Ανάλυση Επίγειων Και Δορυφορικών Γεωδαιτικών Παρατηρήσεων Για Την Εκτίμηση Επιφανειακών Παραμορφώσεων

Abstract

Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει σκοπό την αξιοποίηση επίγειων και δορυφορικών γεωδαιτικών δεδομένων για την εκτίμηση του πεδίου παραμορφώσεων σε συγκεκριμένες περιοχές ενδιαφέροντος της Ελλάδας, καθώς και τη διερεύνηση πιθανής συσχέτισης των γεωδαιτικών δεδομένων με ισχυρά σεισμικά γεγονότα.Η έρευνα επικεντρώνεται στις περιοχές της Δυτικής Ελλάδας και του Κεντρικού Ιονίου πελάγους καθώς και της Κεντρικής Ελλάδας και του Κορινθιακού Κόλπου. Οι περιοχές επιλέχθηκαν καθώς αποτελούν ζώνες με έντονη τεκτονική και σεισμική δραστηριότητα, όπου υπάρχουν και πυκνοκατοικιμένες πόλεις και σημαντικά έργα υποδομής. Επίσης είναι οι περιοχές όπου πραγματοποιήθηκαν οι πρώτες μετρήσεις γωνιών του τριγωνομετρικού δικτύου τη περίοδο 1889-1893.Ένα από τα σημαντικά εργαλεία στη προσπάθεια διερεύνησης της συσσώρευσης ελαστικής παραμόρφωσης και του σεισμικού κινδύνου σε μια περιοχή είναι η εκτίμηση των ανηγμένων παραμορφώσεων με βάση τις γεωδαιτικές μετρήσεις. Για την εκτίμηση των ανηγμένων παραμορφώσεων χρησιμοποιούνται οι αλγόριθμοι των Pope (1966), Frank (1966) και Prescott (1976) όπως αναπτύχθηκαν στις αντίστοιχες εργασίες.Τα γεωδαιτικά δεδομένα που αξιοποιούνται είναι επίγειες μετρήσεις διευθύνσεων του τριγωνομετρικού δικτύου της Γεωγραφικής Υπηρεσίας Στρατού (ΓΥΣ) και δορυφορικά δεδομένα GNSS (Global Navigation Satellite Systems). Η ανάκτηση των επίγειων μετρήσεων έγινε από το ιστορικό αρχείο της ΓΥΣ και καλύπτουν το διάστημα 1889 έως 1987. Τα δεδομένα έχουν αρχειοθετηθεί σε βάση δεδομένων η οποία σχεδιάστηκε και υλοποιήθηκε στα πλαίσια της εργασίας για την καλύτερη διαχείρισή τους και περιλαμβάνει πλέον 2394 εγγραφές.Για την ανάλυση της κινηματικής συμπεριφοράς την τελευταία 30ετία στη Δυτική Ελλάδα χρησιμοποιήθηκαν περιοδικές μετρήσεις GPS που πραγματοποιήθηκαν σε 31 σημεία την περίοδο 1989 έως 2001 ένω παράλληλα έγινε ανάλυση δεδομένων για 23 μόνιμους σταθμούς GNSS.Στην ανάλυση των επίγειων γεωδαιτικών μετρήσεων έχουν επιλεγεί 56 τρίγωνα από το τριγωνομετρικό δίκτυο τα οποία κάλυπτουν την περιοχή ενδιαφέροντος. Τα δεδομένα έχουν χωριστεί σε τρεις περιόδους ανάλυσης μεταξύ των κοντινών περιόδων μετρήσεων και έγινε υπολογισμός των ανηγμένων διατμητικών παραμορφώσεων και των αξόνων επιμήκυνσης για κάθε τρίγωνο ξεχωριστά.Στη συνέχεια η μελέτη εστιάζεται στην ανάλυση της κινηματικής συμπεριφοράς της Δυτικής Ελλάδας με τη χρήση δορυφορικών δεδομένων GNSS. Με βάση την ανάλυση των τεκτονικών ταχυτήτων των σταθμών, η περιοχή έχει χωριστεί σε υποπεριοχές (blocks) και έχει γίνει διερεύνηση για τον υπολογισμό των παραμέτρων των τανυστών ανηγμένης παραμόρφωσης. Αναλύονται τα μοντέλα των 4 μπλοκ για την ευρύτερη περιοχή της Δυτικής Ελλάδας και των 5 μπλοκ για την περιοχή του Κεντρικού Ιονίου και του Πατραϊκού Κόλπου.Στο τελευταίο μέρος της εργασίας διερευνάται η συμβολή των γεωδαιτικών δεδομένων στην ανάλυση των σεισμικών γεγονότων. Επιλέχθηκαν έξι ισχυρά σεισμικά γεγονότα στη περιοχή της Δυτικής Ελλάδας για το χρονικό διάστημα 1909 έως 1965. Η έρευνα εστιάζεται σε τρίγωνα που παρουσίασαν υψηλές τιμές ολικής διατμητικής ανηγμένης παραμόρφωσης και γίνεται διερεύνηση εαν οι τιμές αυτές οφείλονται στη σεισμική δραστηριότητα ή σε χονδροειδή σφάλματα των μετρήσεων. Στη συνέχεια διερευνήθηκε η σεισμική ακολουθία της περιόδου 26 Ιανουαρίου - 3 Φεβρουαρίου 2014 στη περιοχή της Κεφαλονιάς. Χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοντέλα για τη γεωμετρία των ρηγμάτων όπως προτάθηκαν από επιστημονικές εργασίες, υπολογίζονται οι επιφανειακές μετατοπίσεις με τη χρήση του αλγορίθμου Okada (1985) και παρουσιάζεται η σύγκριση με τις μετατοπίσεις των μόνιμων σταθμών GNSS.