Oddělení seismotektoniky

Video file

Oddělení seismotektoniky se zabývá studiem přirozených seismických jevů spojených s dynamikou a tektonickým vývojem zemské kůry, zejména její svrchní části, a studiem seismických jevů indukovaných antropogenní činností. Oddělení vyvíjí aplikace pro vyhodnocování geofyzikálních měření a rovněž monitorovací přístroje a metodiky pro sledování projevů seismicity v zemské kůře a jejího vlivu na stabilitu horninového prostředí.

1. Seismické monitorování
Oddělení seismotektoniky se podílí na provozu jak permanentních tak dočasných seismických stanic rozmístěných v několika zemích (Česká republika, Slovensko, Island, Etiopie). Většina stanic patří do infrastruktury European Plate Observing System (EPOS). Naměřená data jsou využívána pro základní výzkum a pro monitorování seismické aktivity pro účely seismického ohrožení důležitých infrastruktur.

2. Seismické a vulkanické ohrožení 
Seismické ohrožení v České republice hodnotíme jako mírné. Avšak významné seismické ohrožení je spojeno se silnými zemětřeseními ve Východních Alpách. Oddělení vyvíjí nové metody pro stanovení seismického ohrožení jaderných zařízení v ČR. Přispívá také k výzkumu vulkanického ohrožení tím, že vyvíjí modely pohybu magmatu a jeho chování v podmínkách nízkého tlaku blízko povrchu a uvnitř sopečných sypaných kuželů.

3. Povrchové vlny
Významná část výzkumu se zaměřuje na povrchové vlny, které jsou vhodné pro analýzu přípovrchové geologické struktury Země, a dokonce byly použity i na Měsíci. Velké úsilí je věnováno vývoji a verifikaci nových metod jak v oblasti výpočetních algoritmů tak při uspořádání terénních měření.

4. Indukovaná seismologie
Výzkum mikrozemětřesení a indukované seismicity zahrnuje studium seismotektonické situace v jednotlivých zkoumaných oblastech, stanovení mechanismu mikrozemětřesení, statistické vyhodnocení indukované seismicity a metodické aspekty útlumu vln od slabých seismických jevů. Pro lepší pochopení role fluid při injektážích a odezvy podzemního ložiska je velmi důležité najít rozdíly mezi přirozenou a indukovanou seismicitou a jejich geomechanickou interpretaci.

Mezinárodní spolupráce

University of Arba Minch
Etiopie

Výuka studentů, společný monitoring geohazardů. Projekty zahraniční rozvojové pomoci České rozvojové agentury.

Univerzita krále Saúda, Riyadh
Spojené Arabské Emiráty

The research line about the joint acquisition and analysis of surface waves (Holistic Analysis of Surface Waves) was/is partly accomplished in cooperation with ISPRA and, during the March 2015 - March 2016 period, in the framework of the Visiting Professor Program of the King Saud University (Riyadh, Saudi Arabia). The implemented methodology was considered also for the Bachelor and PhD theses of two students (one from Italy/Ghana, the other from Iran).

Iceland Geosurvey ÍSOR
Island - Reykjanes

V rámci projektu s názvem "Zemětřesné roje a jejich spouštěcí mechanizmy v různých tektonických prostředích (Český masív, Středoatlantský hřbet a západní Alpy)" byla v srpnu/září 2013 na poloostrově Reykjanes (jihozápadní Island) vybudována seismická síť 15-ti stanic, která bude monitorovat zemětřesnou aktivitu této oblasti po dobu dvou let. Získaná data poslouží především ke studiím seismického zdroje a také k porovnání seismické aktivity s dalšími oblastmi, pro které jsou rojová zemětřesení charakteristická.
V roce 2010 zahájena spolupráce s Islandskou meteorologickou kanceláří, společná porovnávací studie zemětřesení západočeských a jihoislandských.

č. projektu GAP210/12/2336.

Spolková vysoká technická škola v Curychu (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich)
Švýcarsko

The characterization of building vibrations through an analysis of microtremor data (see GHM techniques) was accomplished thanks to cooperation with a Swiss company (www.roXplore) and a researcher from the Institute for Geotechnical Engineering, ETH Zürich, Switzerland.

Ústav vied o Zemi SAV (UVZ SAV)
Slovensko

Monitoring a analýza seismických jevů.

C3RN - Central and Eastern Europe Earthquake Research Network
Evropa

An association of countries for improving the monitoring of seismic activities in the border regions and to enhance the collaboration between countries and seismological institutions in Central and Eastern Europe.

Geological Survey of Ethiopia
Etiopie

Geologické mapování, mapování geohazardů. Projekty zahraniční rozvojové pomoci České rozvojové agentury.

Institute of Earth Sciences, Academia Sinica, Taipei City, Tchaj-wan


Tchaj-Wan

5D seismický monitoring a interpretace seismicity v oblasti Hualien na východním pobřeží Taiwanu.

Institute of Geology and Geophysics of the Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
Čína

Cooperation with prof. Yibo Wang and his team.

Institute of Geophysics, Polish Academy of Sciences (Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk, IGF PAN), Varšava

Polsko

Developing and application of the methodology of active/passive source structural imaging supplemented by the work related to seismic signal denoising and monitoring.

Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA) Rome
Itálie

The research line about the joint acquisition and analysis of surface waves (Holistic Analysis of Surface Waves) was/is partly accomplished in cooperation with ISPRA and, during the March 2015 - March 2016 period, in the framework of the Visiting Professor Program of the King Saud University (Riyadh, Saudi Arabia). The implemented methodology was considered also for the Bachelor and PhD theses of two students (one from Italy/Ghana, the other from Iran).

Institute of Methodologies for Environmental Analysis (IMAA) of the National Research Council of Italy (CNR) Tito
Itálie

Cooperation with the Institute of Methodologies for Environmental Analysis (IMAA) of the National Research Council of Italy (CNR) (based on bilateral cooperation between the Czech and Italian Academy of Sciences) on improving the detection and localization of weak earthquakes in the area of High Agri Valle and oil fields in North America, velocity and attenuation model inversion

(Wcislo et al., 2018) and differentiation between natural earthquakes and earthquakes triggered/induced by human activity (Vlček et al., 2018; Telesca et al., 2016).

Terstská univerzita
(Università degli Studi di Trieste)
Itálie

The methodology for analysis of surface waves was applied in the framework of informal cooperation with the University of Trieste (Italy) [some results were published in a conference proceeding and a chapter of the book Efficient Joint Analysis of Surface Waves and Introduction to Vibration Analysis: Beyond the Clichés (to be published by Springer).

New Mexico Highlands University
USA

Výzkumu vnitřní struktury vulkánů a vmísťování magmatu. Mezinárodní terénní kurzy pro studenty zaměřené na vulkanologii a vizualizaci vnitřní struktury vulkánů pomocí geofyzikálních metod.

Freibergská universita (Technische Universität Bergakademie Freiberg)
Německo

Cooperation with TU Bergakademie Freiberg, Geological Department, Head of the Department prof. Lothar Ratchbacher. In June and July 2018, a team member RNDr. Lucie Novakova, Ph.D. got a scholarship funded by DAAD. They studied thermochronological evolution of the Naab area (W part of the Bohemian Massif) using fission-track analysis.

United States Geological Survey
USA

Projekt GACR P210/10/0925 "Rotacni slozky seismickych vln pro lokalni melka zemetreseni a umele zdroje" ("Rotational components of seismic waves for local shallow earthquakes and artificial sources"), vyvoj pristroje na registraci rotacnich vln.


Pokracovani projektu k MsMT-AMVIS "sestislozkove kontinualni monitorovani seismickych roju v oblastech Long Valley Caldera a The Geysers, Kalifornie".

Progseis, s r.o
Slovensko

Monitoring a analýza seismických jevů.

Petroleum Institute v Abu Dhabi
Spojené Arabské Emiráty

Analýza detekovatelnosti indukované seismicity při injektáži odpadních vod

Univerzita v Memphisu, Tennessee
USA

A bilateral project was formulated together with Dr. Charles Langstone, Center of Earthquake Research and Information, University of Memphis.

Výsledky

Výpočty odběru tepla pro hlubinné koaxiální vrtné výměníky tepla: maticový analytický přístup

2023

Matyska, C., and E. Zábranová (2023) Heat extraction calculations for deep coaxial borehole heat exchangers: matrix analytical approach, Geophys. J. Int. 235, 2323-2338, 
doi: 10.1093/gji/ggad367

MASW? Kritický pohled na problémy a možnosti analýzy povrchových vln z aktivních a pasivních dat (s několika právními aspekty)

2023

Dal Moro, G., (2023). MASW? A critical perspective on problems and opportunities in surface-wave analysis from active and passive data (with few legal considerations), Physics and Chemistry of the Earth, 130, 103369, 
doi: 10.1016/j.pce.2023.103369
 

Seismické přednášky. Objemové vlny, povrchové vlny, 2D řezy a zesílení

2023

Dal Moro, G. (2023). Book: Lezioni di sismica (Onde di volume, di superficie, sezioni 2D e amplificazioni), Dario Flaccovio Editore, 248p., 166 color figures, 
ISBN 9788857911946.

Nová rychlostní struktura zemětřesné oblasti Nový Kostel, západní Čechy, určená izometrickou inverzí

2023

Málek, J., Brokešová, J., and O. Novotný (2023) New Velocity Structure of the Nový Kostel Earthquake-Swarm Region, West Bohemia, Determined by the Isometric Inversion, Pure Appl. Geophys. 
doi: 10.1007/s00024-023-03250-w

Generátor harmonických seismických vln a sestava pro seismickou prospekci

2023

Málek, J. (2023) Patent č. CZ 309648 B6, Generátor harmonických seismických vln a sestava pro seismickou prospekci

Povrchové vlny jako nákladově efektivní nástroj pro zlepšení interpretace mělkých refrakčních seismických dat

2023

Mazanec, M., and J. Valenta (2023) Surface Waves as a Cost-Effective tool for Enhancing the Interpretation of Shallow Refraction Seismic Data, Acta Geodyn. Geomater., 20, 3(211), 121-138, 
doi: 10.13168/AGG.2023.0012

Hydraulické injekční zkoušky v pilotním EGS vrtu PVGT-LT1 v Litoměřicích

2023

Fischer, T., Vlček, J., Dědeček, P., Řihošek, J., Zimmermann, G., Holeček, J., Mazanec, M., Rukavičková, L., Janků, L., and E. Káldy (2023) Hydraulic injection tests in the pilot EGS borehole PVGT-LT1 in Litoměřice, Czechia, Geothermics, 115, 102805, 
doi: 10.1016/j.geothermics.2023.102805

Indukovaná mikroseismická událost se silnou směrovostí trhliny a superponovanými útlumovými efekty

2023

Wcislo, M., Staněk, F., Gallovič, F., Wu, S., and I. Pšenčík (2023) Induced Microseismic Event with Strong Rupture Directivity and Superimposed Attenuation Effects, Seismol. Res. Lett. 94, 1455-1466, 
doi: 10.1785/0220220229

 

Zemní trhliny v etiopské hlavní trhlině: tektonické, litologické a potrubní kontroly / Ground Fissures within the Ethiopian Main Rift: Tectonic, Lithological and Piping Controls

2022

Publikace: Valenta, J., K. Verner, K. Martínek, T. Hroch, D. Buriánek, L. A. Megerssa, J. Boháč, M. Kassa, F. Legesse, M. Yakob, B. Kebede and J. Málek (2021). Ground fissures within the Main Ethiopian Rift: Tectonic, lithological and piping controls, Earth Surface Processes and Landforms. 1-17, DOI:10.1002/esp.5227 
 

Acceleration of Late Pleistocene activity of a Central European fault driven by ice loading

2022

Štěpančíková P., Rockwell T.K., Stemberk J., Rhodes E. J., Hartvich F., Luttrell K., Myers M., Tábořík P., Rood D. H., Wechsler N., Nývlt D., Ortuño M., Hók J. (2022): Acceleration of Late Pleistocene activity of a Central European fault driven by ice loading. Earth and Planetary Science Letters 591, 117596. DOI: 10.1016/j.epsl.2022.117596 IF2021 5.785 (Q1)

Plio-Pleistocene paleodrainage reconstruction using moldavite-bearing and morphostratigraphically related deposits (Southern Bohemia, Czech Republic)

2022

Flašar J., Štěpančíková P. (2022): Plio-Pleistocene paleodrainage reconstruction using moldavite-bearing and morphostratigraphically related deposits (Southern Bohemia, Czech Republic). Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. Volume 586, 110783, ISSN 0031-0182. DOI: 10.1016/j.palaeo.2021.110783, IF2021 3.565 (Q1/Q2) 
 

Ohniskové mechanismy západočeských zemětřesení – květen 2014: prokazatelnost objemových složek / Focal Mechanisms of West Bohemia, Central Europe, Earthquakes - End of May 2014: Evidence of Volume Changes

2022

Západní Čechy jsou místem s výskytem minerálních pramenů a výronů plynu. Zaměřili jsme se na nejsilnější zemětřesení z této oblasti za posledních třicet let (31. května 2014; Mw~3.8) a na dvě menší z téhož dne (Mw~2.9; 2.5). Hlavním cílem této studie bylo přispět k objasňování povahy zemětřesných rojů v západních Čechách. Zjištěné záporné hodnoty objemových složek plných momentových tenzorů mohou souviset například s uzavíráním trhlin v průběhu zdrojových procesů. 

Publikace: Křížová, D. and J. Málek (2021): Focal Mechanisms of West Bohemia, Central Europe, Earthquakes-End of May 2014: Evidence of Volume Changes, Seismological Research Letters 92(6), 3398-3415, DOI: 10.1785/0220200389 

Ohniskový mechanismus pro nejsilnější jev zemětřesné sekvence (31. 5. 2014, 10:37:21.11); znaménka prvních nasazení na seismografech pro dostupná data ze seismické sítě WEBNET jsou znázorněna čtverečky: černá = "+", bílá = "-", 
osy T a P jsou označeny kroužky. 


 

Stanice seismické sítě WEBNET (znázorněné trojúhelníky) s daty dostupnými pro 31. 5. 2014.  Hvězdičkou je označeno epicentrum nejsilnějšího jevu (lokováno pomocí stanic sítě WEBNET).

Tools for the efficient analysis of surface waves from active and passive seismic data: exploring an NE-Italy perilagoon area with significant lateral variations

2022

Dal Moro, G., and J. Stemberk (2022). Tools for the efficient analysis of surface waves from active and passive seismic data: exploring an NE-Italy perilagoon area with significant lateral variations, Earth, Planets and Space, 74, 140 (2022), DOI: 10.1186/s40623-022-01698-z

Tectonicaly Significant Fault Zones in Central Europe (Germany, Czech Republic and Poland) and Their Surface and Subsurface Outcrops: Franconian Line, Hronov-Porici Fault, Sudetic Marginal Fault and Lusatian Fault

2022

Nováková, L. (2022) Chapter title: Tectonicaly Significant Fault Zones in Central Europe (Germany, Czech Republic and Poland) and Their Surface and Subsurface Outcrops: Franconian Line, Hronov-Porici Fault, Sudetic Marginal Fault and Lusatian Fault. Book: Structural Geology and Tectonics Field Guidebook – Volume 2, Springer, DOI: 10.1007/978-3-031-19576-1 
 

Integrated Seismic Program (ISP): A New Python GUI-Based Software for Earthquake Seismology and Seismic Signal Processing

2022

Cabieces, R., A. Olivar-Castaño, T. C. Junqueira, J. Relinque, L. Fernandez-Prieto, J. Vackář, B. Rösler, J. Barco, A. Pazos, and L. García-Martínez (2022). Integrated Seismic Program (ISP): A New Python GUI-Based Software for Earthquake Seismology and Seismic Signal Processing, Seismol. Res. Lett. XX, 1–14, DOI: 10.1785/ 0220210205

Projekty

Služby

Odborné seismické měření

Measurement of seismic activity Short-periodic and Broadband seismometers, Rotafon Jiří Málek 
Lucia Fojtíková
Measurement of technical seismicity Geometrics Geode Jan Valenta
Geoelectric measurements Geoelectric apparatus ARES
Gravimetric measurements Gravimetr CG-5
Seismic Hazard Assessment Probabilistic method Jiří Málek

Software ke stažení

Isometrická metoda

Byla vyvinuta nová tzv. Isometrická metoda (IM) pro řešení hladkých nelineárních inverzních úloh s reálnými parametry. Naměřená data a hledaný model jsou během výpočtu vyjádřeny pomocí m+1 vzájemně přiřazených vektorů (m je počet rozměrů prostoru mudelů). Nejprve jsou nalezen vztah mezi vektory v datovém prostoru a ten je přenesen do prostoru modelů, kde je nalezen nový model. Pokud je řešená úloha lineární, tento nový model je přesným řešením celého inverzního problému. Pokud je úloha nelineární, musí se celý postup iterativně opakovat. Základní myšlenkou IM je definovat vzdálenost v prostoru modelů tak, aby prostor modelů a prostor dat byly isometrické, tedy vzdálenosti v obou prostorech jsou shodné. Protože dvojice model-data jsou používána mnohokrát během iterování, počet výpočtů přímé úlohy je minimalizován. Není třeba počítat derivace. Požadavky na paměť počítače jsou malé. IM je vhodný zvláště pro řešení hladkých středně nelineárních inverzních úloh, v případě, že výpočet přímé úlohy je časově náročný a minimalizace počtu přímých výpočtů je tedy podstatná.
Program dostupný na této stránce je napsán v jazyce MATLAB. Pro více informací nás můžete kontaktovat na adrese malek [at] irsm.cas.cz.

 

Program Refract3D

Program pro zpracování dat 3D refrakční seismiky pomocí metody "time-term".
aktuální verze 0.2 | zdrojový kód | manuál | článek Valenta and Dohnal (2007)
 

Program DISECA

Matlab kód pro výpočet disperzního vlnového pole povrchové vlny. Výpočet je založen na sumaci jednotlivých frekvenčních komponent v závislosti na jejich fázovém posunu, který odpovídá disperzní rychlosti v dané vzdálenosti od zdroje.
stáhnout program

 

Program SVAL

Program pro analýzu povrchových vln, určování a inverzi disperzních křivek a pro jejich modelování.
stáhnout program

 

Program PhaseCorr

Program pro určování fázové rychlosti povrchových vln metodou dvou stanic.
stáhnout program

 

Program LocErr

Program pro určování očekávané lokalizační chyby v síti seismických stanic.
stáhnout program

kód MATLAB pro vizualizaci výstupů z programu LocErr.
stáhnout program

 

MouseTrap: Python/ObsPy modul pro automatickou detekci dlouhoperiodických poruch v seismických záznamech. 
ISOLA-ObsPy: Python/ObsPy modul pro automatické určování mechanismu seismického zdroje.