Függőleges felszínmozgási modell hatékonyságának vizsgálata

Joo_Istvan.jpg (4317 bytes)
Dr. Joó István, egyetemi tanár, NYME, FFFK

A jelenkori függőleges kéregmozgások hosszú idő óta tartó tanulmányozása során az elmúlt esztendőben a Szeged-Battonya-hát és a Békési-süllyedéket harántoló - PGT4 jelű - szeizmikus mélyszondázási vonalon folytattunk vizsgálatokat. Ennek keretében előbb a geodéziai mérésekből levezetett sebességek és a szedimens vastagsága (alapkőzet mélysége) közötti feltételezett kapcsolatot vizsgáltuk. E kétváltozós regressziós-korrelációs analízis (sebesség/fedőréteg-vastagság) figyelemreméltó eredménnyel járt (lásd Joó-Balázsik-Gyenes, 2000/a). Eszerint:

- Igen erős a kapcsolat az alapkőzet mélysége és a függőleges irányú mozgások sebessége között

(r = -0,90 és D = 80,7).

- A levezetett regressziós egyenletből kiolvasható, hogy a szedimens vastagságának minden egyes kilométere mintegy 0,2 mm/év sebességnövekedést eredményez. Továbbá, ha az alapkőzet éppen a felszínen található (fedőréteg = 0), a süllyedés sebessége akkor is -1,34 mm/év!

A kedvező eredmények birtokában fogtunk hozzá a már jelzett PGT4 vonal adatainak többváltozós analíziséhez. Ennek eredményeit a Geodézia és Kartográfia folyóirat 2000/10. számában (15-21. oldal) ugyancsak ismertettük (Joó-Balázsik-Gyenes, 2000/b).

A publikálást követően a szerző elvégezte a többváltozós modell (3 független változós lineáris regressziós egyenlet) hatékonyságának ellenőrzését is. A továbbiakban ismertetjük az elvégzett vizsgálatot, és értelmezzük a kapott eredményeket.

A függőleges felszínmozgások sebessége (S), továbbá az alapkőzet mélysége (K), a Bouguer-féle nehézségi anomáliák (G) és a földi hőáramok (H) közötti kapcsolatra vizsgálatainkból a következő egyenlet adódott:

Sszám - S0 = A?K + B?G + C?H (1)

ahol

Sszám, a modellből számítható sebesség,

S0, a vonal 44 pontjára ismert sebességek átlaga,

A, B és C pedig a kiegyenlítésből kapott paraméterek, amelyek értékei

Az ismételt szintezésekből már rendelkezésünkre álltak az Sismert értékek, amelyekre

V0 = -2,56 mm/év

adódott. Az ugyanezen pontokhoz tartozó K, G és H-értékeket pedig a saját adatbázisunkból vettük. Így az (1) összefüggés átalakítása után az

Sszám = (A?K+B?G+C?H) - S0 (2)

összefüggés révén tudtuk a vonal mind a 44 pontjához tartozó Sszám értéket meghatározni.

Végül az

Sszám - S0 = ? (3)

különbség mutatja a maradék ellentmondásokat.

Ezek értékeit a mellékelt táblázat tartalmazza. Ebben az első és a harmadik oszlopban a vonal menti pontok sorszáma, a második és negyedik oszlopban pedig a pontonként számított ellentmondások láthatók.

02.gif (190587 bytes)

A maradék ellentmondások átlaga:

a becsült szórás pedig

Mindez azt jelenti, hogy a PGT4 jelű (és 92 km összhosszúságú) vizsgálati vonal sebességértékeire levezetett modell átlagosan 0,21 mm/évvel illeszkedik a már ismert sebességekhez, amely kiemelkedően jó eredmény!

A kapott eredményeket ábrán is bemutatjuk. Ezen az abcissza-tengelyen a szelvénykilométerek, az ordinátán pedig a süllyedés sebességei láthatók, továbbá a folyamatos vonal az Sismert értékeket, a szaggatott pedig az Sszám értékeket képviseli. Az ábra és a táblázatban lévő adatok alapján még a következő megállapításokat tehetjük.

A 44 pontra kapott ellentmondások közül 24 esetben az ellentmondás pozitív előjelű lett (tehát Sszám>Sismert), 20 esetben pedig fordított, azaz Sszám<Sismert.

 

03.gif (149923 bytes)

Az ábrán látható két görbe másik sajátossága, hogy a vonal első részében (kb. a 45 szelvénykilométerig) az Sszám abszolút értékei nagyobbak az Sismert abszolút értékeknél, a vonal második részében pedig fordítva; rendre |Sszám|>|Sismert|! (Ennek a sajátosságnak az értelmezése további vizsgálatot igényel.)

Összefoglalva: a leírtak alapján az állapítható meg, hogy az általunk alkalmazott eljárással hatékonyan lehet a jelenséget modellezni olyan területen, ahol több km vastag szedimens található. Erre tekintettel a továbbiakban egyrészt meg kell vizsgálni, hogy a PGT4 vonalra levezetett modell mennyire használható más területen és az ittenitől esetleg eltérő alapkőzet-mélység, anomália és földi hőáramok esetén.

A másik lehetséges út, hogy a mostanitól eltérő (de tipikus) földtani sajátosságokat mutató körzetekre újabb modelleket vezetünk le.

Az első változat munkálatai már megkezdődtek. A második úton (új modellek levezetése) akkor célszerű elindulni, ha az első csoportba tartozó vizsgálatok már megmutatják a Szeged-Békéscsaba térségre levezetett - és ott jól használható - modell más adottságok közötti alkalmazásának korlátait.

A vizsgálatok pénzügyi feltételeit az OTKA biztosítja (T 30453).

Irodalom

1. Joó, I. editor (1995): The National Map of Vertical Movements of Hungary (SE, FFFK, Székesfehérvár, scale 1:500 000).

2. Posgay K.-Takács, E.-Szalay, I.-Bodoky, T.-Hegedűs, E.-Kántor, I.-Tímár, Z.-Varga, Z.-Bárczi, I.-Szalay, Á.-Nagy, Z.-Pápa, R.-Hajnal, Z.-Reitkopf, B.-Mueller, S.-Ansoerge, J.-De Ico, R.-Asudeh, I. (1996): International deep reflection survey along the Hungarian Geotraverse (Geophysical Transaction, Vol, 40. No. 1-2. pp. 1-44.).

3. Joó, I.-Balázsik, V.-Gyenes, R. (2000/a): A jelenkori függőleges felszínmozgások és a Délkelet-Magyarországon végzett szeizmikus mélyszondázási adatok összehasonlítása (Geod. és Kart., 2000/5. 12-19. old.).

4. Joó, I.-Balázsik, V.-Gyenes, R. (2000/b): Szeged-Békéscsaba térségben a függőleges felszínmozgások és földtani jellemzők többváltozós együttes elemzése (Geod. és Kart., 2000/10., 15-21. old.).

Supervision of a multivariable model on recent vertical movements (RVM)

I. Joó
Summary

A four variable model as a results of the last common regression-correlation analysis on RVM with some geological characteristics at Szeged-Békéscsaba region (East-Hungary) has been published in the periodical Geodézia és Kartográfia, 2000 No. 10. pp. 15-21. The target of the present study was the controlling the model at the some line using the known and calculated values. The results are; the mean of residuals 0.21 mm/a, and the variance 0.24 mm/a. It means that the fitness of the model is on a very high level.