A GPS technika csúcspontossága: kéregmozgás-vizsgálat (2. rész)
(Rovat: Földmérési és Távérzékelési Int., Navigáció és térképészet - 2006.07.02 07:32.)

Cikksorozatunk befejező részében ízelítőt kapunk a nagypontosságú GPS mozgásvizsgálati program eredményeiből, és megtudhatjuk azt is, hogy „összemegy az ország”…

A lemeztektonikai környezetünk
Geológiai és geofizikai adatokból már régóta ismert, s ma már űrgeodéziai mérések pontos irány- és sebességértékekkel mutatják az Afrikai-lemez közeledését és ütközését az Eurázsiai-lemezzel. Habár a két kontinens ütközése lényeges elem, valójában a kontinentális ütközőzónában található mikrolemezek és az azok mozgását kíserő komplex tektonikai folyamatok határozzák meg az adott térség jelenkori kéregmozgásait, deformációját, szeizmicitását.

Az 1990-es évektől mindinkább nyilvánvalóvá vált, hogy az Adria-mikrolemez mozgása domináns szerepet játszik Közép-Európa jelenkori tektonikájában. A térségben elhelyezkedő 10 ország deformációs viszonyainak és a földtani eredetű veszélyeztetettségének megismerésében elengedhetetlen a mikrolemez mozgásának és az azt kísérő folyamatoknak az ismerete. A fenti hálózatok közvetlen mérési eredményei alapján számított GPS sebességvektorokkal egyértelműen feltártuk és megmértük az Adria-mikrolemez mozgását. Ez a Nyugati-Alpokban elhelyezkedő pólus körüli óramutatóval ellentétes forgást mutat, ami a vizsgált területünkön észak-északkeleti irányú, 2,5 mm/év és 5 mm/év közötti, északról dél felé változó sebességnek felel meg. A GPS-ből származtatott mozgástérkép (ábra) világosan szemlélteti, hogy az Adria-mikrolemez ütközik az Alpokkal és a Dinaridákkal. Ezen hegységek a jelenkorban is jelentős kompresszió alatt vannak, amelyet intenzív földrengés-tevékenység, feltolódásos, gyűrődéses deformációk és kiemelkedés kísérnek. Az is bebizonyosodott viszont, hogy a Kárpátok esetében más a helyzet: itt 1 mm/évnél nagyobb jelenkori mozgás nincs. Ma már e hegyvonulat nem gyűrődik tovább, s az az Eurázsiai-lemezbelső részévé válik. Az adatok alapján kimutattuk továbbá az Eurázsiai-lemezbelső 0,3 mm/év mozgássebesség alatti merevségét, stabilitását.

A földkéreg jelenkori mozgása Közép-Európában. A nyilak a GPS sebességadatok alapján interpolációval kapott sebességmező adott helyén a mozgás irányát és nagyságát szemléltetik. Ez utóbbit színskála is jelezi. A fenti kéregmozgás-sebességtérkép 14 ország közel másfél évtizednyi GPS adatiból készült.

Magyarország jelenkori összenyomódása (Fogy az ország)
A Magyar GPS Mozgásvizsgálati Program keretében lehetővé vált közvetlen környezetünk, a Pannon-medence jelenkori mozgásainak feltérképezése is, aminek eredményeképp szintén először sikerült Magyarország jelenkori deformációját, mozgásait megmérni. A regionális léptékű hálózat, a CERGOP GPS adatai alapján ismert, hogy hazánk az Adria-mikrolemez mozgásából adódóan a Dinaridák és a Kelet-Alpok közvetítésével ma is kap délkeleti illetve keleti irányból érkező nyomást (ábrák). Tőlünk nyugatra, az Adria és a stabil Európai Platform ütközőzónájából, a kéreg a Kelet-Alpok felől a vékony litoszférával rendelkező Pannon-medence felé préselődik ki, és így nyugat felől az a Pannon-medencébe nyomul. Az is bizonyosnak látszik, hogy e keleti mozgás energiája a medence középső részein elnyelődik, ami magyarázatot nyújt a megnövekedett földrengés-tevékenységre az ország középső részén. Tőlünk délre az Adria mozgását a Dinaridák nem képesek teljesen elnyelni, így marad még mozgás/nyomóerő délről a Pannon-medence felé is.

A Pannon-medence jelenkori deformációjáról részletes információt a hazai GPS mozgásvizsgálati program nyújt. A program keretében az idő múlásával a mérésekkor meghatározott koordináták változásából elmozdulásokat, sebességeket, jelenkori kéregmozgás-térképet, deformációs paramétereket és több más adatot és információt lehetett leszármaztatni a kiértékelés során. Egyik érdekes, szemléletes vizsgálat pl. a GPS állomások távolságának időbeli változását követi nyomon. A hazai mozgásvizsgálati program keretében végzett egyes mérési kampányok során az állomások közötti távolságokra kapott adatokból idősort lehet készíteni és grafikonon statisztikai módszerekkel vizsgálni azok változását. Az idősorok 14 évre visszamenőleg, 1991-től jelzik a távolságokat és a meghatározás hibáit az egyes mérési kampányok során.

a: A kék nyilak: az Afrikai-lemez GPS mérésekből számított sebessége Eurázsiához képest, a piros nyilak: az Adria-mikrolemezen lévő GPS pontok sebességei szintén Eurázsiához képest. A nyilak az azok kezdeténél érvényes irányú és nagyságú sebességet szemléltetik. b: A Pannon-medence GPS pontjai közti távolságok változása. Példaként a SOPRon és TARPa melletti pontok közötti távolságváltozás idősora van feltüntetve, majd a fent mutatott távolságok változása, azaz a távolságadatokra illesztett egyenesek. Ezek mind hasonló mértékű csökkenést, a medence összenyomódását mutatják.

Amint az az adatokból jól látható, a vizsgált állomáspárok távolságai csökkennek, azaz mind összenyomódást, térrövidülést mutatnak. Ennek mértéke átlagosan 1,5 mm/év. A Pannon-medence tehát a méréseink szerint lényegében elnyeli a nyugatról és délről őt érő jelenkori kompressziós feszültséget, és ennek következtében összenyomódik. A Pannon-medence összenyomódása Magyarország viszonylatában azt jelenti, figyelembe véve az ország közelítőleg 200-250 km-es É-D, és 400-450 km K-Ny irányú kiterjedését, hogy az ország területe hozzávetőlegesen évi kb. 800 m²-rel, egy kézilabdapálya méretével csökken. Habár holnap is és minden nap kétségtelenül elvész 2-2,5 m², nagyon azért nem kell kétségbe esni, mert a veszteség 1 millió év alatt sem éri el az 1%-ot. E nagyarányú kép mellett a kéregmozgás részletes meghatározása egy sor további ismeretet nyújt a földrengés-tevékenységnek és eredetének megismerése, a veszélyeztetettség becslése, az aktív törésvonalak kimutatása, gyűrődések, tektonikai kiemelkedések és süllyedések vizsgálata terén. Mindemellett a kidolgozott szélső pontosságú technika az emberi tevékenység hatásvizsgálatában, ipari alkalmazásokban, fontos létesítmények és helyszínének stabilitás- és mozgásvizsgálatában hasznosul, sőt e hálózatok a hazai és nemzetközi geodézia számára a legpontosabb és legstabilabb vonatkoztatási alapot szolgáltatják.

Dr. Grenerczy Gyula
Földmérési és Távérzékelési Intézet, Kozmikus Geodéziai Obszervatórium