Research project
Określenie sejsmicznej struktury systemu litosfera-astenosfera strefy brzeżnej kratonu wschodnioeuropejskiego w północnej Polsce
prof. dr hab. Marek Grad | Project leader |
dr Simone Lepore | Investigator |
dr Marcin Polkowski | Investigator |
dr hab. Monika Wilde-Piórko | Investigator |
Co-contractors:
Jerzy Suchcicki Tadeusz Arant Kajetan Chrapkiewicz |
Osiągnięcia
● Rozpoznanie sejsmicznej struktury kratonu wschodnioeuropejskiego. Na etapie wstępnym projektu prowadzone były prace przygotowawcze mające na celu rozpoznania struktury LAB kratonu wschodnioeuropejskiego: rozkładów gęstości litosfery i astenosfery całej płyty europejskiej i Arktyki, oraz sejsmicznej struktury LAB tarczy bałtyckiej . Opracowany został 3D model sejsmiczny obszaru Polski o wysokiej rozdzielczości, od topografii, poprzez kompleks osadowy, górną, środkową i dolną skorupę oraz górny płaszcz do głębokości 60 km.
● Przeprowadzenie eksperymentu „13 BB Star”. Na początku projektu uruchomiony został system rejestracji i akwizycji danych sejsmicznych w geometrii sieci „13 BB Star”. Sprawne funkcjonowanie stacji sejsmicznych pozwoliło wydłużyć rejestracje z dwóch do trzech lat.
● Opracowanie modelu sejsmicznego górnego płaszcza Ziemi do głębokości 300 km na podstawie jednoczesnej inwersji krzywych dyspersyjnych fal powierzchniowych i funkcji odbioru . Głównymi elementami modelu Vs(h) są wysokie prędkości pod Moho, obniżenie prędkości na głębokości 80-120 km i gruba litosfera sięgająca głębokości 190-210 km (LAB).
● Opracowanie modelu sejsmicznego do głębokości 800 km metodą funkcji odbioru (RF – receiver function). W modelu zidentyfikowane zostały granice "410" i "670" km wyznaczające strefę przejściową w płaszczu, a pod kratonem również słabsza granica „520” km.
● Weryfikacja sejsmicznego modelu 3D kratonu w strefie przejścia od lądu do Morza Bałtyckiego. Rejestracje wzdłuż profili z wykorzystaniem 100 stacji sejsmicznych pozwoliło uzyskać dobrej jakości dane do odległości 250 km, co pozwoliło pozytywnie zweryfikować model 3D na obszarze Pomorza, na którym dotychczas nie było tego typu badań.
● Petrofizyczna interpretacja strefy przejściowej dolna skorupa–górny płaszcz Ziemi w strefie brzeżnej kratonu wschodnioeuropejskiego. Dolna skorupa jest zdominowana przez intruzje gabronorytu (plagioklaz, klinopiroksen, ortopiroksen), a górny płaszcz zbudowany jest z harzburgitu (oliwin, ortopiroksen).
● Interpretacja szumu sejsmicznego (ambient noise). Wykorzystując technikę ambient noise określono stosunki prędkości fal Vp/Vs dla modeli skorupy i górnego płaszcza do głębokości 60 km pod stacjami „13 BB Star”. Na podstawie analizy szumu sejsmicznego określono azymutalne rozkłady źródeł szumu i ich związku z rozkładem silnych wiatrów na Atlantyku, Morzu Północnym i Bałtyku. Są to dodatkowe wyniki projektu, wcześniej nie planowane.
- Dec M., Polkowski M., Janik T., Stec K., Grad M., 2019, Verification of the seismic P-wave velocities under Moho boundary: Central Poland case study, LUMP profile, Acta Geophysica, vol. 67(1), 41–57, 10.1007/s11600-018-0236-9
- Lepore S., Grad M., 2018, Analysis of the primary and secondary microseisms in the wavefield of the ambient noise recorded in northern Poland, Acta Geophysica, vol. 66(5), 915–929, 10.1007/s11600-018-0194-2
- Lepore S., Polkowski M. and Grad M., 2018, Crustal and uppermost mantle S-wave velocity below the East European Craton in northern Poland from the inversion of ambient-noise records, International Journal of Earth Sciences, vol. 107(6), 2043–2062, 10.1007/s00531-018-1587-9
- Puziewicz J., Polkowski M., Grad M., 2017, Geophysical and petrological modeling of the lower crust and uppermost mantle in the Variscan and Proterozoic surroundings of the Trans-European Suture, Lithos, vol. 276, 3-14, 10.1016/j.lithos.2016.06.013
- Wilde-Piórko M., Grycuk M., Polkowski M., Grad M., 2017, On the rotation of teleseismic seismograms based on the receiver function technique, Journal of Seismology, vol. 21 (4), 857–868, 10.1007/s10950-017-9640-x
- Grad M., Polkowski M., 2016, Seismic basement in Poland, International Journal of Earth Sciences, vol. 105 (4), 1199–1214, 10.1007/s00531-015-1233-8
- Grad, M., Polkowski, M., Ostaficzuk, S.R., 2016, High-resolution 3D seismic model of the crustal and uppermost mantle structure in Poland, Tectonophysics, vol. 666, 188-210, 10.1016/j.tecto.2015.10.022
- Lepore, S., K.M. Markowicz, M. Grad, 2016, Impact of wind on ambient noise recorded by seismic array in northern Poland, Geophysical Journal International, vol. 205(3), 1406-1413., 10.1093/gji/ggw093
- Polkowski M., Plesiewicz B., Wiszniowski J., Wilde-Piórko M., and PASSEQ Working Group, 2016, Local Seismic Events in the Area of Poland Based on Data from the PASSEQ 2006-2008 Experiment, Acta Geophysica, vol. 64 (6), 2092-2113, 10.1515/acgeo-2016-0091
- Grad, M., Mjelde, R., Krysiński, L., Czuba, W., Libak, A., Guterch, A., IPY Project Group, 2015, Geophysical investigations of the area between the Mid-Atlantic Ridge and the Barents Sea: From water to the lithosphere-asthenosphere system, Polar Science, vol. 9 (1), 168-183, 10.1016/j.polar.2014.11.001
- Grad, M.; Polkowski, M.; Wilde-Piorko, M.; Suchcicki, J.; Arant, T., 2015, Passive Seismic Experiment "13 BB Star" in the Margin of the East European Craton, Northern Poland, Acta Geophysica, vol. 63 (2), 352–373, 10.1515/acgeo-2015-0006
- Krysinski L., Wybraniec S., Grad M., 2015, Lithospheric density structure study by isostatic modelling of the European geoid, Studia Geophysica et Geodaetica, vol. 59 (2), 212–252, 10.1007/s11200-014-1014-z
- Polkowski M., Grad M., 2015, Seismic Wave Velocities in Deep Sediments in Poland: Borehole and Refraction Data Compilation, Acta Geophysica, vol. 63 (3), 698–714, 10.1515/acgeo-2015-0019
- Grad, M., Tiira, T., Olsson, S., Komminaho, K., 2014, Seismic lithosphere–asthenosphere boundary beneath the Baltic Shield, GFF, vol. 136 (4), 581-598, 10.1080/11035897.2014.959042
- Krysiński, L., Grad, M., Mjelde, R., Czuba, W., Guterch, A., 2013, Seismic and density structure of the lithosphere-asthenosphere systemalong transect Knipovich Ridge-Spitsbergen-Barents Sea - Geological and petrophysical implications, Polish Polar Research, vol. 34 (2), 111-138, 10.2478/popore-2013-0011