A 2020. december 29-én történt, 6,4-es magnitúdójú horvátországi földrengést követően a felszíni deformációkat Copernicus Sentinel-1 apertúraszintézises műholdradar-adatok feldolgozásával feltérképeztük. Az eredményekről szóló rövid, gyors beszámolónk után kapott több kérdésnek és kérésnek megfelelően az alábbiakban további magyarázatokat adunk és részletekről számolunk be.
A Sentinel-1A műholdradaros adatok interferometrikus feldolgozásából készített interferogram és a deformációs térkép a csúszka mozgatásával összehasonlítható. A maradandó felszínváltozások analíziséhez a 2020. december 18-án (a földrengést megelőzően) és december 30-án (közvetlenül a földrengés után) kapott adatokat használtuk fel. (Képek: Copernicus Sentinel adatok 2020 / feldolgozás: Geo-Sentinel Kft.; az ábra nagy felbontásban)
Először a műhold által az egyes eltérő időpontokban detektált, a felszínről visszaverődő elektromágneses hullámok fázisának különbségét határozzuk meg az interferometrikus feldolgozás során, minden egyes földfelszíni észlelési pixelre. Ez az első eredmény. Ez a differenciális fázismező mutatja az elmozdulásokat, fél hullámhossz egységekben, hiszen a műholdhoz érkező radarjel fázisa a földrengés utáni időpontban megváltozik, mert az adott pont elmozdult (a fenti képen a szivárványszíneket mutató ábra).
A fáziskülönbségek egy komplex matematikai algoritmussal átszámíthatók tényleges térbeli elmozdulásmezővé, méter egységben. Ez a fenti második eredménytérkép. Itt a felszínnek a földrengés következtében létrejött deformációját, elmozdulását látjuk nagyság és irány szerint színkódolva. Az értékek műholdirányúak, ami a tényleges felszínmozgás egy bizonyos irányba eső vetülete.
Ezt – főként horizontális mozgást feltételezve – egyszerű trigonometriával ténylegesen a Föld felszínén tapasztalható mozgásértékké konvertálhatjuk. Az észlelés geometriáját és a konverzió metodikáját mutatja alább a műhold-geometria oldalnézeti és felülnézeti ábrája.
A feltérképezett mozgások világosan mutatják a törésvonalat, ahol a rengés epicentrumát csillaggal bejelöltük. A törésvonal mentén úgynevezett oldalelmozdulás történt, azaz a két térrész főként elcsúszott egymás mellett. A törésvonal – az egyszerűség kedvéért – jobb oldalán (északkelet) a nyíl szerinti délkeleti elmozdulás (kék szín, a műholdas észlelési iránytól távolodás), a bal oldalán pedig a nyíl szerinti északnyugati elmozdulás történt (piros szín, észlelési irányhoz való közeledés). Ez egy jobbos oldalemozdulásos földrengés volt, azaz ha a törésvonalnál állunk, akkor a velünk szemben lévő térrész jobbra mozgott el. A legnagyobb délkeleti és a legnagyobb északnyugati elmozdulás műholdirányú vetülete 1 méter, ami nagyjából 2,5 méter helyi, tényleges relatív elmozdulásnak felel meg. Másként fogalmazva: a kék és a piros térrész, azaz például Petrinja és Slana települések ma már 2,5 méterrel távolabb vannak egymástól, mint a földrengés előtt.
A mozgás oka az Észak-Adria-mikrolemez az Eurázsiai-lemezbelsőhöz viszonyított észak-északkeleti, a területnél jellemző 2,5 mm/éves sebességű elmozdulása, ami a Dinaridák vonalában való úgynevezett transzpresszióként jelentkezik, azaz az ütközés nem frontális és csupán összenyomódást okoz, hanem főként nagymértékű oldalelmozdulásos deformációt és feszültségfelhalmozódást. Az Észak-Adria-mikrolemez ütközése során lassan felhalmozódó deformációs energia egy része földrengések során szabadul fel, melyek közül az egyik a Petrinja közelében kipattant 6,4-es magnitúdójú december 29-i rengés. A szélső pontosságú, geodinamikai GPS mérésekből származtatott kéregmozgástérkép ezt kiválóan szemlélteti. Ha a vető/törésvonal északkeleti oldalának sebességét kivonjuk a délkeleti oldalon lévőkből, azaz az előbbit fixnek tekintjük, akkor a relatív sebesség 0,51 mm/év északi és –0,13 mm/év nyugati komponenssel, avagy 0,53 mm/év nagyságú, –14 fokos azimut irányú sebességgel rendelkezik a törésvonaltól északkeletre levő, fixnek tekintett részhez képest. Ez pedig visszatükrözi a vető mentén a feszültségfelhalmozódást, valamint az annak felszabadulása utáni deformációs képet.
Kapcsolódó linkek:
- Földrengés nyomán felszínváltozás Horvátországban (Sentinel blog, 2020. december)
- Magyarország felszínmozgása (Geo-Sentinel)
- A GPS technika csúcspontossága: kéregmozgás-vizsgálat (1. rész) (Űrvilág, 2006. július)
- A GPS technika csúcspontossága: kéregmozgás-vizsgálat (2. rész) (Űrvilág, 2006. július)