Projekt badawczy

Wiedza o budowie płaszcza Ziemi w strefie Teissere’a-Tornquista (TTZ), w strefie kontaktu pomiędzy młodą Platformą Paleozoiczną Europy Zachodniej i starszą Prekambryjską Platformą Wschodnioeuropejską. jest bardzo ważna do zrozumienia procesów tektonicznych kształtujących obszar Polski, jak również oblicze całej Europy. Poznanie geotektonicznej ewolucji danego obszaru, umożliwia np. lepsze rozeznanie dotyczące występowania potencjalnych złóż surowców naturalnych.

W celu zbadania struktury płaszcza Ziemi, w szczególności granicy pomiędzy litosferą a astenosferą, jak również strefy przejściowej „410” i „660” km, przeprowadzony został pasywny eksperyment sejsmiczny PASSEQ 2006-2008. Około 200 stacji sejsmicznych, krótko- i szeroko-pasmowych, rozstawionych było wzdłuż profilu o długości około 1200 km i szerokości około 400 km, tnącego w poprzek strefę kontaktu TTZ. Stacje sejsmiczne rozstawione były na obszarze Niemiec, Czech, Polski i Litwy i rejestrowały w sposób ciągły przez okres 2 lat prędkości drgań gruntu. W przeprowadzenie eksperymentu zaangażowanych było około 40 pracowników naukowych i technicznych z 17 instytucji badawczych i placówek naukowych z Europy i Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej. Zgromadzono ogromny materiał badawczy, który zawiera około 2000 GB danych. Bardzo ważną częścią projektu była archiwizacja, skatalogowanie i pre-processing danych, tak aby dane te mogły być w przyszłości wykorzystane przez szerokie grono naukowców z całego świata. Wszyscy uczestnicy eksperymentu mają dostęp do ciągłych rejestracji poprzez strony WWW centrum sejsmologicznego GEOFON w Poczdamie.

W czasie trwania eksperymentu PASSEQ 2006-2008 w okresie od maja 2006 roku do lipca 2008 roku miało miejsce na świecie ponad 1700 trzęsień ziemi o magnitudzie 5 i większej w odległości epicentralnej od 30⁰ do 90⁰. Zapisy tych trzęsień ziemi, zarejestrowane przez stacje sejsmiczne, posłużą do szczegółowej analizy budowy płaszcza Ziemi. Do wyznaczenie głębokości głównych granic w górnym płaszczu: granicy litosfery i astenosfery oraz granic „410” i „660” w strefie przejściowej płaszcza Ziemi posłuży metoda residuów fal P, analiza fal powierzchniowych i analiza funkcji odbioru. Granice te mają decydujące znaczenie w procesach reologicznych oraz procesach konwekcyjnych zachodzących w płaszczu Ziemi. Dzięki tomografii sejsmicznej uzyskamy trójwymiarowy model struktury górnego płaszcza Ziemi. Ze względu na dużą różnorodność metod, które będą zastosowane do szczegółowej interpretacji zarejestrowanych danych, obecnie jest tworzonych kilka różnych baz danych przez różne ośrodki. Ze względu na zgromadzony ogromny materiał badawczy, szczegółowych wyników przy wykorzystaniu przedstawionych powyżej metod należy oczekiwać za 2-3 lata. Wstępna analiza danych metodą funkcji odbioru, głównie zarejestrowanych na obszarze Polski i Niemiec pokazuje, że różnice czasów przyjścia podłużnych fal bezpośrednich i fal poprzecznych, które uległy konwersji na granicy Moho wahają się od 3 do 5 sekund z zależności od miejsca lokalizacji stacji sejsmicznej i wskazują na duże zróżnicowanie pomiędzy grubością skorupy na Platformie Prekambryjskiej i Paleozoicznej. Powyższe wyniki były prezentowane na konferencji European Geosciences Union 2008 w Wiedniu.

W ramach projektu został przygotowany referencyjny, cyfrowy model skorupy (na podstawie profilu P4 POLONAISE’97) i górnego płaszcza Ziemi, rozkład prędkości fal sejsmicznych do głębokości 900 km wzdłuż głównego profilu prostopadłego do strefy Teissere’a-Tornquista. Główne cechy tego modelu to zmienność średniej grubości skorupy ziemskiej od 30 km (Platforma Paleozoiczna), poprzez 40 km (strefa TTZ) do 50 km (Platforma Prekambryjska); głębokość granicy litosfera-astenosfera (LAB): 90 km (Platforma Paleozoiczna), 120 km (strefa TESZ), 200 km (Platforma Prekambryjska); głębokość granicy „410 km”: 430 km (Platforma Paleozoiczna), 410 km (Platforma Prekambryjska); głębokość granicy „660 km”: 660 km (Platforma Prekambryjska), 670 km (Platformie Paleozoicznej).

Publikacja dotycząca eksperymentu PASSEQ 2006-2008 pt. „PASSEQ 2006-2008: Passive Seismic Experiment in Trans-European Suture Zone” ukazała się w czasopiśmie z listy filadelfijskiej Studia Geophysica et Geodetica, tom 52, rok 2008, strony 439-448. Szczegółowe informacje o eksperymencie PASSEQ 2006-2008 znajdują się na stronie www eksperymentu: http://www.irsm.cas.cz/~passeq/.