Magyar Tudomány Ünnepe 2013. Előadássorozat és műszerbemutató a Széchenyi István Geofizikai Obszervatóriumban Előadássorozat Napviharok, a Nap változékonysága A légkör elektromos jelenségei Vulkánosság Magyarországi földrengések – 250 éve volt a legnagyobb magyarországi földrengés (M=6.3) Komáromban A Föld alakja Műszerbemutató A Föld belső szerkezetének kutatómódszerei Magnetométer Földradar Vertikális elektromos szondázás Szeizmikus műszer
Napviharok és a Nap változékonysága Kis Árpád
Az emberiség elkezdte vizsgálni a csillagokat, az égboltot
Asztronómia (csillagászat) -naptárkészítés (mezőgazdaság: mikor kell vetni, betakarítani, stb.)
Asztrológia (csillagjóslás) -horoszkópkészítés (emberi sorsok, király mikor induljon háborúba, stb.)
Kezdetekben a kettő szorosan összefüggött!
Asztrológus munka közben
Johannes Kepler
Házi feladat: fedezze fel a két kép közötti 10 db apró különbséget!
Az asztrológusoknak igazuk van egy dologban! Valóban van egy csillag, amely jelentős hatást gyakorol a földi környezetre (és az emberek életére), és ez a csillag a
Nap
SOHO felvétel a Nap felszínéről. A Nap egy rendkívül dinamikus, intenzív működésű rendszer
Naptömeg-kilökődés fényképe (SOHO). A hevesen távozó anyag viharként seper végig a Naprendszeren.
Mi történik akkor, ha egy napkitörés telibe találja a Földet? Egy ilyen esemény következménye a mágneses vihar ! Föld napszél
Nap
mágneses erővonalak
A mágneses vihar fontosabb fizikai következményei: 1. A földi mágneses tér alakja és szerkezete megváltozik, a mágneses térerő intenzíven ingadozhat 2. Nagyenergiájú ionok „zápora hull” a légkörre 3. Nagyintenzitású áramok indulnak meg a Föld felső légkörében és a szilárd földkéregben egyaránt (dinamó effektus, avagy a GIC, szép szóval a Geomagnetically Induced Currents avagy a Geomágneses Indukált Kéregáramok) Az űrkutatásnak egyik egyre fontosabbá váló ágazata az űridőjárás (Space Weather, űrmeteorológia), amelynek feladata a mágneses viharok és más, világűrből érkező hatások megfigyeléséve és előrejelzése.
Esettanulmány: 1989, Március 13.-a, Kanada, Quebec tartomány
Helyi idő szerint 2:42-kor (kora hajnali órákban) egy mágneses vihar éri el a Földet; a leginkább érintett terület Kanada Quebec tartománya. 2:45-re a teljes villamos hálózat összeomlik és megszűnik az áramszolgáltatás. Az eredmény: hat millió ember közel kilenc órára áramszolgáltatás nélkül marad.
Az üzemzavar oka a mágneses vihar által keltett földi áramok voltak, amelyek rácsatolódtak a meglévő villamos hálózatra és szó szerint szénné égették a transzformátor állomást. Miközben néhány amper áramerősség elegendő a transzformátor állomás meghibásodásához, az adott esetben 200 amper áramerősséget észleltek!
A geomágneses viharok gyakorisága növekszik!
Az űridőjárás technológiára gyakorolt hatásai
A légkör elektromos jelenségei Barta Veronika
A felsőlégköri elektro-optikai emissziók hivatalos felfedezése - 1989 Az első hiteles felvétel
John Randolph Winckler (1916-2001) Joch R. Winckler, Robert Franz és Robert Nemzek kamera tesztelése auróra megfigyelése céljából
Ismert (2005) felsőlégköri elektromos jelenségek, amelyeket zivatarok idéznek elő
C.T.R. Wilson (1869-1959)
A vörös lidércek kialakulásához szükséges elektromos környezet IONOSZFÉRA
EuroSprite 2007
Vörös Lidércek • Függőleges kiterjedés: 40 – 90 km • Csoport vízszintes kit.: ~ 50 km • Élettartam: 20 – 100 ms
2010. 08. 08.
Megfigyelésük •Egész Közép – Európában – Sopron ~ 600 km-es környezetében •Az észlelést a LINET villám megfigyelő hálózat segíti
Megfigyelésük
Vulkánosság Klébesz Rita
Vulkánoknak nevezzük azokat a helyeket, ahol a magma a felszínre kerül.
Anak Krakatau (Forrás: Volcano Discovery)
Kinenin, Kamcsatka
Karimszkij, Kamcsatka (Fotó: Alexander Belousov)
A vulkáni kitörés jellegét a magma összetétele és fizikai tulajdonságai (pl. hőmérséklet, viszkozitás) határozza meg.
Két fajta vulkánkitörést különböztetünk meg. Effúzív
Két fajta vulkánkitörést különböztetünk meg. Explozív
A vulkánkitöréseket nem lehet előre jelezni, de folyamatos megfigyeléssel csökkenthető a kockázat.
Magyarországi földrengések 250 éve volt a legnagyobb hazai földrengés Komáromban (M=6,3) Kiszely Márta
Komárom M=6,3
Időpont Hely Magnitúdó 456. szeptember 9. Savaria 6,1(?) 1763. június 28. Komárom 6,3 1783. április 22. Komárom 5,2 1806. szept. 22. Komárom 4,6 1810. január 14. Mór 5,4 1810. május 27. Mór 4,9 1829. július 1. Érmellék 4,9 1834. október 15. Érmellék 6,3 1851. július 1. Komárom 4,9 1868. június 21. Jászberény 4,9 1908. május 28. Kecskemét 4,4 1911. július 8. Kecskemét 5,6 1925. január 31. Eger 5,0 1956. január 12. Dunaharaszti 5,6 1985. augusztus 15. Berhida 4,9 2011. január 29. Oroszlány 4,7 2013. április 22. Heves 4,8
I0 ? IX VII-VIII VI-VII VIII VII VII IX VII VII VI-VII VIII VII-VIII VIII VII V-VI VI
Komárom M=6,3
Komárom M=6,3
Komárom M=6,3 1759 január 4-én Városi tanács lejegyzése szerint „ a naponként megjelenő és folyton erősbülő földrengések miatt városunk teljesen el ne pusztuljon megtiltották Komáromban a kocka és kártyajátékokat, a nyilvános zenélést és lakodalmakat” 1763 június 28-án ½ 6-kor egy gyengébb, majd azt ¼ óra múlva a pusztító rengés követte. Épp országos vásár volt. A templomokban reggeli misét tartottak, sokan ott lelték halálukat. Magas épületek a tornyok ledőltek. A Városháza tornya a főteret betöltő vásározókra zuhant. A bolthajtásos épületek is mind leomlottak. Úgy összehasadoztak a falak, hogy azokon ki lehetett látni. (63-an meghaltak ). „A kaszások a közül a mezőben sokan a lábukról leesének és a hegyek látható képen reszketni kezdének” Jókai „Az elátkozott család” című regényében így írt: „ Egyszerre csak megrázkódott a föld az ő terhe alatt és a kék Duna folyamban ezer meg ezer szökőkút gyanánt lövellt fel egyszerre a víz és a megbomlott toronyórák újra meg újra ütötték az egyet. E pillanatban mintha mennydörgő szekerek rohannának végig a föld mélyében egy hömpölygő dördülés futott végig a város alatt, a föld színe az előbbi reszketés helyett egy irtózatos taszítást kapott alulról. A föld az egyik utcán keresztben megnyílt a föld át a házsorokon, majd 1 perc múlva összecsukódott a repedés, úgy hogy a szétszakított házakat ismét összecsukta.” .
Komárom M=6,3 A sok további nagyobb rengés miatt II József javasolta a lakosoknak, hogy költözzenek át a túlsó oldalra. A lakosok bizottságot alakított akik az újraépítés, a maradás mellett döntöttek. A komáromiak a földrengés után fogadalmat tettek, hogy minden évben elzarándokolnak Frauenkirchenbe a városért fohászt kérve Szűz Máriához. Mária Terézia által készíttetett kárfelmérő jelentésből tudjuk megbecsülni a rengés méretét. Az épületek harmada elpusztult, komoly sérülést szenvedett a város épületeinek 54%-a, míg csak 9%-a maradt sértetlen. Ácson, Bábolnán és Győrben is károkat okozott, és a zsámbéki bazilika épületét is romba döntötte a rengés.
Karl Friedel korabeli festménye
Komárom M=6,3
Frauenkirhenben Binder János Fülöp képzőművész festménye látható, a Szűz Mária Kegytemplomban. „A Duna egy keskeny ága eltűnt, a háborgó föld úgy felemelte a medrét, hogy a víz a szigeten keresztül a szélesebb ágba futott át, és a város előtt nem volt más csak egy nagy zátonyos mocsár, majd a roppant víztömeg zúgva rohant vissza az elhagyott mederbe mint 1-1 átlátszó hegylánc.”
Komárom M=6,3 A földrengés sokkal több áldozatot is követelhetett volna, ha a térségben élő parasztok nem egy ősi építészeti technika szerint építkeznek: lakóházaik alapanyaga vályog és fűzfavessző volt, amiket fél méterenként vertek le, majd vesszővel összefűzték őket, és a kémények pedig az alap felé fokozatosan szélesedtek. Komáromban 1783-ban egy a korábbinál kisebb földrengés 500 házat döntött romba. Ezután elrendelték el, hogy délután 3-kor a Szent András templom nagyharangját meghúzzák, az égiek védelmét kérve. A térségben átlagosan húszévente pattantak ki újabb erősebb rengések, majd a terület aktivitása 1850 megszűnt. A vár melletti részen is megnyílt a föld, ahol különböző színű homokot lövellt ki és kénköves tűz jelent meg, vörös lángok csaptak fel. A második nagy rengés után a városvezetés nem engedett 1 emeletesnél magasabb és boltíves házakat építeni. Amelyik ház jelenleg boltíves, 1783 előtt épült. Jelentősebb károkat okozó rengés 15-20 évenként, míg erős, nagyon nagy károkat okozó M5,5-6,0 földrengés 40-50 éves intervallumban pattan ki hazánkban, és M>6,0 100-150 évente.
Komárom (M=6,3) Komárom környékén kipattant földrengések (1760-2013) 7.0
6.0
Magnitúdó (Rihter-féle)
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0 1760 1770 1780 1790 1800 1810 1820 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
A Föld alakja Szűcs Eszter
A Föld elméleti (matematikai) alakja lapos korong
forgási ellipszoid (Newton)
gömb (Erathosztenész)
a – b = 21 km R = 6371 km 15 % -os pontosság
GPS – WGS84
A Föld elméleti (matematikai) alakja ellipszoid: geometriai modell Föld: sűrűség inhomogenitások hegyláncok mély óceáni árkok geoid: fizikai modell nehézségi erőtér egy kiválasztott szintfelülete
Geoid • Listing (XIX. század) • geoid ≈ óceánok átlagos felszíne • magasságmérés alapfelülete • eltérés az ellipszoidhoz képest : ± 100 m
„Potsdam potato”
A magyarországi geoidfelület
43 .8 44
44 .4 44 .8 44 .6
43.4
.8 43 44
42 .4 42 .6 4 43 .
43 43 ..2 4 43 .8 .2 44
40 .4
22
.6 44 43
21
.2 43
20
43
43 . 2 19
43
39 – 46 m
.6 43
18
42 .8
43
45 45 .2
4 4 2. 43 43 2 .6 4 .2
43 .2
40 . 6
43 .6
41
2 42 .
44 .4
45 .2
44 .2
4456.8
441 .8 1 .6
42 .2
43
43
43 .2
43
42 .6
43 .4 43
44 .8 44 .6 44 .4 44 .2
45 .4
42
40 .4 40 .6 40 .8 41 41 .6 .4 42 42 .2 8 42 . 43 .8 3 .6 4 .4 43
46 .4
.2 41 4 . 41 .6 41
.8 41
41
8 42 .
.2 43
46 45 .8
.4 388 .6 3 .8 38 9 3 .2 39
39 39 .6 40 40 .8 .2
41 .8
.2 44
17
45 .4 45 46.8
45
44 .6
8 44 .
(Tóth, 2008) 16
44 . 4
44 .8
45 .6
43
45
45 .6
46 .2 46
42
.6 42
.4 45 45 .4
42 .2 42 .4
44 .2
.6 43
46 .6 46.5
.8 42
44
455 .2 4
47
43
40 .8
45 .6
.4 44 6 . 44 .8 44
47.5
44
.2 43
43 .6
43 .8
46 .2 .6.8 4466
47
43 .4
6 42 .
.2 45 45 45 .4
48
42 .4 42 .6
.8 43 44
.6 43
.4 43
38 38 .2
9 .4 339 .6.8 9 3 400 .2 4
.2 4433. 4
42 . 8
42
43 .2 .2 43
.2 4411 .4
43 .2
48.5
43
42 .8 43
45 .4
49
44
A geoid meghatározása 1. Űrgravimetria : műholdak pályamozgása GOCE
+ gradiométer GOCE gradiometria: nehézségi erőtér térbeli változásának mérése
(3 pár gyorsulásmérő)
~ 50 cm
1. Műholdas mérések 2. Földfelszíni mérések
3. Domborzat és sűrűségmodellek
A geoid hasznosítása
tengerszint feletti magasság
ellipszoid feletti magasság
geoidmagasság
Alkalmazott geofizika Lemperger István
Geofizika Általános geofizika
Alkalmazott geofizika
Geofizika Általános geofizika
Alkalmazott geofizika
Geofizika Általános geofizika
Alkalmazott geofizika
Geofizika Általános geofizika
Alkalmazott geofizika
Geofizika Általános geofizika
Alkalmazott geofizika • Szeizmika • Egyenáramú módszerek • Elektromágneses (indukciós) módszerek • Gravitációs • Geotermikus • Karotázs • Georadar • Magnetométer
GPR - Földradar
GPR - Földradar
GPR - Földradar
GPR - Földradar
GPR - Földradar
GPR - Földradar
GPR - Földradar
Magnetométeres mérés Adott felszíni ponton mérhető mágneses térerősség: • Az adott szélesség és hosszúság koordinátán jellemző, a külső magban generálódó kvázi-dipól tér • Ionoszférikus áramrendszerek mágneses terei • Felszín alatti hatók tere
Magnetométeres mérés Ionoszférikus áramrendszerek mágneses hatása a felszínen
Magnetométeres mérés
Magnetométeres mérés
Magnetométeres mérés
Magnetométeres mérés
A geoelektromos kutatómódszer Szokoli Kitti
Az ellenállás módszer alapjai áramforrás elektródák
áramvonalak ekvipotenciális felületek
áramerősség mérő
potenciálkülönbség merő
Vertikális elektromos szondázás
Multielektródás rendszerek
Melység (m)
Fajlagos ellenállas (m)
Melység (m)
Esettanulmányok
Fajlagos ellenállas (m)
[Gomez-Ortiz és Martin-Crespo, 2012]
Az ellenállás módszer felhasználási területei -
Geológia kutatások Régészeti kutatások Gátak szivárgásának vizsgálata Hulladéklerakók szigetelő fóliájának vizsgálata Felszín alatti víz kutatás Üregek felderítése Szennyezések felderítése Földcsuszamlások vizsgálata Nyersanyag kutatás
Szeizmikus műszer Bán Dóra
Szeizmika 3 dimenziós szeizmikus mérés eredményei
Moore et al., 2007
Szeizmikus mérés kellékei
Jelforrás • Kalapács
Vevő • Geofon
Regisztráló berendezés (műszer)
Szeizmikus mérés kellékei
Fotók: Szanyi Gyöngyvér (egyetemi előadás) és Polgár Dorottya
Szeizmikus mérés kellékei
Fotó: Polgár Dorottya
Regisztráló berendezés • • • • •
Mérési eredmények rögzítése Számítógépes mérésvezérlés és adatgyűjtés Geofonok jele erősítőkön és szűrőkön megy át Geofon analóg jelét digitálissá alakítja Csatornaszám – gyártónként változhat
SUMMIT II. Compact digitális műszer Forrás : http://www.summit-system.de
Szeizmikus mérés
Forrás: Geosphere Inc
Terepi regisztrátum
Forrás :Szanyi Gyöngyvér – egyetemi előadás
Szeizmikus adatok feldolgozása
Feldolgozás után
Feldolgozás előtt
Forrás: Zsellér Péter, egyetemi előadás
Szeizmikus adatok értelmezése • Szeizmikus réteghatárok keresése • Vetők keresése
FÖLDTANI MODELL
Forrás: Virtual Seismic Atlas, Author: Rob Butler
Köszönjük a figyelmet!
