Στοιχεία επταμελούς επιτροπής:
Γεράσιμος Τσελέντης, Καθηγητής, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος ΕΚΠΑ, Διευθυντής του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (Επιβλέπων)
Βασίλειος Καραστάθης, Διευθυντής Ερευνών του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών
Φίλιππος Βαλλιανάτος, Καθηγητής, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος ΕΚΠΑ
Υπόλοιπα μέλη της Επταμελούς Επιτροπής
Νικόλαος Σαρλής, Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής ΕΚΠΑ
Γεώργιος Καβύρης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος ΕΚΠΑ
Ευθύμιος Σκορδάς, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής ΕΚΠΑ
Χρήστος Ευαγγελίδης, Κύριος Ερευνητής του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών
Περίληψη:
Στη μελέτη αυτή συζητήθηκε η εφαρμογή ταχύρρυθμων προηγμένων τεχνικών σεισμικής παθητικής τομογραφίας στην περιοχή της δυτικής ακτής της κεντρικής Ελλάδας, με σκοπό την ανάκτηση ενός μονοδιάστατου και ενός τρισδιάστατου μοντέλου διατμητικών ταχυτήτων. Συγκεκριμένα για να αναδείξουμε τα συγκεκριμένα μοντέλα, συνοπτικά ακολουθήσαμε τις ακόλουθες διαδικασίες:
1. Πρώτα εξαγάγαμε τις συναρτήσεις Green μεταξύ ζευγών σταθμών, δηλαδή την κρουστική απόκριση της Γης αν ο ένας σταθμός είναι ο πομπός και ο άλλος ο δέκτης. Αυτό επετεύχθη μέσω της συσχέτισης των καταγραφών θορύβου των δύο σταθμών, αφού οι καταγραφές αυτές υπέστησαν την κατάλληλη προ-επεξεργασία.
2. Στη συνέχεια, υπό την προϋπόθεση ότι λαμβάνουμε τα επιφανειακά κύματα της συνάρτησης Green και εφόσον είναι γνωστό ότι σε αυτά παρουσιάζονται φαινόμενα διασποράς, αναδείξαμε τη σχέση διασποράς υπό κατάλληλες συνθήκες ελέγχου ποιότητας της ομαδικής ταχύτητας του θεμελιώδους τρόπου ταλάντωσης της κάθε συνάρτησης Green. Αυτό επετεύχθη εφαρμόζοντας μία ακολουθία ζωνοπερατών φίλτρων διαφορετικής κεντρικής συχνότητας. Σε κάθε μία τέτοια εφαρμογή, λαμβάνοντας υπόψη το χρόνο διαδρομής που δαπανά ο φάκελος του θεμελιώδους τρόπου ταλάντωσης του επιφανειακού κύματος για να διανύσει την απόσταση μεταξύ των δύο σταθμών, αναδείξαμε την τιμή της ομαδικής ταχύτητας για κάθε μία κεντρική συχνότητα.
3. Ύστερα αντιστρέψαμε με μεθόδους Monte Carlo τη μέση σχέση διασποράς όλων των ζευγών των σταθμών έτσι ώστε να ανακτήσουμε ένα μοντέλο οριζόντιων και ομογενών στρωμάτων του οποίου οι ελαστικές ιδιότητες, κατά την επίλυση πρακτικά των εξισώσεων γραμμικής ελαστικότητας, προσδίδουν μία σχέση διασποράς παραπλήσια με αυτή που παρατηρούμε από τα δεδομένα.
4. Τέλος, το ανακτώμενο αυτό μοντέλο εισήχθη ως αρχικό μοντέλο κατά την αντιστροφή στις τρεις διαστάσεις, η οποία έγινε με τη μέθοδο της επαναληπτικής επαναστάθμισης ελαχίστων τετραγώνων. Με αυτή τη μέθοδο διαταράσσαμε επαναληπτικά το αρχικό μοντέλο, άρα και τις τιμές των ταχυτήτων διάτμησης κάτω από κάθε σημείο της επιφάνειας. Σε κάθε διαταραχή για κάθε σημείο της επιφάνειας, μπορούμε να ταυτοποιήσουμε και μία σχέση διασποράς, επιλύοντας τις εξισώσεις γραμμικής ελαστικότητας. Άρα για την κάθε συχνότητα της κάθε σχέσης διασποράς, για όλα τα σημεία της επιφάνειας έχουμε και μία τιμή της ομαδικής ταχύτητας του επιφανειακού κύματος. Δεδομένου αυτού, μπορούμε μέσω της επίλυσης της εικονικής εξίσωσης να αναδείξουμε το θεωρητικό χρόνο διαδρομής των ακτίνων μεταξύ ζευγών σταθμών για την κάθε συχνότητα. Αυτές οι επαναληπτικές διαταραχές γίνονται έως ότου οι θεωρητικοί χρόνοι διαδρομής συγκλίνουν στους πειραματικούς.
Τα μοντέλα που ανακτήσαμε αφενός συμφωνούν σε επίπεδο απολύτων τιμών ταχυτήτων με προηγούμενες γεωφυσικές μελέτες οι οποίες διεξήχθησαν στην ευρύτερη περιοχή, και αφετέρου, συμφωνούν και με την ήδη γνωστή γεωλογία της περιοχής.
Ως προς τη στρωματογραφία και τον τεκτονισμό της περιοχής, από τα ανακτώμενα μοντέλα, συμπεραίνουμε ότι εν γένει στην περιοχή μελέτης εντοπίζεται ένα στρώμα χαλαρών πετρωμάτων με βάθος μέχρι 1km και στη συνέχεια αναπτύσσεται η εξάπλωση συμπαγών πετρωμάτων.
Τέλος, η αξιοπιστία του τελικών αποτελεσμάτων της παρούσας διδακτορικής διατριβής, η οποία είναι η ανάκτηση ενός τρισδιάστατου υπεδαφικού μοντέλου, επιβεβαίωνεται ποσοτικά τόσο από το τεστ σκακιέρας όσο και από τις μικρές τιμές αβεβαιότητας εκτιμώμενων τιμών των ταχυτήτων διάτμησης.
Η παρατηρηθείσα συμφωνία μεταξύ των γνωστών δεδομένων και των αποτελεσμάτων που αναγάγαμε, πιστοποιεί τη δυνατότητα μίας ταχύρρυθμης και έγκυρης εφαρμογής των μεθόδων παθητικής σεισμικής τομογραφίας, ακόμη και με μικρότερο αριθμό δεδομένων απ’ ό,τι συνηθίζεται. Τέλος πρέπει να αναφερθεί ότι η περιοχή μελέτης μας εμπεριέχει τμήμα της ζώνης Παξών ή Προ – Απούλιας, η οποία σύμφωνα με τη βιβλιογραφία έχει μεγάλο δυναμικό για παγίδευση υδρογονανθράκων και πιθανή πετρελαιοφορία.
