Využití metod kosmické geodézie v geodynamice

Daša Smrčková

Doctoral thesis

Application of space geodesy methods in geodynamics

Abstract:

Zemský systém predstavuje veľmi dynamický komplex geodynamických, geofyzikálnych, geologických a iných javov. Skúmanie príčin ich vzniku a dôsledkov ich pôsobenia sú motiváciou mnohých vedeckých štúdií. Čo najpresnejšie modelovanie pohybu zemského systému si vyžaduje interdisciplinárny prístup. Pre potvrdenie či vyvrátenie existujúcich vedeckých teórií je nevyhnutné disponovať najrôznorodejšími údajmi o Zemi a jej subkomponentoch a na základe skúmania ich dynamiky je možné pochopiť vznik javov a fenoménov, ku ktorým dochádza vo vnútri Zeme, na jej povrchu či nad ním. Štúdium a pozorovanie týchto procesov je o to náročnejšie, nakoľko charakter geodynamických javov zemského systému je často nepredvídateľný. Mnohé vedecké odbory (seizmológia, geotermika, geoelektrika, rádiometria, gravimetria, magnetometria, geochémia atď.) prinášajú svojím jedinečným prístupom príspevky k skúmaniu geodynamiky zemského systému. Rôznorodosť dát z hľadiska ich spôsobu zberu a následnej interpretácie umožňuje, po vzájomnej implementácii, priniesť komplexnejší pohľad na pohyb zemského systému z rôznych perspektív. Progres v oblasti geodézie, ku ktorému neustále dochádza, umožňuje aplikovať vedu o skúmaní tvaru a rozmeru Zeme do sledovania aj jej geodynamiky. Metódy kozmickej geodézie a diaľkového prieskumu Zeme umožňujú sledovať požadovaný jav s vysokou presnosťou a v rôznej mierke, pričom sledovaný jav môže byť globálneho či lokálneho charakteru. Nepopierateľnou výhodou údajov kozmickej geodézia či diaľkového prieskumu Zeme je podstata ich zberu – vysoká presnosť bez priamej interakcie vedca s lokalitou. Vysoká presnosť výstupných dát, ktoré sú produktami jednotlivých metód kozmickej geodézie, umožňuje sledovať zmeny pohybu zemského systému. Nakoľko subkomponenty zemského systému na seba vzájomne pôsobia, malá zmena v jednom subkomponente má značný vplyv a dopad na iný subkomponent zemského systému. Sledovaním zmien polohy jednoznačných bodov na zemskom povrchu pomocou metód kozmickej geodézie je možné sprostredkovane sledovať pohyb zemského systému a popisovať zmeny, anomálie a ich vývoj v čase. Cieľom výskumnej úlohy je popísať a preukázať využitie metód kozmickej geodézie pri sledovaní geodynamiky Zeme. Implementovaním údajov kozmickej geodézie do deformačných analýz je cieľom preukázať geodynamický príspevok kozmickej geodézie pri štúdiu a sledovaní geodynamiky zemského systému.

Abstract:

The Earth system is a highly dynamic complex of geodynamic, geophysical, geological and other phenomena. Investigating the causes of their origin and the consequences of their action are the motivation for many scientific studies. Modelling the movement of the Earth system as accurately as possible requires an interdisciplinary approach. In order to confirm or refute existing scientific theories, it is essential to have a wide variety of data on the Earth and its subcomponents, and by examining their dynamics it is possible to understand the origin of phenomena and phenomena occurring within, on, or above the Earth's surface. The study and observation of these processes is all the more challenging because the nature of geodynamic phenomena in the Earth system is often unpredictable. Many scientific disciplines (seismology, geothermics, geoelectrics, radiometry, gravimetry, magnetometry, geochemistry, etc.) bring their unique approaches to the study of the geodynamics of the Earth system. The variety of data in terms of their collection and subsequent interpretation allows, when implemented together, to bring a more comprehensive view of the movement of the Earth system from different perspectives. The advances in geodesy that are continuously occurring make it possible to apply the science of investigating the Earth's shape and size to the observation of its geodynamics as well. Space geodesy and remote sensing methods allow the desired phenomenon to be observed with high precision and at different scales, where the phenomenon under observation may be global or local in nature. The undeniable advantage of space geodesy or remote sensing data is the principle of their collection - high accuracy without direct interaction of the scientist with the site. The high accuracy of the output data, which are the products of individual space geodesy methods, makes it possible to monitor changes in the movement of the Earth system. Since the subcomponents of the Earth system interact with each other, a small change in one subcomponent has a significant influence and impact on another subcomponent of the Earth system. By tracking changes in the position of unique points on the Earth's surface using space geodesy methods, it is possible to indirectly track the movement of the Earth system and describe changes, anomalies and their evolution over time. The aim of the research task is to describe and demonstrate the use of space geodesy methods in monitoring the geodynamics of the Earth. By implementing space geodesy data into deformation analyses, the aim is to demonstrate the geodynamic contribution of space geodesy in studying and monitoring the geodynamics of the Earth system.

Keywords

kozmická geodézia, geodynamika, horizontálne deformácie, predikcia pohybu litosferických dosiek

Keywords

space geodesy, geodynamics, horizontal deformation, prediction of lithospheric plate motion

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 19. 8. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Jan Kostelecký
• Reader: Aleš Bezděk, Otakar Švábenský, Pavel Černota

VSB – Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Geodézie a kartografie / Důlní měřictví a geodézie