα, οι αλλαγές στο σχήμα/θέση μίας τεκτονικής πλάκας, οι περιστροφές των επιμέρους τεμαχών της (blocks) ως προς την κατακόρυφο αλλά και η συσσώρευση της ελαστικής ενέργειας μέσα σε αυτές τις πλάκες είναι όλα μετρήσιμα μεγέθη της τεκτονικής παραμόρφωσης. Αυτές οι μετρήσεις έχουν αναβαθμιστεί εντυπωσιακά με τη χρήση των δορυφορικών τεχνολογιών και ειδικότερα της διαστημικής γεωδαισίας GNSS (Global Navigation Satellite System).

Η ομάδα του ΕΑΑ έκανε χρήση τεκτονικών ταχυτήτων από 452 μόνιμους σταθμούς GNSS, τις οποίες είχε επεξεργαστεί ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου της Γκρενόμπλ (Γαλλία). Με χρήση πακέτων ανοικτού λογισμικού, έγινε ο υπολογισμός του αζιμουθίου των κυρίων αξόνων της ανηγμένης παραμόρφωσης και των μέγιστων – ελάχιστων τιμών (Emax & Emin), της διατμητικής παραμόρφωσης (shear strain rate) και άλλων παραμέτρων. Η βασική μονάδα της παραμόρφωσης είναι το nanostrain/year: π.χ. 1 ns/yr εκφράζει την ετήσια αλλαγή σε μήκος 1 mm μεταξύ 2 σημείων που απέχουν 1000 km. Σε μεγάλες περιοχές της Ευρασιατικής πλάκας, όπου η σεισμικότητα είναι αραιή έως ανύπαρκτη (π.χ. Βόρεια Γαλλία, Πολωνία κλπ.), ο ρυθμός της παραμόρφωσης είναι μικρός (10-20 ns/yr) έως αμελητέος (1-2 ns/yr). Αντίθετα, σε περιοχές μεγάλης σεισμικότητας, όπως η κεντρική Ελλάδα και η κεντρική Ιταλία, η παραμόρφωση μετρήθηκε μεταξύ 50-150 ns/yr. Αυτά τα αποτελέσματα του EPOS (δες Emax–Emin στην Εικ. 1) είναι συγκρίσιμα με αντίστοιχα αποτελέσματα για την Ελλάδα και την Ιταλία, άλλων ερευνητικών ομάδων, που έχουν δημοσιευθεί την τελευταία δεκαετία σε έγκυρα επιστημονικά περιοδικά^1-5.

Η δουλειά αυτή θα συνεχιστεί σε συνεργασία με το Σουηδικό φορέα Lantmäteriet (LM) με σκοπό να παράγονται αυτοί οι χάρτες σε ετήσια βάση και να συμπεριλαμβάνουν ολοένα και αυξανόμενο αριθμό σταθμών GNSS της Ευρωπαϊκής ηπείρου.

Εικόνα 1: Κύριοι άξονες της ανηγμένης παραμόρφωσης για τη νοτιοανατολική Ευρώπη. Με κόκκινο χρώμα υποδηλώνεται εφελκυσμός και με μπλε χρώμα συμπίεση. Copyright: EPOS-IP.

Περισσότερα στο σύνδεσμο:
https://www.epos-ip.org/reliable-strain-rate-computation-epos-gnss-data

¹Floyd, M. A., et al. (2010), A new velocity field for Greece: Implications for the kinematics and dynamics of the Aegean, J. Geophys. Res., 115, B10403, doi:10.1029/2009JB007040

²Rontogianni, S. (2010), Comparison of geodetic and seismic strain rates in Greece by using a uniform processing approach to campaign GPS measurements over the interval 1994–2000, J. Geodyn., 50, 381–399, doi:10.1016/j.jog.2010.04.008

³Chousianitis, K., A. Ganas, and C. P. Evangelidis (2015), Strain and rotation rate patterns of the mainland Greece from continuous GPS data and comparison between seismic and geodetic moment release, J. Geophys. Res. Solid Earth, 120, 3909–3931, doi:10.1002/2014JB011762.

⁴Konstantinou, K. I., Mouslopoulou, V., Liang, W.-T., Heidbach, O., Oncken, O., Suppe, J. (2017), Present-day crustal stress field in Greece inferred from regional-scale damped inversion of earthquake focal mechanisms. J. Geophys. Res., 122, 506-523

⁵D’Agostino, N. (2014), Complete seismic release of tectonic strain and earthquake recurrence in the Apennines (Italy), Geophys. Res. Lett., 41, 1155–1162, doi:10.1002/2014GL059230