Cilj istraživanja Komponente 1 projekta CRONOS jest što je detaljnije moguće opisati seizmičnost, odrediti 3D strukturu Zemljine kore (seizmičke brzine, gustoća i prigušenje) i anatomiju rasjednog sustava te razumjeti tektonske odnose u području Dalmacije, među seizmički najaktivnijim dijelovima Hrvatske. Da bismo to postigli, potrebno je uspostaviti gustu mreže seizmografa i tako omogućiti prikupljanje visokokvalitetnih podataka – zapise gibanja Zemljine površine uzrokovanog lokalnim, regionalnim ili globalnim potresima, ali i zapis seizmičkog nemira. I dok je analiza seizmičkih valova uzrokovanih potresom temelj svakog seizmološkog istraživanja, seizmički nemir – svo ono gibanje koje nije posljedica potresa – postao je od „smeća“ novi standard u istraživanju Zemljine unutrašnje građe. Različite metode analize seizmograma potresa i nemira, u kombinaciji s geološkim istraživanjima, omogućit će određivanje detaljnog 3D modela Zemljine kore. Velik broj seizmoloških postaja, zajedno s prikladnijim modelom Zemljine unutrašnjosti, unaprijedit će preciznost lokacije žarišta potres, omogućit će proračun scenarija potresne trešnje – očekivanom gibanju tla za vjerojatne buduće potrese te procjenu lokalne potresne opasnosti.
Distribuirana akustička senzorska jedinica (DAS) je uređaj koji za detekciju seizmičkih valova korisiti optičko vlakno (svjetlovod): šalje laserski impuls i bilježi vrijeme potrebno signalu da se vrati nakon raspršenja na nesavršenostima u optičkom vlaknu. Može se priključiti na već postavljenu mrežu optičkih kablova, npr. telekomunikacijskih.
U okviru Komponente 1 projekta CRONOS nabavljeni su neki od najmodernijih instrumenata za proučavanje potresa i građe Zemlje. Uz 13 novih klasičnih širokopojasnih seizmografa koji su osnova svakog dobrog seizmološkog istraživanja, moramo istaknuti novu generaciju instrumenta koji koristi optičke kablove (svjetlovode) kao senzor za detekciju gibanja tla – zove se distribuirana akustička senzorska jedinica (DAS). Uređaj radi uz pomoć lasera na principu sličnom kao i radar: šalje niz laserskih impulsa u optičko vlakno i bilježi vrijeme potrebno signalu da se vrati kad se rasprši na nesavršenostima koje uvijek postoje u optičkom vlaknu. Optičko vlakno je sad senzor bez ikakvih dodatnih elemenata, pa ova tehnologija omogućuje kontinuirana mjerenja u stvarnom vremenu duž cijele duljine optičkog kabela. Pri tome se cijeli optički kabel ponaša kao niz gusto raspoređenih senzora (npr. svaka 2 m) – kao da imamo iznimno gustu mrežu seizmografa duž nekoliko desetaka kilometara kabela. Za razliku od klasičnih seizmografa, urešaj detektira deformaciju (ne pomak, brzinu ili ubrzanje tla) koju uzrokuje valni poremećaj, npr. seizmički val uzrokovan potresom. Budući da se mogu koristiti i već postavljeni telekomunikacijski svjetlovodi (optički kablovi), ova metoda se može koristiti za istraživanja područja koja s klasičnim instrumentima nisu moguća ili su teško izvediva, npr. u velikim gradovima poput Zagreba ili na morskom dnu – zapravo svuda kuda prolazi neki svjetlovod. Ta gusta „mreža instrumenata“ može se koristiti za detekciju potresa ili drugog izvora seizmičkih valova kao što je npr. nadziranje i analiza prometa.
Ova nova vrsta uređaja u seizmologiji počela se sve više upotrebljavati unazad nekoliko godina te joj popularnost raste, a to znači da su mnoge metode zapravo još u razvoju. Geofizički odsjek PMF-a se pridružio ne tako brojnim institucijama u Europi koji posjeduju takav uređaj i koriste ga u svojim istraživanjima. DAS jedinica prikuplja zaista ogromnu količinu podataka, pa njegova uporaba postavlja još neke izazove: pohranu podataka te učinkovitu obradu koja uključuje i danas sveprisutno strojno učenje kao i metode iz područja podatkovne znanosti (engl. data science).
Zahvaljujući projektu CRONOS, Geofizički odsjek PMF-a nabavio je distribuiranu akustičku senzorsku jedinicu FEBUS A1 DAS francuskog proizvođača FEBUS Optics koja mjeri gibanje tla kao deformaciju na temelju niza laserskih impulsa koji se šalju u optičko vlakno.Uređaj FEBUS A1 pruža očitavanja obično svaka 2 m duž nekoliko desetaka kilometara dugog optičkog kabela i može se spojiti na već postavljenu optičku infrastrukturu. Ovaj sustav je posebno dizajniran da ispuni zahtjeve surovog okruženja s jednostranom vezom na senzorski svjetlovod. Vrijednost nabavljenog instrumenta je 190.000,00 EUR (s PDV-om) za jednu senzorsku jedinicu.
Kao što smo ranije spomenuli, nabavili smo i 13 visokokvalitetnih seizmografa kanadskog proizvođača Nanometrics. Ovi klasični seizmološki instrumenti sastoje se zapravo od po dva uređaja: seizmometra Trillium Compact i AD-pretvornika Centaur, koji bilježe brzinu gibanja tla u iznimno širokom pojasu frekvencija. Odlikuje ih jednostavno posatvljanje na terenu. Vrijednost nabave je ukupno 148.750,00 EUR za 13 seizmografa. Seizmografi se koristi za bilježenje podrhtavanja tla bliskih i dalekih potresa te lociranje žarišta potresa, istraživanja rasjednih ploha i procjenu građe unutrašnjosti Zemlje. Da bismo zaštitili ovu vrijednu opremu i pojednostavili postavljanje seizmološke postaje, nabavili smo i zaštitne kutije po mjeri – 13 kutija platili smo 5.065,55 EUR.
Ovi instrumenti učinit će mrežu seizmografa projekta CRONOS još gušćom jer smo u listopadu 2022. godine već postavili 12 seizmografa koje su nam posudili naši norveški partneri Odsjek za znanosti o Zemlji Sveučilišta u Bergenu u suradnji s NORSAR-om. Više o tome pročitajte ovdje i ovdje.
Pripremili Josip Stipčević i Iva Dasović
