Εντοπισμός και Παρακολούθηση Ενεργών Ρηγμάτων σε Αστικά Περιβάλλοντα: Συμβολομετρία χρονοσειρών στις πόλεις της Πάτρας και του Πύργου.
Από RemoteSensing Wiki
Εντοπισμός και Παρακολούθηση Ενεργών Ρηγμάτων σε Αστικά Περιβάλλοντα: Συμβολομετρία χρονοσειρών στις πόλεις της Πάτρας και του Πύργου (Πελοπόννησος, Ελλάδα).
Πρωτότυπος τίτλος: Detection and Monitoring of Active Faults in Urban Environments: Time Series Interferometry on the Cities of Patras and Pyrgos (Peloponnese, Greece)
Συγγραφείς:Ισαάκ Παρχαρίδης, Σωτήρης Κοκκάλας, Ιωάννης Φουντούλης και Μιχάλης Φουρμέλης
Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: [1]
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Η παρακολούθηση ενεργών ρηγμάτων σε αστικές περιοχές έχει μεγάλη σημασία, αφού παρέχει χρήσιμες πληροφορίες για την αξιολόγηση σεισμικών κινδύνων. Η παρούσα μελέτη έχει να κάνει με την πιθανή παραμόρφωση του εδάφους που προκαλείται από τεκτονική δραστηριότητα στις πόλεις της Πάτρας και του Πύργου, στη Δυτική Ελλάδα. Μια τεχνική PS συμβολομετρικής ανάλυσης εφαρμόστηκε σε ένα πλούσιο πακέτο δεδομένων με εικόνες ERS-1 και 2 εικόνες SLC. Τα αποτελέσματα της συμβολομετρικής ανάλυσης συγκρίθηκαν με τους τεκτονικούς χάρτες των δύο πόλεων. Στην Πάτρα εντοπίζεται μεγαλύτερη ανύψωση – υποχώρηση λόγω του πιο διακριτού μοτίβου των ρηγμάτων και των έντονων παραμορφώσεων σε σχέση με την περιοχή του Πύργου, όπου η παραμόρφωση είναι περισσότερο διάχυτη, χωρίς σημαντικές μετατοπίσεις στην επιφάνεια.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Ο σεισμικός κύκλος ενός ενεργού ρήγματος μπορεί να περιλαμβάνει ρήξη και διασεισμική παραμόρφωση. Κατά το διασεισμικό στάδιο που συνήθως διαρκεί από λίγες εκατοντάδες έως και χιλιάδες χρόνια, μπορεί να συσσωρεύεται σιωπηλά τεκτονική ένταση στο φλοιό. Η ένταση αυτή απελευθερώνεται κατά τη διασεισμική περίοδο, ειδικά κατά μήκος υφερπόντων ενεργών ρηγμάτων. Η κατανόηση των ενεργών τεκτονικών διαδικασιών και της απελευθέρωσης της ενέργειας μέσα από την παρακολούθηση της μεταβατικής παραμόρφωσης της συσσωρευμένης έντασης έχει γίνει πολύ σημαντική για πληθώρα ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Επιπλέον, ο τύπος της τοπικής παραμόρφωσης του ρήγματος και της γύρω περιοχής μπορεί να καθορίσει την έκταση του σεισμικού κινδύνου. Αυτό επιτρέπει τη λήψη μέτρων και την ανάληψη πρωτοβουλιών για την αποφυγή τέτοιου είδους κινδύνων. Η παρακολούθηση της διασεισμικής συμπεριφοράς ενεργών ρηγμάτων σε αστικές περιοχές είναι υψηλής σημασίας, αφού η τοπική έκθεση (πληθυσμός, υποδομές) αυξάνει τους κινδύνους. Πρόσφατα, οι διασεισμικές φλοιώδεις ταχύτητες και εντάσεις προσδιορίστηκαν για ένα σημαντικό αριθμό ενεργών περιοχών, μέσα από επαναλαμβανόμενες μετρήσεις με χρήση GPS. Σε κάποιες περιπτώσεις το έδαφος είναι απομονωμένο και η προσβασιμότητα δύσκολη, με αποτέλεσμα η πυκνότητα των μετρήσεων GPS να είναι σχετικά αραιή, ή στην περίπτωση του αστικού περιβάλλοντος, η λειτουργία του GPS μπορεί να διακόπτεται από το συχνό μπλοκάρισμα των σημάτων. Τις δύο τελευταίες δεκαετίες, η Διαφορική Συμβολομετρία απεικονίσεων SAR που βασίζεται σε δορυφορικά δεδομένα έχει γίνει ένα χρήσιμο εργαλείο για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση εδαφικών παραμορφώσεων. Πρόσφατες εξελίξεις (ήδη από τα τέλη της δεκαετίας του 90) στη Διαφορική Συμβολομετρία SAR, δείνουν τη δυνατότητα να ξεπεραστούν ορισμένοι γνωστοί περιορισμοί της συμβολομετρίας συνεχούς λήψης (repeat pass). Εξετάζοντας τη συμβολομετρική φάση από σταθερούς, σημειακούς στόχους, είναι δυνατή η παρακολούθηση και κάλυψη μιας περιοχής που κανονικά χαρακτηρίζεται από χαμηλή συνοχή. Επιπλέον, η μιλιμετρική μετατόπιση των στόχων κατά μήκος της διεύθυνσης του δορυφόρου μπορεί να εντοπιστεί επιτρέποντας έτσι τη μέτρηση της αργής κίνησης του εδάφους. Η Συμβολομετρία Σταθερών Σκεδαστών (PSI) είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό μικρών κινήσεων διακριτών σημείων κατασκευών και εδάφους επί μιας πλατιάς έκτασης. Οι ανακλαστήρες αυτοί πρέπει να παραμένουν σταθεροί. Η συμβολομετρική ανάλυση σημειακών στόχων (IPTA) είναι μια ειδική μέθοδος Συμβολομετρίας Σταθερών Σκεδαστών για την εκμετάλλευση χωρικών και χρονικών χαρακτηριστικών των συμβολομετρικών υπογραφώνπου συλλέγονται από σημειακούς στόχους για την χαρτογράφηση ιστορικών διασκορπισμένων παραμορφώσεων. Η παρακολούθηση των ρηγμάτων σε αστικά περιβάλλοντα με χρήση διαφορετικών συμβολομετρικών τεχνικών (repeat-pass, PS, stacking) υλοποιείται σε πολλές σεισμικά ενεργές περιοχές του πλανήτη. Το 1993, καταστροφικοί σεισμοί έπληξαν τη βορειοδυτική Πελοπόννησο στο νότιο τμήμα της Ελλάδας. Προκάλεσαν σοβαρές ζημιές στην ευρύτερη περιοχή δύο πυκνοκατοικημένων πόλεων, της Πάτρας και του Πύργου, που είναι οι πρωτεύουσες των γειτονικών νομών της Αχαΐας και της Ηλείας. Η εν λόγω μελέτη αφορά τη χρήση συμβολομετρικής ανάλυσης σταθερών σκεδαστών δορυφορικών δεδομένων ERS-1 και 2, πάνω από τις πόλεις του Πύργου και της Πάτρας με στόχο την παρακολούθηση και αποκάλυψη της χωρικής κατανομής των ενεργών ρηγμάτων.
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Πάτρα: Στο διάγραμμα φαίνεται ότι οι σχετικές κάθετες ταχύτητες προς και μακριά από τη διεύθυνση του δορυφόρου, κυμαίνονται μεταξύ των ακραίων τιμών του +5 και -5 mm/χρόνο αντίστοιχα. Μια αξιοσημείωτη παρατήρηση είναι ότι παρατηρείται μια αντιφατική υποχώρηση και ανύψωση των σημειακών σταθερών σκεδαστών κατά μήκος διακριτών και συγκεκριμένων ζωνών όπως η ρηξιγενής ζώνη της Αγίας Τριάδας στα νότια της πόλης και κατά μήκος της γραμμικής τάσης με κατεύθυνση από τη Δύση προς την Ανατολή, βόρεια του λιμανιού της Πάτρας, που δε σχετίζεται με κάποιο ορατό χαρτογραφημένο ίχνος ρήγματος. Μεταξύ των δύο αυτών ζωνών παρατηρείται μόνο ανύψωση, έστω και με μικρούς ρυθμούς.
Πύργος: Με βάση τη χωρική κατανομή των σημείων των Σταθερών Σκεδαστών, το μέγεθος και το είδος της κάθετης κίνησης για την περίοδο 1992-2000, μπορούν να διαχωριστούν τρεις περιοχές για την ευρύτερη περιοχή της πόλης του Πύργου. Για τη βόρεια περιοχή προκύπτει υποχώρηση με τιμές που κυμαίνονται μεταξύ -0,8 έως -2,5 mm/έτος ενώ λίγοι στόχοι υποδεικνύουν σταθερότητα. Στην περιοχή αυτή συμβαίνουν χαλαρές αλλουβιακές αποθέσεις και συνορεύει βόρεια με τη ρηξιγενή ζώνη του Βουρνάγου και νότια με το ρήγμα του Βόρειου Πύργου. Η κεντρική που αντιστοιχεί στο τεκτονικό κέρας του πύργου οριοθετείται από το βόρειο και το νότιο ρήγμα του Πύργου. Η πλειοψηφία των σημείων δείχνει ανόρθωση από 1,5 έως 2,5 mm/έτος με ελάχιστα σημεία να υποδηλώνουν υποχώρηση. Στο νότιο τμήμα, όπου οι χαλαρές αλλουβιακές αποθέσεις έρχονται στην επιφάνεια, η πλειοψηφία των στόχων υποδηλώνει υποχώρηση, λίγοι παραμένουν σταθεροί και μια μειοψηφία δείχνει ανόρθωση.
