A balatoni vonal: egy fiatal oldalelmozdulásos vetőzóna geofizikai kutatása és az eredmények geodinamikai értelmezése  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
109255
típus K
Vezető kutató Horváth Ferenc
magyar cím A balatoni vonal: egy fiatal oldalelmozdulásos vetőzóna geofizikai kutatása és az eredmények geodinamikai értelmezése
Angol cím The Balaton Line: geophysical surveys of a young strike-slip fault zone and their geodynamic interpretation
magyar kulcsszavak Balaton, vízi geofizikai mérések, űrgeodéziai mozgásvizsgálatok, tektonika, vulkanológia, szeizmicitás
angol kulcsszavak Lake Balaton, offshore geophysical surveys, satellite geodesy, tectonics, volcanology. seismicity
megadott besorolás
Geofizika, a szilárd Föld fizikája, szeizmológia (Komplex Környezettudományi Kollégium)70 %
Ortelius tudományág: Geofizika
Geológia, tektonika, vulkanológia (Komplex Környezettudományi Kollégium)20 %
Ortelius tudományág: Tektonika
Geodézia (Komplex Környezettudományi Kollégium)10 %
Ortelius tudományág: Geodézia
zsűri Földtudományok 1
Kutatóhely Geofizikai és Űrtudományi Tanszék (Eötvös Loránd Tudományegyetem)
résztvevők Erdős Zoltán
Fodor László
Gráczer Zoltán
Grenerczy Gyula
Kovács Gábor
Molnár Gábor
Mónus Péter
Pethe Mihály
Raveloson Andrea
Raveloson Andrea
Székely Balázs
Timár Gábor
Tóth László
Visnovitz Ferenc
projekt kezdete 2013-09-01
projekt vége 2018-08-31
aktuális összeg (MFt) 27.000
FTE (kutatóév egyenérték) 11.00
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.

A Pannon-medencét kis-közepes szintű tektonikus és szeizmikus aktivitás jellemzi. Űrgeodéziai vizsgálatok szerint közel 1 mm/év sebességű horizontális elmozdulások vannak, amelyek KÉK-NyDNy irányú balos oldalelmozdulások mentén történnek. A Pannon-medence Adria és stabil Európa között elhelyezkedő nagy nyíródási-zónák tekinthető, ahol a deformációs energia felszabadulása a rideg és a képlékeny kéregben történik meg. Az energia megoszlása ezen két különböző reológiájú tartomány között nagyon fontos, mert ez adja meg a szeizmikus veszélyezettséget.
Vetődéseket olyan helyeken lehet jól tanulmányozni, ahol megbízható felszínalatti ismereteink vannak. Ilyen terület a Balaton, ahol az ELTE geofizikusai immáron 20 éve rendszeresen nagyfelbontású szeizmikus szelvényezéseket végeznek. A kutatás legfontosabb része a tavi és szárazföldi szeizmikus szelvények, a fúrási adatok és a geofizikai anomália-térképek együttes értelmezése, abból a célból, hogy megalkossuk a terület vetőtérképét. A Balatonra tervezett vízi mágneses mérésekkel várhatóan megtalálunk minden jelentősebb, a tó alatt rejtőzködő vulkánt. Ezúton új elemekkel gazdagítjuk a terület vulkánosságának térbeli és időbeli lezajlását, egyúttal az oldalelmozdulások időbeliségét és sebességét.
A Közép-Magyarországi Nyírózónára levezetett új vetőtérképét ezután összevetjük erre a területre pontosított geodézia mozgás-térképpel, valamint a momentum magnitúdók alapján kapott szeizmikus elmozdulási értékekkel. Ezen alapul a földrengés tevékenység szintjének a meghatározása, ha még tekintettel vagyunk a kéreg reológiai rétegezettségére is.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.

A kutatás fő kérdése egyszerű és izgalmas: tudományos kutatásunk van-e abban a helyzetben, hogy megnövelje a földrengések előrejelzésének megbízhatóságát a Pannon-medence középső részében?
Ez a probléma csak viszonylag ritkán vetődött fel és a válasz mindig kétséges volt: a döntéshozók túl optimisták, az érintett kutatók túl pesszimisták a kérdésre adott választ illetően.
Úgy tűnik azonban, a multidiszciplináris kutatás remélhetőleg mindkét fél számára kielégítő választ eredményezhet. Azonban, e cél eléréshez hosszú kutatási feladatsor áll előttünk és a jelen kutatási javaslat ebben egy jelentős lépést szándékszik tenni.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!

A Föld bármely pontkán nehéz előre jelezni a földrengéskockázatot. A legnehezebb feladat ezt olyan területen megtenni, amelyet alacsony vagy közepes szeizmikus aktivitás jellemez: ekkor ugyanis a földrengések száma viszonylag kisebb, vagyis kevesebb értékelhető adat áll rendelkezésre az elemzéshez és ez rossz statisztikus mutatókhoz vezet. Ráadásul, mivel a jelentős méretű földrengések ismétlődési periódusa hosszú (a néhány száz éves megfigyelési időtartamnál hosszabb), ez gyakran vezet el az igazi földrengés-kockázat alulbecsléséhez, és nem pedig a helyes becsléshez.
Hogy ezen előrejelzési csapdát elkerüljék, a kutatók a világ számos pontján a megfigyelési időtartamot hosszabb geológiai időtartamra kísérlik meg kiterjeszteni. Más szavakkal, a vetőrendszer keletkezésének ideje, mozgásmechanizmusa (kinematikája) a teljes elmozdulás mértéke azok a paraméterek, amelyeknek minél pontosabb meghatározása a cél. Az így leszármaztatott mozgási vagy csúszási sebesség az az adat, amelyet a modern, bár rövid idejű űrgeodéziai vagy szeizmikus módszerekből számolt mozgássebességgel vethetünk össze. Ennek révén a földrengéskockázat nagyobb biztonsággal értékelhető.
A földrengés-kockázat becslése hazánkban fontos, élő probléma és koncentrált kutatása a lehető legidőszerűbb: sokkal pontosabban kell megértenünk az ország területét metsző, javarészt balos eltolódási zónák mozgásmechanizmusát. Szerencsére, a Balaton területén és a Zalai-medencében az akadémiai szektor vizsgálatainak és a szénhidrogén-kutatásnak köszönhetően rendkívül jó minőségű adatrendszerrel rendelkezünk. A Balaton környékén húzódó, egyik legfontosabb balos eltolódási zóna mozgásmechanizmusának, időzítésének meghatározása és a keletkezett módszertani tapasztalatok az ország más vetőzónáinak jobb megértésére is lehetőséget adnak.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média illetve az adófizetők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI számára.

A Balaton környékének békés vulkáni tájai felidézik azt a időszakot, amikor a területet tufaszórásos vulkánkitörések jellemezték. A földtudósok tisztában vannak vele, hogy a földkéreg mozgásai jelenleg is zajlanak, közel 1mm/év sebességgel. A terület földrengései (pl. Berhida 1985. aug. 15.) ennek megnyilvánulásai.
A kutatási pályázat célja, hogy szeizmikus szelvényezéssel és mágneses mérésekkel feltérképezze a tó alatti törésrendszert. Ez két teljesen környezetbarát módszer. A mágneses mérések a minket körülvevő földi mágneses teret érzékelik, míg a szeizmikus mérések kis energiájú ultrahangot használnak. A hullámok behatolnak a tófenék alatti rétegekbe, majd visszaverődnek feltárva az üledékek rétegzettségét és az olyan hirtelen változásokat, melyeket a kéregben levő elmozdulások (vetők) okoznak. A rétegekben olyan zavarokat is kimutathatók, melyeket felszín alatti magmás benyomulások okoznak. Ezek a földi mágneses teret is befolyásolják. Ha tehát mágneses mérésekkel jellegzetes anomáliákat észlelünk akkor biztosak lehetünk abban, hogy a tó alatt egykori vulkáni test maradványaira bukkantunk.
Nagyon valószínű, hogy a vetők vulkáni képződményeket is elmozgattak, amelyekből a vetők működésének kora és a vető menti elmozdulás mértéke is meghatározhatóvá válik. Ezek pedig olyan alapvető adatok, melyek megadják, mennyiben tud egy adott vető nagy földrengést generálni.
A tó alatti vetőrendszert kiterjeszthetjük a tótól keletre és nyugatra. Ahogy a vetőrendszert kelet felé nyomozzuk, várható, hogy a főváros környezetének földrengés-kockázatát is jobban megértjük.
angol összefoglaló
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.

The Pannonian Basin is characterized by medium to low level of tectonic and seismic activity. Modern satellite geodesy (GPS) indicates horizonal displacements with rates of about 1 mm/year along a set of ENE-WSW directed left-lateral strike-slip faults. The Pannonian basin can be considered a wide shear zone between Adria and stable Europe, where the release of deformation energy takes place in the brittle and ductile crust. Partitioning of energy between these two contrasting rheological regimes are of topmost importance.
Faults can only be studied adequately in regions, where good subsurface data are available. Interestingly enough, a best region is the Lake Balaton, where high quality and high resolution seismic database is at disposal due to 20 years of profilings by the geophisicists of the Eötvös University. The most important part of the research will be an integrated interpretation of lake and onland seismics, drillhole data and geophysical anomalies to map the fault system. Systematic magnetic surveys are planned in the project to find all sizeable volcanic bodies below the lake. We expect a progress in understanding the space-time evolution of volcanism and good time constraints for strike-slip faulting.
A new map of faults and related features for this mid-Hungarian shear zone will be completed by satellite geodetic (GPS) determination of ongoing deformation and compared to seismic slip rates derived from moment magnitudes of earthqukes in the region. This is a most informative comparison as it sheds light on the future earthquake activity.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.

The basic question of the research is simple and exciting: are we scientifically in the position to improve the reliability of the earthquake risk prediction in the central part of the Pannonian basin?
This problem has been addressed quite a few times and the outcome was always debatable: decission maker were optimistic and concerned scientists pessimistic!
It apperas now that a multidisciplinary approach can lead to results, hopefully for the satisfaction of both parties. But there is a long way to reach this end and the present project should make major step on this road.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.

It is a difficult task to asses the seismic risk of any region in Earth. The most problematic tasks are always the regions charecterized by the low to medium activity, because of the limited number of events will lead to very poor statistics. Furthermore, the long return period of large earthquakes often leads to serious underestimates of the real risk.
To avoid pitfalls there are efforts all over the world to extend the investigated time interval for geologic time scales . In other words, the age of initiation of a fault system, sense of motion and the amount of cummulative displacements are the parameters to be determined the most reliably. The derived slip rate is then compared to seismic and geodetic slip rates , and a reliable risk evaluation becomes possible.
This is a lively problem in Hungary and a specific research is most timely to better understand the mechanism of the left-lateral fault system of the country . Fortunatelly, there are superb data available in the Balaton region and the Zala basin due to academic research and hydrocarbon exploration. Knowledge gained in this project will be essential to analyze other fault zones of the same type in Hungary.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NKFI in order to inform decision-makers, media, and the taxpayers.

The splendid landscape of the Lake Balaton and the beutiful volcanoes in the Tapolca basin and Tihany , recall a geological time period, when volcanic explosions and ash falls occured. Geophysicist are aware that tectonic activity goes on and the occasional eartquakes in the area ( e.g. Berhida, Aug. 15, 1985. ) are the manifestation of slow ( not more than 1 mm/year), but longlasting motions along faults at depth.
The principal aim of this project is to study these faults below the lake by seimic surveys and magnetic profilings. Both measuremenst are fully environmental friendly. The seismic survey uses sound waves of very low energy and the magnetic survey is a detection of the magnetic field surrounding us. The seismic technique allows the study of stratification and to detect abrupt changes, which are caused by faults. The stratification can show major disturbances, which are often the product of volcanic intrusions. and it can be tested by magnetic measurements.
It is most probable that the faults cut and offset the volcanic masses and we can prepare a map of faults and displaced volcanoes. Hence, the age of fault activity and the amount of displacements can be determined, and these are the fundamental parameters which control the earthquake generating potential of a fault system.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
A Balaton felszíne ideális területet biztosít nagyfelbontású geofizikai mérések számára. 1993 és 2017 között megvalósult mérési kampányok során összességében közel 2500 km, egy-, és többcsatornás szeizmikus szelvényt vettünk fel. Ezen túlmenően végrehajtottuk a teljes tó mágneses (dT) felmérését és újra feldolgoztunk archív tavi geoelektromos szondázási (VESZ) szelvényeket. A szeizmikus adatok alapján a tó hossztengelyének közelében húzódó, 2-6 km széles, balos oldalelmozdulásos nyíró zónát azonosítottunk a pannóniai és idősebb képződményekben. Ennek kinematikai elemzése alapján arra következtettünk, hogy a balos elmozdulás mértéke néhány 100 méter, ami 0,2 – 0,3 mm/év átlagos elmozdulási rátát jelez a Pannon-medence neotektonikus fázisa (8 – 0 Ma) során. A mért mágneses anomáliákat a szükséges korrekciók után átszámítottuk dZ értékekké és az ezekből szerkesztett balatoni térképet összevetettük Magyarország „klasszikus” mágneses anomália térképével. Az összehasonlítás jól mutatta, hogy a tó partján lévő ismert anomáliák (pl.: Badacsony, Tihany, Balatonboglár, Balatonmária) folytatódnak a tó területén is, de jelentősebb új vulkáni test a tó más területén nincsen. Léteznek ugyanakkor kis amplitúdójú mágneses zavarok a tó keleti (Siófoki) és középső (Szemesi) medencéiben, amelyek a tektonikus folyamatok hatását tükrözhetik. Végül a VESZ adatok egységes értelmezése a tó alatti mezozóos/paleozóos szerkezeti elemek helyzetét és jellegét is körvonalazta.
kutatási eredmények (angolul)
The surface of Lake Balaton offers an ideal area for high resolution geophysical surveys. Field campaigns between 1993 and 2017 resulted in nearly 2500 km of high to ultra-high resolution, single and multichannel seismic lines. This dataset was completed by offshore magnetic total field and geoelectric data (VES) to arrive at best possible understanding of the detected strike-slip fault zone. We demonstrated a 2-6 km wide left-lateral shear zone in Pannonian and older strata underlain by the lake mud and inferred that the amount of lateral offset is in the order of few 100 m magnitude. This implies 0.2 to 0.3 mm/year average slip rate during the neotectonic phase (8 to 0 Ma) of the Pannonian basin. Total field magnetic data acquired for the whole lake were corrected and converted to vertical component (dZ) values, and an anomaly map was constructed. This completes the classical dZ anomaly map of Hungary and enabled the comparison of offshore and onshore anomaly patterns. This shows good continuation of anomalies known next to the lake shoreline (e.g. Badacsony, Tihany, Balatonboglár, Balatonmária) and the lack of major volcanic mass elsewhere in below the lake. However, tiny anomalies were observed either in the eastern (Siófok) and central (Szemes) basins and they may reflect the disturbance in the magnetic field related to tectonic processes. Interpretation of VES data led to profiles showing tectonic features in the Mesozoic and/or Palaeozoic basement.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=109255
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
Visnovitz F., Bodnár T., Horváth F.: Seismic Characteristics of Gas Accumulations in Sediments of Lake Balaton, Hungary, EAGE EarthDoc, doi: 10.3997/2214-4609.20142137, 2014
Horváth F. , Becker T., Faccenna C., Balázs A.: Static and dynamic support of the Pannonian basin topography, Geophysical Research Abstracts Vol. 16, EGU2014-7812-1, 2014
Horváth F., Musitz B., Balázs A., Végh A., Uhrin A., Nádor A., Koroknai B., Pap N., Tóth T., Wórum G.: Evolution of the Pannonian basin and its geothermal resources, Geothermics 53, p. 328-352. doi:10.1016/j.geothermics.2014.07.009, 2015
Visnovitz F., Horváth F., Fekete N., Spiess V.: Strike-slip tectonics in the Pannonian basin based on seismic surveys at Lake Balaton, Int. J. Earth Sciences, doi 10.1007/s00531-015-1179-x, 2015
Visnovitz F., Horváth F., Fekete N., Spiess V.: Strike-slip tectonics in the Pannonian basin based on seismic surveys at Lake Balaton, Int. J. Earth Sciences 104(8), 2273-2285, doi 10.1007/s00531-015-1179-x, 2015
Visnovitz F.: Balatoni vízi szeizmikus szelvények környezetgeofizikai vizsgálata, ELTE Környezettudományi Doktori Iskola, Geofizikai és Űrtudományi Tsz., Budapest, p. 165+mellékletekdoi:10.15476/ELTE.2015.138, 2015
Visnovitz F., Bodnár T., Tóth Zs., Spiess V., Kudó I., Timár G., Horváth F.: Seismic expressions of shallow gas in the lacustrine deposits of Lake Balaton, Hungary, doi:10.3997/1873-0604.2015026, 2015
Visnovitz F., Sztanó O., Horváth F.: Progradation of Late Miocene delta clinoforms in the foreland of the Transdanubian Central Range, 6th Workshop on the Neogene of Central and South-Eastern Europe Conference, Orfű, Magyarország, Absztrakt kötet, p.97, 2015
Horváth F., Balázs A., Visnovitz F.: Macrostratigraphy and geodynamics of the Pannonian basin, 6th Workshop on the Neogene of Central and South-Eastern Europe Conference, Orfű, Magyarország, Absztrakt kötet, p.39, 2015
Balázs A., Tőkés L., Magyar I.: 3D analysis of compaction related tectonic and stratigraphic features of the Late Miocene succession from the Pannonian Basin, 6th Workshop on the Neogene of Central and South-Eastern Europe Conference, Orfű, Magyarország, Absztrakt kötet, p.11-12, 2015
Balázs A., Tőkés L., Magyar I.: 3D analysis of compaction related tectonic and stratigraphic features of the Late Miocene succession from the Pannonian Basin, Abstract Book of the 31st IAS Meeting of Sedimentology, Kraków, Poland, p. 52, 2015
Jakab B., Visnovitz F., Fodor F., Horváth F.: Mapping of neotectonic structures at the eastern shores of Lake Balaton using ultra-high resolution seismic profiles recorded in 2014 and 2016, ACTA MINERALOGICA PETROGRAPHICA. FIELD GUIDE SERIES 32: p. 16, 2017
Visnovitz F., Hegyi B., Raveloson A., Rozman G., Lenkey L., Kovács P., Csontos A., Heilig B., Horváth F.: The magnetic survey of Lake Balaton and its tectonic significance, ACTA MINERALOGICA PETROGRAPHICA. FIELD GUIDE SERIES 32: p. 41., 2017
Horváth F., Visnovitz F., Balázs A., Koroknai B., Kádi Z., Wórum G., Tóth T.: Young strike-slip tectonics in the Pannonian basin: review of new seismic data and interpretations in Hungary, ACTA MINERALOGICA PETROGRAPHICA. FIELD GUIDE SERIES 32: p. 13-14., 2017
Jakab B.: Tectonic investigations in the area of Balatonkenese and Balatonakarattya based on ultra-high resolution seismic data., XLVIII. Ifjú Szakemberek Ankétja, Absztrakt füzet. p. 45-46., 2017
Visnovitz F., Hegyi B., Raveloson A., Rozman G., Lenkey L., Kovács P., Csontos A., Heilig B., Horváth F.: Mapping of the total magnetic field in the area of Lake Balaton, GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRACTS 19: Paper EGU2017-18913., 2017
Hegyi B.: A Balaton vízi mágneses felmérése, TDK dolgozat, ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tsz., Budapest, 31.p, 2016
Visnovitz F., Horváth F., Surányi G., Magyari Á., Sant K., Csoma V., Sujan M., Braucher R., Magyar I., Sztanó O., Timár G.: A Balaton alatti pannóniai rétegeket mintázó TFM-1/13 kutatófúrás komplex vizsgálatának eredményei, Földtani Közlöny 147/3. (accepted manuscript), 2017
Horváth F. , Becker T., Faccenna C., Balázs A.: Static and dynamic support of the Pannonian basin topography, Geophysical Research Abstracts Vol. 16, EGU2014-7812-1, 2014
Visnovitz F., Hegyi B., Raveloson A., Rozman G., Lenkey L., Kovács P., Csontos A., Heilig B., Horváth F.: Mapping of the total magnetic field in the area of Lake Balaton, GEOPHYSICAL RESEARCH ABSTRACTS 19: Paper EGU2017-18913., 2017
Hegyi B.: Balatoni vízi mágneses mérések feldolgozása és az eredmények értelmezése, BSc szakdolgozat, ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tsz., Budapest, 40 p. + függelék, 2017
Visnovitz F., Horváth F., Surányi G., Magyari Á., Sant K., Csoma V., Sujan M., Braucher R., Magyar I., Sztanó O., Timár G.: A Balaton alatti pannóniai rétegeket mintázó TFM-1/13 kutatófúrás komplex vizsgálatának eredményei, Földtani Közlöny 147/3. 283–296. doi: 10.23928/foldt.kozl.2017.147.3.283, 2017
Kiss A., Visnovitz F., Timár G., Hámori Z., Horváth F.: A Tihanyi-kút morfológiája ultranagy felbontású balatoni szeizmikus mérések alapján, Magyar Geofizika 59/2, 53-64, 2018
Jakab B.: A balatoni vetőzóna keleti kifutásának térképezése Balatonakarattya és Balatonkenese környékén, BSc szakdolgozat, ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tsz., Budapest, 41.p, 2017
Mednyánszky M.: A Balaton alatti törésrendszer és prekainozoós aljzat geofizikai vizsgálata tavi geoelektromos szelvények alapján, ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tsz., Budapest, 40 p., 2017
Hídvégi Á.: Fotogrammetria eljárások alkalmazási lehetőségei a földtudományokban., ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tsz., Budapest, 2017





 

Projekt eseményei

 
2017-02-21 11:26:18
Résztvevők változása
2016-02-17 14:22:44
Résztvevők változása




vissza »