Cercetări multidisciplinare în vederea caracterizării evenimentelor seismice și acustice folosind tehnici specifice de analiză

Fazele proiectului:

Faza 1 - Efecte de amplificare a interacției undelor seismice cu suprafața în prezența variațiilor topografice
Faza 2 - Valorificarea unui set extins de înregistrări ale stațiilor românești de monitorizare a infrasunetelor pentru crearea unei baze de date cu evenimente model
Faza 3 - Reevaluarea catalogului ROMPLUS pentru perioada 1900 - 2005
Faza 4 - Caracterizarea tipurilor de surse seismo-acustice, naturale și artificiale, locale și regionale, inclusiv contribuții la procesul de discriminare a exploziilor (detonări în mine și cariere) de cutremure tectonice
Faza 5 - Reevaluarea catalogului ROMPLUS pentru perioada 2006 - 2020
Faza 6 - Analiza și modelarea diferitelor tipuri de evenimente geofizice înregistrate cu stațiile românești de monitorizare a infrasunetelor
Faza 7 - Aplicarea tehnicilor specifice pentru caracterizarea completitudinii catalogului ROMPLUS și a tipului de eveniment conținut
Faza 8 - Crearea unei baze de date cu evenimente acustice de referință observate cu staţiile infrasonice instalate pe teritoriul României

Prezentarea pe scurt proiectului:

Proiectul își propune să aducă o contribuție importantă în domeniul evaluării hazardului şi a riscului seismic, care afectează teritoriul României, prin dezvoltarea unui catalog actualizat de cutremure omogen. Deoarece cutremurele sunt evenimente cu impact major asupra mediului şi societății, o imagine cât mai completă a seismicității regiunii, bazată atât pe informațiile istorice, cât şi pe datele instrumentale disponibile, este o componentă fundamentală în analiza de hazard seismic.

Catalogul de cutremure este un produs important al cercetărilor în seismologie, oferind un instrument esențial pentru o gamă largă de studii seismologice, hazard sau risc seismic și, de aceea, ele trebuie să conțină informații cât mai complete și precise despre parametrii focali, timpul la origine și magnitudinea evenimentelor. Cele mai multe cataloage sunt însă neomogene din cauza diferitelor erori aleatoare sau sistematice introduse de procedura de achiziție sau de prelucrarea datelor.

Evoluția în timp a rețelelor seismice, precum și distribuția spațială a instrumentelor reprezintă factori suplimentari care îmbunătățește considerabil nivelul de detectare a cutremurelor și implicit calitatea localizării lor. Toți acești factori de incertitudine, precum și variația lor în spațiu și timp, duc la producerea unor cataloage neomogene care, la rândul lor, afectează rezultatele și interpretările studiilor de seismicitate și hazard seismic.

Aceste probleme devin evidente atunci când studiile se fac pe perioade lungi de timp sau includ zone pentru care acoperirea cu stații seismice este deficitară. De aceea, în prezentul proiect va fi analizat și revizuit, pe diferite intervale de timp, catalogul de cutremure românești. O deosebită importanță va fi acordată discriminării evenimentelor tectonice de cele antropice, cu precizarea în catalogul revizuit a tipului de eveniment.

Proiectul îşi propune să abordeze un aspect important și de noutate în România: monitorizarea hazardului geofizic (natural și antropogen) generat de surse seismo-acustice prin valorificarea unei importante cantități de date cu grad ridicat de precizie, înregistrate de stațiile de monitorizare a infrasunetelor, instalate pe teritoriul României. Pentru identificarea şi modelarea acestor evenimente seismo-acustice, datele infrasonice vor fi completate cu datele înregistrate de senzorii seismici din cadrul Rețelei Seismice Naționale - RSN.

Calitatea ridicată, configurația eficientă și sensibilitatea crescută ale array-urilor seismo-acustice (reţele de senzori cu apertură redusă) permit extragerea unor informații extrem de utile, utilizîndu- se tehnici specifice de prelucrare și analiză a semnalelor de infrasunete de înaltă rezoluție ce permit o determinare precisă a caracteristicilor frontului de undă inclusiv în cazul semnalelor cu amplitudine mică.

Aceste sisteme avansate de înregistrare detectează continuu câmpul acustic inaudibil prezent în atmosferă care conține semnale infrasonice generate atât de fenomene geofizice naturale - furtuni puternice, erupții vulcanice, alunecări de teren, cutremure majore, bolizi (explozii de meteoriți), valuri marine, cât și de surse antropogene (produse de activitatea umană) - explozii chimice, detonări în mine și cariere, deplasarea aeronavelor supersonice și alte activități industriale.

Pe lângă semnale infrasonice, numeroase surse geofizice menționate anterior generează și unde seismice (surse de seismo-acustice de tip exploziv) care sunt înregistrate de senzorii seismici ai RSN. În cadrul proiectului se vor studia evenimentele seismo-acustice, prin folosirea unui instrument performant – array-ul seismo-acustic – pe baza aplicării unor tehnici avansate de prelucrare a datelor, cu eficienţă superioară în extragerea semnalelor utile din microbarograme (înregistrările stației de infrasunete) și seismograme.

Obiectivele proiectului:

Obiectivele principale ale proiectului au un impact important în studiul cauzelor hazardului geofizic natural și artificial:

• caracterizarea şi modelarea tipurilor de surse geofizice, naturale și artificiale, locale și regionale, care sunt referențiale pentru investigarea evenimentelor acustice, inclusiv prin contribuții la procesul de discriminare a acestora (cutremure și explozii în mine și cariere). Această analiză seismo-acustică este crucială pentru identificarea și caracterizarea evenimentelor de tip exploziv care apar în amplasamente cu hazard geofizic ridicat (uzine chimice, centrale termice și nucleare, rafinării) și pot contribui la o monitorizare eficientă a riscurilor generate de acestea, ca surse antropogenice de poluare.
• crearea unei baze a evenimentelor acustice de referință (Ground Truth Events) și caracterizarea lor din punct de vedere seismo-acustic, folosind înregistrările seismice și infrasonice ale stațiilor instalate pe teritoriul României.

Estimăm că rezultatele obţinute în cadrul proiectului vor reprezenta o contribuție valoroasă pe care stațiile românești de măsurare a infrasunetelor o vor avea în cadrul continuării proiectului european ARISE (Atmospheric dynamics Research InfraStructure in Europe), în care INCDFP este partner. Aceste rezultate sunt un suport necesar din partea României la susținerea inițiativei de includere a infrastructurii pentru cercetarea dinamicii atmosferei ARISE în infrastructura europeană ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures), care este un instrument strategic de dezvoltare a integrării științifice în Europa și de consolidare a misiunii sale internaționale.

Rezultate:

• Reevaluarea seismicității înregistrate în perioada 1900-2005 pe teritoriul României;
• Revizuirea și completarea catalogului ROMPLUS;
• Folosirea înregistrărilor senzorilor de infrasunete pentru identificarea și modelarea evenimentelor seismo-acustice observate de Rețeaua Seismică Națională;
• Monitorizarea hazardului geofizic (natural si antropogen) generat de surse seismo-acustice prin valorificarea unei importante cantități de date cu grad ridicat de precizie, înregistrate de stațiile de monitorizare a infrasunetelor instalate pe teritoriul României.