Magyar Tudomány Ünnepe 2013.

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!

Házi feladat: Asztrológus munka közben Johannes Kepler 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! napszél Föld 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 Joch R. Winckler, Robert Franz és Robert Nemzek kamera tesztelése auróra megfigyelése céljából John Randolph Winckler (1916-2001)

C.T.R. Wilson (1869-1959) Ismert (2005) felsőlégköri elektromos jelenségek, amelyeket zivatarok idéznek elő

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. Kinenin, Kamcsatka Anak Krakatau (Forrás: Volcano Discovery) 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

Időpont Hely Magnitúdó I 0 456. szeptember 9. Savaria 6,1(?)? 1763. június 28. Komárom 6,3 IX 1783. április 22. Komárom 5,2 VII-VIII 1806. szept. 22. Komárom 4,6 VI-VII 1810. január 14. Mór 5,4 VIII 1810. május 27. Mór 4,9 VII 1829. július 1. Érmellék 4,9 VII 1834. október 15. Érmellék 6,3 IX 1851. július 1. Komárom 4,9 VII 1868. június 21. Jászberény 4,9 VII 1908. május 28. Kecskemét 4,4 VI-VII 1911. július 8. Kecskemét 5,6 VIII 1925. január 31. Eger 5,0 VII-VIII 1956. január 12. Dunaharaszti 5,6 VIII 1985. augusztus 15. Berhida 4,9 VII 2011. január 29. Oroszlány 4,7 V-VI 2013. április 22. Heves 4,8 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.

Magnitúdó (Rihter-féle) Komárom (M=6,3) 7.0 Komárom környékén kipattant földrengések (1760-2013) 6.0 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

38 38.2 38.4 38.6 38.8 39 39.2 39.4 39.6 39.6 39.8 39.8 40 40 40.2 40.2 40.4 40.4 40.6 40.6 40.8 40.8 41 41 41.2 41.2 41.4 41.4 41.4 41.6 41.6 41.6 41.8 41.8 41.8 42 42 42 42 42.2 42.2 42.2 42.2 42.4 42.4 42.4 42.4 42.6 42.6 42.6 42.6 42.6 42.6 42.8 42.8 42.8 42.8 42.8 42.8 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43.2 43.2 43.2 43.2 43.2 43.2 43.2 43.2 43.2 43.2 43.2 43.2 43.4 43.4 43.4 43.4 43.4 43.4 43.4 43.4 43.6 43.6 43.6 43.6 43.6 43.6 43.6 43.8 43.8 43.8 43.8 43.8 43.8 44 44 44 44 44 44 44 44.2 44.2 44.2 44.2 44.2 44.4 44.4 44.4 44.4 44.4 44.6 44.6 44.6 44.6 44.8 44.8 44.8 44.8 44.8 45 45 45 45 45 45.2 45.2 45.2 45.2 45.4 45.4 45.4 45.4 45.4 45.4 45.6 45.6 45.6 45.8 45.8 45.8 46 46 46 46.2 46.2 46.4 46.6 46.6 46.8 47 16 17 18 19 20 21 22 46 46.5 47 47.5 48 48.5 49 A magyarországi geoidfelület 39 46 m (Tóth, 2008)

A geoid meghatározása 1. Űrgravimetria : műholdak pályamozgása GOCE GOCE + gradiométer (3 pár gyorsulásmérő) gradiometria: nehézségi erőtér térbeli változásának mérése ~ 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 Szeizmika Egyenáramú módszerek Elektromágneses (indukciós) módszerek Gravitációs Geotermikus Karotázs Georadar Magnetométer

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

A geoelektromos kutatómódszer Szokoli Kitti

Az ellenállás módszer alapjai áramforrás áramerősség mérő elektródák potenciálkülönbség merő áramvonalak ekvipotenciális felületek

Vertikális elektromos szondázás

Multielektródás rendszerek

Melység (m) Melység (m) Esettanulmányok Fajlagos ellenállas (m) 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

Fotó: Polgár Dorottya Szeizmikus mérés kellékei

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

Forrás: Geosphere Inc Szeizmikus mérés

Forrás :Szanyi Gyöngyvér egyetemi előadás Terepi regisztrátum

Szeizmikus adatok feldolgozása Feldolgozás előtt Feldolgozás után 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!