Τρίτη, 26 Φεβρουαρίου 2013

ΙΣΛΑΝΔΙΑ:ΕΝΑ ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΟ ΜΟΥΣΕΙΟ.

Η Ισλανδία, ένα απο τα σημαντικότερα γεωλογικά μνημεία παγκοσμίως, καταφέρνει να λαμβάνει συνεχώς ολοένα και αυξανόμενο θαυμασμό τόσο απο γεωλόγους όσο και απο τους απλούς πολίτες.

Το παράδοξο με την Ισλανδία είναι ότι ενώ βρίσκεται πολύ κοντά στον αρκτικό κύκλο και είναι καλυμένη με πάγους, κυριολεκτικά καίγεται! 
Χωρίς να το έχω ψάξει περαιτέρω, είναι ίσως το μοναδικό νησί που ανήκει σε δύο "ηπείρους". Η ισλανδία είναι αποτέλεσμα της απόκλισης μεταξύ Αμερικανικής και Ευρασιατικής πλάκας. Βρίσκεται ακριβώς στο άνοιγμα αυτό!

Για να γίνει κατανοητό πως δημιουργήθηκε και που οφείλεται η γεωλογία της, πρέπει να αναφέρω κάποιες γνώσεις της γεωφυσικής που σχετίζονται.

Η γη είναι χωρισμένη σε μικρότερα κομμάτια, τις λιθοσφαιρικές πλάκες οι οποίες είναι σε διαρκή κίνηση και είναι υπεύθυνες για φαινόμενα που συμβαίνουν στη γη, όπως σεισμοί, ηφαίστεια κτλ.
Απο αυτές τις πλάκες, κάποιες βυθίζονται η μία κάτω απο την άλλη, οπότε εκεί έχουμε ηφαίστεια και σεισμούς και άλλες απομακρύνονται η μία απο την άλλη, οπότε εκεί ανοίγει ο φλοιός της γης και έχουμε άνοδο του μάγματος στην επιφάνεια και υποθαλάσσια ηφαίστεια.


οι λιθοσφαιρικές πλάκες της γης και οι σχετικές κινήσεις τους που δημειόνονται με βέλη.

Η ισλανδία τοποθετείται ανάμεσα στη Μ.Βρετανία και τη Γροιλανδία στο σημείο εκέινο του Ατλαντικού όπου οι δυο πλάκες απομακρύνονται όπως δείχνουν και τα βέλη.


το σημείο που ανήγει ο ωκεανός λέγεται μεσοωκεάνια ράχη και συνδέεται με λέπτυνση του φλοιού και άνοδο μάγματος.

έτσι η το νησί βρίσκεται πάνω σε αυτό το άνοιγμα και σχηματίστηκε καθώς η μεσοωκεάνια ράχη βρισκόταν κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, οπότε το μάγμα είχε τη δυνατότητα να ανέβει πάνω απο τη θάλασσα και να ψυχθεί.


ακριβώς έτσι χωρίζεται η Ισλανδία εξαιτίας της μεσοωκεάνιας ράχης.

Έτσι, όπως ανεβαίνει το μάγμα στην επιφάνεια του νησιού σχηματίζει μία σειρά απο ηφαίστεια, τα οποία συνοδεύονται και απο αρκετή γεωθερμία και πίδακες νερού, τα γκέιζερ.
Γνωστά ηφαίστεια στην Ισλανδία είναι τα Έκλα, Ελντγκιάου, Χερδουμπρέιδ και Έλντφετλ. Επίσης πολύ γνωστό είναι το  μεγάλο γκέιζερ της κοιλάδας Χαουκανταλούρ, το οποίο είναι και το παλαιότερο γνωστό στον κόσμο.


μεγάλο γκέιζερ της κοιλάδας Χαουκανταλούρ


αποτέλεσμα της γεωθερμίας είναι η δημιουργία των θερμ.ων πηγών μέσα στους πάγους που προσελκύουν πλήθος επισκεπτων.

Στην Ισλανδία η γεωθερμική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των περισσότερων σπιτιών. Υπάρχουν περίπου 30 δημοτικά συστήματα θέρμανσης και 200 ιδιωτικά σε αγροτικές περιοχές που καλύπτουν το 86% της θέρμανσης στη χώρα . Εκμεταλλεύονται το πλεονέκτημα ότι η θερμοκρασία του εδάφους δεν ποικίλει από εποχή σε εποχή όπως ο αέρας.Η Ισλανδία είναι κορυφαία στην ηλεκτροπαραγωγή από γεωθερμία, επειδή είναι περιοχή με έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα


ο φλοιός της Ισλανδίας ανοίγει σε πολλά σημεία.



Παρασκευή, 22 Φεβρουαρίου 2013

ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ-2


Οι δυο κατηγορίες σεισμικής διασκόπησης είναι η σεισμική ανάκλαση και η σεισμική διάθλαση.
Βασική διαφορά είναι το κόστος και η ακρίβεια. Η σεισμική ανάκλαση δίνει περισσότερη ακρίβεια, γι αυτό χρησιμοποιείται κυρίως στην έρευνα πετρελαίου και είναι η πιο ακριβής μέθοδος γεωφυσικής διασκόπησης. Ανάλογο της ακρίβειας αυτής είναι και το κόστος δυστυχώς. 
Γι αυτό, όταν γίνεται γεωφυσική έρευνα, πρώτα εφαρμόζονται οι άλλες μεθοδοι γεωφυσικής διασκόπησης(ηλεκτρικές, ηλεκτρομαγνητικές, βαρυτικές, μαγνητικές, ραδιομετρικές) για να πάρουμε βασικά δεδομένα και τέλος εφαρμόζεται η σεισμική ανάκλαση για λεπτομερέστερα πλέον δεδομένα.

Η επεξεργασία των μετρήσεων που παίρνουμε απο τις καταγραφές των χρόνων άφιξης των κυμάτων είναι αρκετά χρονοβόρα.  Δηλαδή έπρεπε να περαστούν σε δίαγραμμα οι χρόνοι και σε συνάρτηση με το βάθος να κατασκευαστούν οι καμπύλες διαδρομής. στη συνέχεια γινόταν διαχωρισμός των στρωμάτων, επιλογή της κατάλληλης μεθοδολογίας και στη συνέχεια με τη βοήθεια αρκετών μαθηματικών υπολογιζονταν οι ταχύτητες των κυμάτων σε κάθε στρώμα και ακολουθούσε η κατασκευή του υπεδάφιου μοντέλου.



Ευτυχώς για τους γεωφυσικούς έχει κατασκευαστεί ειδικό λογαριασμό που αντικαθιστά όλη τη γραφική δουλειά που γίνεται, το SeisImager 2D.

Μόλις γίνει εισαγωγή των χρόνων αφίξεων, η εικόνα που παίρνουμε ειναι η εξής:

Μόλις στοχέυσουμε με μεγάλη ακρίβεια τις αφίξεις, αφού εφαρμοστούν τα κατάλληλα φίλτρα, περικοπές και διόρθωση, αποθηκεύουμε τα νέα δεδομένα και τα επεξεργαζόμαστε. Αμέσως μετά την εισαγωγή των νέων δεδομένων, παίρνουμε τις καμπύλες διαδρομής:



Με κόκκινο συμβολίζω το ένα στρώμα και με πράσινο το δεύτερο. Η αλλαγή των δύο στρωμάτων φαίνεται εκέι που γίνεται αλλαγή της κλίσης. Και εδώ η ακρίβεια είναι απαραίτητη για ορθό αποτέλεσμα.


Στη συνέχεια αφού ορίσω τα δυο στρώματα, το προγραμμα θα εκτελέσει τις εντολές που του δίνω ώστε τελικά να πάρω το υπεδάφιο μοντέλο της περιοχής έρευνας:




Εδώ τελικά φαίνεται πως ακριβώς είναι το έδαφος κάτω απο τα πόδια μας σε βάθος μέχρι 10 μέτρα περίπου. Πάνω στο μοντέλο που φτιάχτηκε δίνονται οι ταχύτητες των κυμάτων για το κάθε στρώμα.
Πώς όμως θα καταλάβω τη γεωλογία της περιοχής;


  Ωστόσο παρατηρούμε ότι για κάθε μέσο το εύρος των ταχυτήτων είναι μεγάλο. Άρα είναι δύσκολο με μονο αυτή την πληροφορία να καθορίσω την ακριβή γεωλογία.


Αυτό αποδικνύει ότι σπάνια δουλεύουμε με μία μέθοδο μόνο. Χρησιμοποιούμε όσες είναι απαραίτητες για να πάρουμε τις πληροφορίες που χρειαζόμαστε τελικά.
ηλέκτρική μέθοδος

Εφαρμόζοντας μια ακόμα μέθοδο και συνδυάζοντας τες, μπορώ πλέον με αρκετή σιγουριά να καθορίσω το γεωλογικό μοντέλο της περιοχής, συνοδευόμενο απο μία καλή χαρτογράφηση!

(το φωτογραφικό υλικό προέρχεται απο πραγματικά δεδομένα απο την διπλωματική μου εργασία πάνω στην εφαρμοσμένη γεωφυσική με αντικέιμενο τη συνδυαστική έρευνα αυτων των μεθόδων σε μία περιοχή)

Κυριακή, 17 Φεβρουαρίου 2013

ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ-1

Χρησιμοποιώντας  νόμους της φυσικής μπορούμε να βρούμε με αρκετά μεγάλη ακρίβεια τη σύσταση του εδάφους κάτω απο την επιφάνεια της γης. Μπορούμε δηλαδή να δούμε τα πετρώματα κάτω απο την επιφάνεια ώστε να δούμε αν υπάρχουν γεωλογικές δομές οικονομικής σημασίας ή αν η πςριοχή είναι κατάλληλη για να δεχτεί ένα τεχνικό έργο.

Μετρούμενη ποσότητα έιναι οι ταχύτητες που διαδίδονται τα σεισμικά κύματα τα οποία παράγουμε εμείς με τρόπο που θα δούμε στη συνέχεια. Πιο απλά χρησιμοποιούμε εξοπλισμό για να καταγράψουμε τους χρόνους διαδρομής των κυμάτων και με τη βοήθεια ειδικών προγραμμάτων να συνθέσουμε το γεωλογικό μοντέλο της περιοχής.

Ο νόμος της φυσικής που χρησιμοποιούμε είναι αυτός του snell.


α1, α2: Ταχύτητες Επιμήκων κυμάτων
β1, β2: Ταχύτητες Εγκαρσίων κυμάτων
Ανακλώμενα : Ρ1 S1
Διαθλώμενα : Ρ2 S2
γενικο μοντέλο ταχυτήτων των 3 κατηγοριών πετρωμάτων
Πως παράγονται τα σεισμικά κύματα;

Η επιλογή των μέσων γίνεται ανάλογα με την τοποθεσία, το βάθος που θέλω να φτάσω και την ακρίβεια που ζητώ, αλλά και τα χρήματα που μου διαθέτουν!

Έρευνες γίνονται τόσο στην ξηρά όσο και στη θάλασσα:
  • Ξηρά
τοποθέτηση εκρηκτικών σε μικρή γεώτρηση

thumber:Πτώση μάζας σιδήρου ικανού βάρους έως και 3 τόνων από ύψος έως και 3 μέτρων για την παραγωγή ελαστικών κυμάτων από την κρούση με το έδαφος

dinoseis

vibroseis

  • Θάλασσα:
water-gun

air-gun


Πως καταγράφουμε τους χρόνους διαδρομής των κυμάτων;

χρησιμοποιούμε γεώφωνα, τα οποία είναι αισθητήρες ελαστικών κυμάτων στη σεισμική διασκόπηση μόνο για στεριά.



αρχή λειτουργίας του γεωφώνου

Υδρόφωνο και διακόπηση του θαλάσσιου πυθμένα


Στη συνέχεια θα δούμε πως εκτελούμε σεισμική ανάκλαση ή διάθλαση, τι μορφή δεδομένων παιρνουμε και πως είναι το τελικό αποτέλεσμα που παίρνουμε απο την επεξεργασία τους αλλά και πως το ερμηνεύουμε για να πάρουμε τις πληροφορίες που χρειαζόμαστε.....


Συνεχίζεται.....

Παρασκευή, 15 Φεβρουαρίου 2013

ΜΟΝΤΕΛΟ ΔΙΑΡΡΗΞΗΣ ΣΕΙΣΜΟΥ M8.3 ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ ΤΟ 365 Μ.Χ.





Την 21η Ιουλίου 365 μ.Χ. στην Νοτιοδυτική Κρήτη έγινε ίσως ο πιο μεγάλος σεισμός της Μεσογείου μεγέθους 8.3! 
Τα γεωμετρικά του χαρακτηριστικά εμφανίζονται στον παρακάτω πίνακα: 



Πως όμως είναι γνωστά αφού ο σεισμός έγινε στο παρελθόν και δεν υπήρχαν τα μέσα για τον υπολογισμό τους?
Αρχικά πρέπει να γνωστοποιηθεί ο μηχανισμός γένεση του σεισμού, δηλαδή το μοντέλο διάρρηξης του.

ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ 

Σύγκλιση Αφρικής και Ευρώπης κατά 1 cm/yr(83 Μa πριν).
Ο εφελκυσμός πίσω από  το σύστημα υποβύθισης ξεκίνησε κατά το Μ-Α. Μειόκαινο(10-13 Μa).  Εφελκυσμός πάνω από το 100% φαίνεται να επηρέασε την περιοχή του Αιγαίου σε Β-Ν διεύθυνση  με εντονότερο φαινόμενο στο νότιο Αιγαίο, βόρεια της Κρήτης. 






Ο εφελκυσμός που συμβαίνει στο βόρειο Αιγαίο εντός της πλάκας της Ανατόλιας πιστεύεται ότι σχετίζεται με την υποβύθιση  της Αφρικανικής λιθόσφαιρας κάτω από το Ελληνικό Τόξο.

O σεισμός ήταν τόσο ισχυρός, που είχε επίδραση στην Ανατολική Μεσόγειο.
Αποτέλεσμα: Πρόκληση τσουνάμι που είχε σαν συνέπεια ακόμα και την καταστροφή του Δέλτα του Νείλου. Το συμβάν αυτό θα είχε μεταδώσει τάσεις στα γειτονικά όρια Αιγαίου-Ανατολίας προκαλώντας μια σειρά άλλων γεγονότων.





Επιπλέον υπάρχουν πρόσθετα αποδεικτικά στοιχεία από αλλαγή στη στάθμη της θάλασσας κατά το Ολόκαινο στην Ελλάδα και την Ανατολική Μεσόγειο.
Αποδείχτηκε ότι κατακόρυφες μετατοπίσεις τεκτονικής προέλευσης έγιναν  1750-2000 χρόνια πριν εμφανιστούν σε μία περιοχή 1500 km από τα Ιόνια νησιά, τον Κορινθιακό κόλπο, τη Θεσσαλία, διαμέσου της Κρήτης στις ακτές Levant.

Οπτικό φαινόμενο και δραματικό αποτέλεσμα στην ευρύτερη περιοχή

Ανύψωση της δυτικής Κρήτης --> βρέθηκε αρχαίο λιμάνι 7 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας σήμερα…
Από τον μεγάλο σεισμό ανυψώθηκε κατά 10 μέτρα η Φαλάσαιρνα, κατά περίπου 4 μέτρα τα Χανιά και ένα περίπου μέτρο το Ηράκλειο.
Μετά το σεισμό η Φαλάσαιρνα φαίνεται να εγκαταλείπεται οριστικά. Στο Μεσαίωνα η θέση της είναι άγνωστη και μόλις το 1837 ο Άγγλος περιηγητής R. Pashley αναγνώρισε και ταύτισε τα ερείπιά της, όχι όμως και το λιμάνι που βρισκόταν πλέον 100 μέτρα μακριά.

Διαπιστώθηκε ότι η ολίσθηση ήταν μεγαλύτερη στο ΝΑ τμήμα του ρήγματος και μικρότερη στο ΒΔ (προς Πελοπόννησο) ενώ στα Αντικύθηρα η ανύψωση ήταν στα 2,7 μέτρα.




Η ΑΝΥΨΩΣΗ ΤΗΣ ΣΤΕΡΙΑΣ ΣΤΗ ΦΑΛΑΣΑΙΡΝΑ



Πληροφορίες για τη διεπαφή υποβύθισης πάρθηκαν από:

  •         Γεωμετρία της ζώνης Benioff σε σύγκριση με τη σεισμικότητα.
  •         Πληροφορίες από τους σεισμούς του ρήγματος μεγέθους ³5 που έγιναν στο νοτιοδυτικό Αιγαίο
Το επιφανειακό τμήμα της ζώνης υποβύθισης (20-100 km) βυθίζεται με μικρή γωνία(~30ο) και ενώνεται με τη λιθόσφαιρα του Αιγαίου, καθώς το βαθύτερο τμήμα της (100-180 km) βυθίζεται κάτω από το νότιο Αιγαίο με μεγαλύτερη γωνία(~45ο).




Τα βάθη στα οποία φτάνει η ασυνέχεια  Moho:
Λιβυκό πέλαγος: 26 km
Ωκεάνια Moho της περιοχής υποβύθισης: 44-69 km
Ηπειρωτική Moho: <20 km κάτω από Κρητικό πέλαγος
<30 km κατά μήκος του νοτιοδυτικού τμήματος του Ελληνικού Τόξου




ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ

·        Κατάλληλες αρχικές συνθήκες(περιοχή ρηγμάτωσης, βάθος, εστιακός μηχανισμός)
·        Το επίκεντρο κάθε ιστορικού σεισμού είναι το κέντρο  της ζώνης διάρρηξης
·        Μακροσεισμικά  μεγέθη  σε συνάρτηση με τη  μακροσεισμική  ένταση και υποκεντρικών αποστάσεων.
·        Το μήκος του ρήγματος που αντιστοιχεί σε αυτό το μέγεθος εκτιμήθηκε με τη χρήση των νόμων κλιμάκωσης κατάλληλων για την περιοχή μας και βρέθηκε ίσο με 200 km



ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΜΕΓΑΛΟ ΣΕΙΣΜΟ

  •   Η σεισμική σύζευξη σχετίζεται με το μέγιστο μέγεθος σεισμών που συμβαίνον σε μια ζώνη υποβύθισης
  •   Ζώνες υποβύθισης που είναι έντονα συνδεδεμένες σεισμικά περιοδικά δίνουν μεγάλους σεισμούς(Μw>8)
  •   Ζώνες υποβύθισης που δεν  είναι έντονα συνδεδεμένες σεισμικά δίνουν μικρότερου μεγέθους σεισμούς
  •   Ζώνες υποβύθισης που δίνουν μεγάλους σεισμούς όπως της Αλάσκας και της Χιλής, είναι στην πραγματικότητα αυτές που παρουσιάζουν σημαντική οπισθοτόξια συμπίεση ενώ αυτές που δεν συνδέονται σεισμικά όπως των Μαριανών παρουσιάζουν οπισθοτόξιο εφελκυσμό. 

ΠΡΟΣΟΜΕΙΩΣΗ ΤΟΥ ΤΣΟΥΝΑΜΙ