Tiivistelmä

Tero Raita, SVEKALAPKO-projektin seisminen tomografiamittaus,
Oulun yliopisto, Geotieteiden laitos, geofysiikan osasto. Syyskuu 2001.
Maankamaran kolmiulotteisen seismisen nopeusrakenteen mallintaminen on yleistynyt seismisten mittalaitteiden ja tietokoneiden kehittymisen myötä. Tämä seismiseksi tomografiaksi kutsuttu menetelmä on kehittynyt nopeasti 1970-luvun ensimmäisistä tutkimustuloksista, mutta edelleen menetelmässä on avoimia kysymyksiä, kuten tomografiainversion tuloksena saatavan mallin luotettavuuden arvioinnissa. Jotta tarkka seisminen tomografiaratkaisu voidaan mallintaa, tarvitaan kattava joukko seismisten tapausten rekisteröintejä tiheällä asemaverkolla.

Tämä työ keskittyy SVEKALAPKO-projektin seismisen tomografiatutkimuksen laajaan maastomittaukseen sekä siitä saadun aineiston prosessointiin. SVEKALAPKO-projektin seismisen tomografiakokeen tärkein tavoite on selvittää litosfääri-astenosfäärirakenne Fennoskandian (Baltian) kilvellä. Seisminen asemaverkko, joka ulottui Etelä-Suomesta aina Etelä-Lappiin sekä osittain Venäjän Karjalaan, rekisteröi teleseismisiä ja alueellisia maanjäristyksiä sekä kaivosräjäytyksiä Fennoskandian kilvellä syyskuusta 1998 toukokuuhun 1999. Asemaverkko muodostui 48 laajakaistaisesta ja 99 lyhytperiodisesta seismisestä asemasta, sisältäen myös pysyvät havaintoasemat tutkimusalueelta. Asemaverkon tiheys oli noin 50 km x 50 km. Lopullinen SVEKALAPKO-projektin seisminen tapauslista sisälsi 1356 valittua seismistä tapausta rekisteröintiajalta. Tapausten poimimisen jatkuvista rekisteröinneistä suorittivat asemista vastanneet instituutit. Lopullinen tapausaineisto muunnettiin MiniSEED formaattiin ja toimitettiin Zürichin teknillisen korkeakoulun (ETH) geofysiikan laitokselle, jossa aineisto kerättiin yhteen. Ennen tapausaineiston lopullista jakamista mukana olleille instituuteille toukokuussa 2001, aineisto tarkistettiin Oulun yliopiston geotieteiden laitoksen geofysiikan osastolla, siitä löytyneiden virheiden vuoksi.

Suuren seismisen asemaverkon jatkuvien rekisteröintien prosessointi vaatii erityisen huolellista suunnittelua, sillä prosessointi sisältää useita kriittisiä vaiheita. Prosessointi on hidasta ja mahdollisten virheiden aiheuttamat uudelleen prosessoinnit viivästyttävät koko aineiston käyttöönottoa. Koska mittausverkko koostuu erityyppisistä rekisteröintilaitteista, on yleisen prosessointirutiinin käyttö mahdotonta. Kun prosessointi tehdään hajautetusti, ovat selkeät rutiinit ja säännöt tarpeellisia. Koko prosessointi raakadatasta lopulliseen tapausaineiston formaattiin olisi testattava ennen varsinaista prosessointityötä. Huolellisen prosessointityön jälkeen aineisto on valmis seismisten faasien poimintaan ja varsinaiseen tomografiamallin inversioon.

SVEKALAPKO-projektin mittausaineiston prosessointityö kesti kaikkiaan kaksi vuotta kenttämittausten päättymisestä. Lopullinen 28 GB:n tapausaineisto on osoittautunut korkealuokkaiseksi seismiseksi dataksi, jota tutkijat eri puolilla Eurooppaa nyt käyttävät.