Jelenleg futó doktori kutatási projektek:

Magyarország földrengés-veszélyeztetettségi térképének megújítása

PhD hallgató: Csatlós Marietta | Témavezető: Dr. Győri Erzsébet, Dr. Timár Gábor (ELTE)

ELTE-TTK Földtudományi Doktori Iskola, Földtan-Geofizika Program

Magyarország szeizmicitása közepes, de a térségben bárhol előfordulhatnak földrengések, és akár a súlyos következményekkel járó szeizmikus esemény lehetőségét sem lehet kizárni. A földrengés-veszélyeztetettség minél pontosabb meghatározása mind a társadalom biztonsága szempontjából, mind gazdasági értelemben nagyon fontos feladat. Magyarország földrengés-veszélyeztetettségi térképe közel 20 éve készült el. 2020-ban ugyan elkészült egy egységes európai veszélyeztetettségi térkép, de jellegéből adódóan az nem helyettesíti a nemzeti térképeket, nem veszi kellően figyelembe a helyi sajátosságokat. A kutatás célja az ország veszélyeztetettségi térképének megújítása az utóbbi 20 év alatt a térség mélyszerkezetével, tektonikájával, szeizmicitásával kapcsolatban született új eredmények, az ugrásszerűen megnövekedett mennyiségű digitális adat, és az új eljárások, szoftverek felhasználásával. Az elkészítendő új térkép alapját képezheti a hazai földrengésbiztonsági szabványnak, és kiindulásként szolgál a szeizmikus kockázatbecslésnek.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Infrahang jelek azonosítása gépi tanulási módszerekkel 

PhD hallgató: Pásztor Marcell | Témavezető: Dr. Bondár István

ELTE-TTK Földtudományi Doktori Iskola, Földtan-Geofizika Program

Számos természetes és mesterséges forrás kelthet infrahang jelet, többek között vulkánok, nagyobb földrengések, hurrikánok, tornádók, villámlás, sarki fény, hegyomlások, rakétakilövések, szuperszonikus repülőgépek, szélerőművek, robbantások. Az infrahang hullámok a légkörben terjednek igen kis csillapodással, és így akár több ezer kilométer távolságban is észlelhetők. Ahogy a földrengéshullámok átvilágítják a Föld belsejét, úgy a teljes atmoszférát átvilágító infrahanghullámok információt hordoznak a földi atmoszféra négydimenziós szerkezetéről. Az infrahang technológia a Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organisation International Monitoring System része, ahol a globális infrahang állomáshálózat feladata a légköri atomrobbantások monitorozása. Ennek megfelelően az infrahangkutatás a CTBT 1996-ban történt aláírása óta reneszánszát éli. A viszonylag kis apertúrájú piszkés-tetői infrahang állomás rendszeresen regisztrál bányarobbantásokat, robbanásokat, repülőket, vulkánkitöréseket, bolidákat, villámokat, viharokat és egyéb jeleket. A kutatás célja az infrahang jelek elkülönítése a mikrobaromoktól (tengeri viharok által keltett infrahang háttérzajtól) és az egyes jelek azonosítása és klasszifikációja gépi tanulási módszerek alkalmazásával. Magyarország szeizmicitásának mintegy kétharmadát bányarobbantások képviselik, ezért ezek megbízható azonosítása fontos feladat az ország földrengésveszélyeztetettségének pontos meghatározására. A piszkés-tetői infrahang állomás eddig felgyűlt regisztrátumai és az évente kiadott magyar szeizmoakusztikus bulletin elegendő adatot szolgáltat a gépi tanuló algoritmusok betanítására, ami lehetőséget nyújt a különböző módszerek alkalmazására és összehasonlítására.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

A Keleti Alpok - Pannon medence átmeneti zóna litoszféra szerkezetének meghatározása szeizmikus menetidő tomográfiával

PhD hallgató: Timkó Máté | Témavezető: Dr. Wéber Zoltán

ELTE-TTK Földtudományi Doktori Iskola, Földtan-Geofizika Program

A Föld szerkezetének háromdimenziós (3D) leképezésére a szeizmológia egyik leggyakrabban és legeredményesebben alkalmazott módszere a szeizmikus tomográfia. Az MTA CSFK GGI Kövesligethy Radó Szeizmológiai Obszervatórium aktív résztvevője a nemzetközi AlpArray projektnek, ami az Alpok régió mélyszerkezetének feltérképezését célozza egy nagy sűrűségű (50 km-es állomástávolság) ideiglenes szeizmológiai állomáshálózat mérési adatainak segítségével. Az AlpArray állomások, az állandó állomásokkal kiegészítve, nagyságrendekkel több adatot biztosítanak az eddiginél jóval részletesebb és nagyobb felbontású 3D sebességmodellek készítésére. A kutatás fókuszában az eddig kevéssé kutatott Keleti Alpok –  Pannon-medence átmeneti zóna áll, ahol az Alpok alatti nagy vastagságú kéreg viszonylag kis távolságon belül a Pannon-medence kéregvastagságára vékonyodik. A kéreg-köpeny (Moho) és a litoszféra-asztenoszféra (LAB) határfelületek, valamint a P- és S-hullám sebességeloszlások 3D leképezése nagyban hozzájárul hazánk tektonikájának és geodinamikájának megismeréséhez.A kutatás célja tehát a Keleti Alpok - Pannon medence átmeneti zóna felsőköpeny és földkéreg szerkezetének meghatározása szeizmikus menetidő tomográfiával.

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Természetes és antropogén eredetű események elkülönítése szeizmikus és infrahang adatok együttes feldolgozásával 

PhD hallgató: Czanik Csenge | Témavezető: Dr. Bondár István

ELTE-TTK Földtudományi Doktori Iskola, Földtan-Geofizika Program

Magyarország szeizmicitásának több mint egyharmadát antropogén események (ipari robbantások kőfejtőkben és bányákban) képviselik. A földrengés veszélyeztettségi számítások szempontjából fontos az antropogén események azonosítása és elkülönítése a természetes eredetű eseményektől (földrengések). A robbantások azonosítása szeizmológiai adatok alapján a hullámformák részletes tanulmányozása alapján történik, kihasználva, hogy a robbantások forrásmechanizmusa különbözik a földrengésekétől. A robbantások pontforrásként modellezhetők amik minden irányban egyformán bocsátanak ki rengéshullámokat, szemben a földrengések double-couple mechanizmusával ami jelentős nyíróerőket is tartalmaz. Emiatt a robbantások által keltett hullámformák egyszerűbbek és az S és felületi hullámok aránya jóval kisebb a P hullámokéhoz képest. Ezen túlmenően a felszínközeli robbantások által keltett lökéshullám a légkörben is terjed, alacsony frekvenciás hanghullámok formájában amik igen nagy távolságokban is észlelhetők. Az infrahang adatok elemzése egy új tudományág, amely az atmoszférában terjedő alacsony frekvenciás hanghullámok tanulmányozásával foglalkozik. Az infrahang hullámok az atmoszféra különböző rétegeiről reflektálódnak/refraktálódnak, így hasonlóan ahhoz, ahogy a földrengés hullámok átvilágítják a Föld belső szerkezetét, az infrahang hullámok átvilágítják a Föld teljes atmoszféráját. A kutatás célja az infrahang kutatások meghonosítása Magyarországon, aktív részvétel a EU Horizon 2020 ARISE2 (Atmospheric dynamic Research Infrastructure in Europe) programban, valamint olyan módszerek kidolgozása, amelyek a szeizmikus és infrahang adatok együttes analízisével lehetővé teszik a robbantások megbízható és rutinszerű elkülönítését a földrengésektől. Ehhez a piszkéstetői szeizmológiai állomás és a 2017-ben ugyanott telepített első magyarországi infrahang állomáscsoport adatai használhatók.

Sikeres védéssel lezárult doktori kutatások:

A Kárpát-medence szeizmicitásának analízise többeseményes helymeghatározó algoritmusokkal

PhD hallgató: Czecze Barbara | Témavezető: Dr. Bondár István
Oklevél minősítése: summa cum laude 

ELTE-TTK Földtudományi Doktori Iskola, Földtan-Geofizika Program

Kárpát-medence geodinamikájának és tektonikai szerkezetének pontos interpretációjához, valamint megbízható szeizmikus veszélyeztetettség és kockázatbecslés tanulmányokhoz elengedhetetlen egy olyan földrengéskatalógus, amely az események legkisebb hibával és torzítással terhelt hipocentrum becsléseit tartalmazza. A Magyar Nemzeti Szeizmológiai Bulletin (MNSZB) 1996-2016 közötti időszak eseményeit már újra meghatároztuk az iLoc földrengéshelymeghatározó algoritmussal az RSTT háromdimenziós sebességmodell alkalmazásával, de további jelentős javulás érhető el multiesemény meghatározó algoritmusokkal, mint a hypoDD és a Bayesloc. Míg a double-difference módszer egy eseményklaszter pontos relatív helymeghatározására használható, addig a Bayesloc nagyobb régiók szeizmicitásának pontos meghatározására (abszolút és relatív értelemben is) alkalmas. A kutatás célja az MNSZB-ben szereplő események hierarchikus klaszteranalízésével individuális eseményklaszterek elkülönítése, ezek hypoDD analízise, ami magába foglalja a fázisok beérkezési idejének újra kimérését, valamint a hullámforma korrelációt a differenciális beérkezési idők kimérésére. A hypoDD algoritmus a differenciális idők alkalmazásával nemcsak a klaszterek eseményeinek pontosabb meghatározását, hanem a természetes és antropogén események elkülönítését is segíti, valamint ground truth eseményeket is produkálhat. A következő lépésben az egész Kárpát-medence és környezete szeizmicitásának meghatározása a Bayesloc algoritmussal a rögzített GT eseményekhez képest. A GT események (ismert robbantások) használata biztosítja, hogy az egész katalógus helymeghatározási pontossága megközelíti a GT események pontosságát. A feldolgozáshoz a magyar állandó szeizmológiai állomások adatain kívűl a környező országok állandó állomásainak, valamint az AlpArray projekt állomások hullámformái használhatók.

 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________

Az Alpok - Pannon medence átmeneti zóna litoszféra szerkezetének meghatározása AlpArray adatok receiver function analízisével

PhD hallgató: Kalmár Dániel | Témavezető: Dr. Bondár István
Oklevél minősítése: summa cum laude 

ELTE-TTK Földtudományi Doktori Iskola, Földtan-Geofizika Program

Az AlpArray egy európai kezdeményezés az Alpok régió szerkezetének és geodinamikájának részletes megismerésére az AlpArray Seismic Network adatai alapján. Az eddig példátlan sűrűségű szeizmológiai állomáshálózat lehetőséget nyújt az Alpok - Pannon medence átmeneti zóna háromdimenziós leképezésére. Távoli földrengésektől érkező P és S hullámok P-S és S-P konverziókat generálnak a szeizmológiai állomás alatti éles diszkontinuitásokon. Ezek mélysége meghatározható a konvertált és a direkt hullámok beérkezési idő különbségeiből. A receiver functiont úgy kapjuk, hogy a direkt hullámot dekonvolváljuk a szeizmogram többi részéből elosztva a szeizmogram radiális és transzverzális komponens Fourier transzformáltjait a vertikális komponens Fourier transzformáltjával. Ezáltal a receiver function már nem tartalmazza a forrás és a műszer impulzusválaszát, hanem az állomás alatt elhelyezkedő lokális szerkezet Green függvényét közelíti. Emiatt a receiver function analízis alkalmas az állomások alatti litoszféra sebesség viszonyainak meghatározására. Az S receiver function különösen érzékeny a szeizmikus anizotrópiára és emiatt használható az anizotróp rétegek mélységének a meghatározására. A kutatás célja a Moho diszkontinuitás mélységének és topográfiájának, a földkéreg anizotrópiájának és a litoszféra vastagságának meghatározása az Alpok és a Pannon medence átmeneti zónájában a receiver function analízis alkalmazásával.

Részletek

Módosítás: 2025. július 01.