Platforma IS-EPOS jako nowoczesne narzędzie w badaniach sejsmiczności antropogenicznej

• Autorzy: Lasocki S. , Orlecka-Sikora B. , Leptokaropoulos K. , Lizurek G. , Sterzel M. , Szepieniec T. , Mutke G.

Warianty tytułu

EN

IS-EPOS: digital research space to facilitate an integrated approach to induced seismicity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Platforma IS-EPOS jest prototypem Tematycznego Węzła Sejsmiczności Antropogenicznej. Będzie ona elementem europejskiej multidyscyplinarnej platformy badawczej tworzonej w ramach projektu EPOS ( European Plate Observing System ). IS-EPOS to platforma internetowa pozwalająca na dostęp i analizę danych geofizycznych i przemysłowych do badań naukowych w zakresie sejsmiczności antropogenicznej. Dane zorganizowane są w tzw. epizody sejsmiczności, czyli kompletne zestawy danych geofizycznych i technologicznych opisujące dany przypadek sejsmiczności. Obecnie dostępnych jest sześć epizodów sejsmiczności indukowanej: cztery epizody z Polski, jeden z Niemiec i jeden z Wietnamu. Platforma IS-EPOS zawiera także serwisy obliczeniowe oraz wizualizacji danych. Serwisy przetwarzające dane można podzielić na dwie podstawowe grupy: programy do podstawowych operacji na katalogu sejsmicznym, danych produkcyjnych oraz sejsmogramach i programy do zaawansowanego przetwarzania danych. Serwisy są udostępnione użytkownikowi przez jego osobistą przestrzeń roboczą, gdzie może wgrywać odpowiednie dane i przeprowadzać na nich wybrane przez siebie analizy. Wszystkie serwisy i epizody posiadają szczegółową dokumentację oraz bibliografię dotyczącą metodyki dostępne dla użytkowników platformy IS-EPOS. Szczególnym elementem dokumentacji jest specjalnie przygotowany podręcznik użytkownika platformy, w którym zawarto wszelkie informacje potrzebne do efektywnej pracy z platformą. Platforma IS-EPOS została stworzona jako produkt końcowy projektu IS-EPOS sfinansowanego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka w Osi priorytetowej 2: Infrastruktura Sfery B+R, działanie 2.3: Inwestycje związane z rozwojem infrastruktury informatycznej nauki. Platforma jest dostępna bezpłatnie dla zarejestrowanych użytkowników pod adresem: https://tcs.ah-epos.eu.

EN

In this paper we present the IS-EPOS IT-platform which is an open virtual access point for researchers studying anthropogenic seismicity and related hazards. The IS-EPOS platform constitutes a digital research space for providing permanent and reliable access to advanced Research Infrastructures (RI) to the Induced Seismicity (IS) Community. This objective is implemented as a prototype which offers access to various datasets related to selected anthropogenic seismicity cases, specialized software for elementary and advanced data analysis and document repositories. The relevant seismic and non-seismic data are gathered in the so-called episodes of induced seismicity. The IS-EPOS platform integrates presently six episodes of anthropogenic seismicity respectively linked to underground hard rock and coal mining in Poland, hydroelectric energy production and geothermal energy production experiments in Germany. The researcher accessing the platform can make use of low level software services for data browsing, selecting and visualizing and a number of high level services for advanced data processing out of which the probabilistic seismic analysis service group is particular rich. The IS-EPOS platform is a prototype of the Thematic Core Services (TCS) Anthropogenic Hazards (AH) belonging to the pan-European multidisciplinary research platform created within the European Plate Observing System (EPOS) long term plan for the integration of national and transnational research infrastructures for solid earth science in Europe. The platform is available for registered users for free (https://tcs.ah-epos.eu).

Słowa kluczowe

PL

sejsmiczność antropogeniczna; sejsmiczność indukowana; metody komputerowe; e-research

EN

anthropogenic hazards; induced seismicity; web-platform; EPOS; research infrastructure for georesources

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 93
• Strony: 49--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Lasocki S.

• Instytut Geofizyki PAN, Warszawa

autor

Orlecka-Sikora B.

• Instytut Geofizyki PAN, Warszawa

autor

Leptokaropoulos K.

• Instytut Geofizyki PAN, Warszawa

autor

Lizurek G.

• Instytut Geofizyki PAN, Warszawa

autor

Sterzel M.

• Akademickie Centrum Komputerowe – Cyfronet, Kraków

autor

Szepieniec T.

• Akademickie Centrum Komputerowe – Cyfronet, Kraków

autor

Mutke G.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• [1] Brune, J.N. 1970. Tectonic stress and the spectra of seismic shear waves from earthquakes. Journal of Geophysical Research, 75, s. 4997–5009.
• [2] Davies i in. 2013 – Davies, R., Foulger, G., Bindley, A. i Styles, P. 2013. Induced seismicity and hydraulic fracturing for the recovery of hydrocarbons. Marine and Petroleum Geology, 45, s. 171–185.
• [3] Debski, W. 2015. Using meta-information of a posteriori Bayesian solutions of the hypocenter location task for improving accuracy of location error estimation. Geophysical Journal International, 201, 3, s. 1399–1408
• [4] Debski, W. i Klejment, P. 2016. The new algorithm for fast probabilistic hypocenter locations. (Submitted and accepted for publication in Acta Geophysica).
• [5] Hand, E. 2014. Injection wells blamed in Oklahoma earthquakes. Science, 345, s. 13–14.
• [6] Hardebeck, J.L. i Michael, A.J. 2006. Damped regional-scale stress inversions: Methodology and examples for southern California and the Coalinga aftershock sequence. Journal of Geophysical Research, Solid Earth, 111, B11310, DOI:10.1029/2005JB004144.
• [7] Izadi, G. i Elsworth, D. 2014. Reservoir stimulation and induced seismicity: Roles of fluid pressure and thermal transients on reactivated fractured networks. Geothermics, 51, s. 368–379.
• [8] Izadi, G. i Elsworth, D. 2015. The influence of thermal-hydraulic-mechanical- and chemical effects on the evolution of permeability, seismicity and heat production in geothermal reservoirs. Geothermics, 53, s. 385–395.
• [9] Keranen i in. 2014 – Keranen, K.M., Weingarten, M., Abers, G.A., Bekins, B.A. i Ge, S. 2014 – Sharp increase in central Oklahoma seismicity since 2008 induced by massive wastewater injection. Science, 345, s. 448–451.
• [10] Kijko, A. i Sellevoll, M.A. 1989. Estimation of earthquake hazard parameters from incomplete data files. Part I. Utilization of extreme and complete catalogs with different threshold magnitudes. Bulletin of the Seismological Society of America, 79, s. 645–654.
• [11] Knopoff, L. i Randall, M.J. 1970. The compensated linear-vector dipole. A possible mechanism for deep earthquakes. Journal of Geophysical Research, 75, s. 1957–1963.
• [12] Kocot i in. 2014 – Kocot, J., Szepieniec, T., Wójcik, P., Trzeciak, M., Golik, M., Grabarczyk, T., Siejkowski, H. i Sterzel, M. 2014. A framework for domain-specific science gateways. E-science on Distributed Computing Infrastructure, s. 130–146.
• [13] Kozłowska i in. 2015 – Kozłowska, M., Orlecka-Sikora, B., Kwiatek, G., Boettcher, M. i Dresen, G. 2015. Nanoseismicity and picoseismicity rate changes from static stress triggering caused by a MW 2.2 earthquake in Mponeng gold mine, South Africa. Journal of Geophysical Research, 120, doi:10.1002/2014JB011410.
• [14] Kwiatek i in. 2016 – Kwiatek, G., Martínez-Garzón, P. i Bohnhoff, M. 2016: HybridMT: A MATLAB/shell environment package for seismic moment tensor inversion and refinement. Seismological Research Letters 87(4), s. 1–13.
• [15] Leptokaropoulos i in. 2013 – Leptokaropoulos, K.M., Karakostas, V.G., Papadimitriou, E.E., Adamaki, A.K., Tan, O. i İnan, S. 2013. A homogeneous earthquake catalogue compilation for western turkey and magnitude of completeness determination. Bulletin of the Seismological Society of America, 103, 5, s. 2739–2751.
• [16] Lizurek, G. i Lasocki, S. 2014. Clustering of mining-induced seismic events in equivalent dimension spaces. Journal of Seismology, 18, s. 543–563.
• [17] Marcak, H. i Mutke, G. 2013. Seismic activation of tectonic stresses by mining. Journal of Seismology vol. 17(4), s. 1139–1148.
• [18] Martínez-Garzón i in. 2014a – Martínez-Garzón, P., Kwiatek, G., Ickrath, M. i Bohnhoff, M. 2014a. MSATSI: A MATLAB package for stress inversion combining solid classic methodology, a new simplified user-handling and a visualization tool. Seismological Research Letters, 85(4), s. 1–9.
• [19] Martínez-Garzón i in. 2014b – Martínez-Garzón, P., Kwiatek, G., Sone, H., Bohnhoff, M., Dresen, G. i Hartline, C. 2014b. Spatiotemporal changes, faulting regimes, and source parameters of induced seismicity: A case study from The Geysers geothermal field. Journal of Geophysical Research, 119, DOI: 10.1002/2014JB011385.
• [20] McGarr, A. i Simpson, D. 1997. Keynote lecture: a broad look at induced and triggered seismicity, “Rockbursts and seismicity in mines”. [W:] Gibowicz SJ, Lasocki S (eds). Proceeding of 4th international symposium on rockbursts and seismicity in mines, Poland, A.A. Balkema, Rotterdam, s. 385–396.
• [21] Orlecka-Sikora i in. 2014 – Orlecka-Sikora, B., Cesca, S., Lasocki, S., Lizurek, G., Wiejacz, P. i Rudziński, Ł. 2014. Seismogenesis of exceptional ground motion due to a sequence of mining induced tremors from Legnica-Głogów Copper District in Poland. Geophysical Journal International doi: 10.1093/gji/ggu109.
• [22] Rutqvist i in. 2014 – Rutqvist, J., Cappa, F., Rinaldi, A.P. i Godano, M. 2014. Modeling of induced seismicity and ground vibrations associated with geologic CO2 storage, and assessing their effects on surface structures and human perception. International Journal of Greenhouse Gas Control, 24, s. 64–77.
• [23] Skoumal i in. 2015 – Skoumal, R.J., Brudzinski, M.R. i Currie, B.S. 2015. Earthquakes induced by hydraulic fracturing in Poland Township, Ohio. Bulletin of the Seismological Society of America, 105, s. 189–197.
• [24] Snoke, J.A. 1987. Stable determination of (Brune) stress drops. Bulletin of the Seismological Society of America, 77, s. 530–538.
• [25] Stec, K. 2007. Characteristics of seismic activity of the Upper Silesian Coal Basin in Poland. Geophysical Journal International 168, s. 757–768.
• [26] Suckale, J. 2009. Induced seismicity in hydrocarbon fields. Advances in Geophysics, 51, s. 55–106.
• [27] Vavryčuk i in. 2008 – Vavryčuk, V., Bohnhoff, M., Jechumtálová, Z., Kolář, P. i Šílený, J. 2008. Non-double-couple mechanisms of microearthquakes induced during the 2000 injection experiment at the KTB site, Germany: A result of tensile faulting or anisotropy of a rock? Tectonophysics, 456, s. 74–93.
• [28] Wang i in. 2016 – Wang, R., Gu, Y.J., Schultz, R., Kim, A. i Atkinson, G. 2016: Source analysis of a potential hydraulic-fracturing-induced earthquake near Fox Creek, Alberta. Geophysical Research Letters, 43, s. 564–573.
• [29] Wiemer, S. i Wyss, M. 2000. Minimum magnitude of completeness in earthquake catalogs: Examples from Alaska, the Western United States, and Japan. Bulletin of the Seismological Society of America, 90, s. 859–869.
• [30] Wiszniowski i in. 2015 – Wiszniowski, J., Giang, N.V., Plesiewicz, B., Lizurek, G., Van, D.Q., Khoi, L.Q. i Lasocki, S. 2015. Preliminary results of anthropogenic seismicity monitoring in the region of Song Tranh 2 Reservoir, Central Vietnam. Acta Geophysica, 63, 3, s. 843–862.
• [31] Yadav i in. 2015 – Yadav, A., Gahalaut, K., Mallika, K. i Rao, P. 2015. Annual Periodicity in the seismicity and water levels of the Koyna and Warna reservoirs, Western India: a singular spectrum analysis. Bulletin of the Seismological Society of America, 105, s. 464–472

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.