a Epicentrumok

Két különböző forgatókönyv alapján végeztem el a veszélyeztetettség-számításokat. Az első számí-tás során az epicentrumhoz legközelebbi település Hosszúpályi volt. Azért választottam ezt a he-lyet, mert ez a település esik a legközelebb Debrecen városához a szeizmikusan aktív Mobil zóná-ban, azaz ez jelenti a legnagyobb kockázatot a városra. A második számítás epicentrumát Gálospetribe helyeztem, mert a pusztító 1834-es rengésnek is e település közelében lehetett az epicentruma (III.6. ábra). (A továbbiakban a Hosszúpályi epicentrumú számításra HOSSZUP név-vel, a Gálospetri epicentrumú számításra GALOSP névvel hivatkozom.)

III.6.ábra. Debrecen és az epicentrumok közötti metszetvonalak.

III.2.1.b Vetősík dőlésszöge

A vetősík dőlését a Mobil zónát átszelő szeizmikus szelvényeken látható vetők dőlése alapján állapítottam meg. Az olajkutatások a Derecskei-árokra koncentráltak, az árok északnyugati részén található a Mobil zóna aktív törésrendszer egy része. Egy a Mobil zónát részben átszelő szeizmikus szelvényt közölt Horváth & Rumpler [1984]. A hivatkozott szeizmikus szelvényen látható, hogy a vetők minél fiatalabb szerkezeteket metszenek át, annál meredekebbek. A Mobil zóna egy mély töréses szerkezet, amelyben nem mélyítettek fúrásokat, mivel a szabdalt szerkezet olajkutatási szempontból nem volt perspektivikus, ezért a Mobil zónán belüli törésvonalak helyzetét nem is-merjük pontosan. Mindezek figyelembevételével a vetősík dőlésének megállapításakor abból az általánosan elterjedt véleményből indultam ki, hogy az oldalelmozdulásos szerkezetek 60–80°

körüli dőlésszögnél alakulnak ki [Balla személyes közlése nyomán], mert a szerkezet mentén fellé-pő súrlódási erők ekkor a legkisebbek.

III.2.1.c Vetősík csúszási szöge

A vetősík csúszási szöge a vető menti elmozdulás irányát mutatja meg. Definíció szerint a balos oldalelmozdulás 0°-os csúszási szögnek felel meg, és a szög értéke az óramutató járásával ellenté-tes irányban növekszik.

A MOL Rt. részletes kutatást végzett a Derecskei-árokban, ami a Mobil zóna nyugati felét is magában foglalta. A kutatás eredményeképpen megállapították:„A Derecskei-árok pannon réteg-sorának tektonikáját erőteljesen meghatározza az árok Ny-i peremén húzódó, ÉK-DNy-i csapásirá-nyú többnyire kompresszív jellegű, jobbra lépő, balos oldalelmozdulási zóna. Ezt a zónát rengeteg tektonikai elem alkotja. A mozgások már a miocénben megindultak, és szakaszos jellegűek.”

Saj-nos ezen kutatási anyag publikálása gazdasági érdekeket sért, ezért csak egy friss előadás abstractjára tudok itt hivatkozni [Bárány et al. 2004]. Ezzel a véleménnyel megegyezően balos oldalelmozdulást ábrázol a Mobil zóna mentén Pogácsás et al. 1989-ben megjelent térképe is.

III.2.1.d Fészekmélység és magnitúdó

A fészekmélység megállapításakor a Kárpát-medencében a műszeres mérések óta eddig bekövetke-zett rengések átlagos mélységét vettem alapul. Az átlagos mélység alkalmazásakor tekintettel vol-tam arra tényre is, hogy az érmelléki rengésekre megállapított fészekmélység-értékeket — hivat-kozva Szeidovitz [2000] publikációjára — nem tartom teljes mértékben megbízhatónak, elfogadha-tónak, azok a túl kevés korabeli kárfelmérési adatra támaszkodó, és ennél fogva bizonytalan és túlértékelt izoszeiztákon alapszanak. Továbbá figyelembe vettem a fészekmélység megállapítása-kor azt is, hogy veszélyeztetettség-becslésmegállapítása-kor a bekövetkező legnagyobb károkozás meghatározása a cél, ezért nem választottam mélyebb kipattanási mélységet.

A történelmi földrengések magnitúdójának megállapítása bizonytalan. A földrengés intenzi-tásértékei alapján az említett földrengés magnitúdója M = 5.5-től M = 7.1-ig terjedhet több, külön-böző szerző, egymástól eltérő véleményét figyelembe véve [Szeidovitz 2000]. Kompromisszumos megoldásként választottam a 6.0-ás magnitúdó-értéket.

III.2.1.e Vetősík csapásiránya

A program számára bementi adatként nem a vető északkal bezárt szögértékét kellett megadnom, hanem a vetőnek a hullámúttal bezárt szögét, mégpedig azt az óramutató járásával ellentétes irány-ban számítva.

Az érmelléki aktív törésrendszer — Gálospetri árok —, mint vető elhelyezkedését a romá-niai részen Cornea & Spánoche [1978] és Visarion et al. [1979] munkáiban publikált törésvonalak helyzete adta meg. A magyar részen pedig a legkorábban az ELGI méréseiből [Albu et al. 1975]

megállapított Mobil zóna helyzetéből, majd később a MOL Rt. kutatási jelentéseiben [Ujfalusy 1997] az előzőtől pontosabb határokkal szereplő vetőrendszer elhelyezkedéséből indultam ki.

Ennek megfelelően a Hosszúpályi epicentrumú számítás esetén 272° a vető és a hullámút szöge, a Gálospetri epicentrumú számítás esetén pedig 325° (III.7. ábra).

III.7. ábra. Balra a Hosszúpályi, jobbra a Gálospetri epicentrumú rengés három hullámkomponensére számított gyorsulásamplitúdó-értékeinek változása a vető és hullámút szögének módosításával.

Mindkét, a vetősík elhelyezkedése alapján számított vető és hullámút-szöget módosítottam. A Gálospetri epicentrumú rengés esetén a csapásirány szögének módosítását az indokolta, hogy a vetősík helyzetéből adódó 325° vetősík hullámút-szög a transzverzális hullámkomponens esetén nullához közeli gyorsulásamplitúdó-értéket eredményezett. A Hosszúpályi epicentrumú rengésnél pedig, hogy a vetősík helyzetéből adódó 272° vetősík hullámút-szög a radiális és vertikális hullám-komponensek esetén eredményezett nullához közeli gyorsulásamplitúdó-értékeket. Romanelli &

Vaccari [1999] megállapították, hogy a vető és hullámút szögétől nagymértékben függenek a szá-mítási eredmények. A hivatkozott cikkben a csapásirány változtatásával egyes frekvenciákon új, kiugró gyorsulásamplitúdó-értékek jelennek meg. Mindezekből következőleg a vető és hullámút szögének megválasztásánál azt a szempontot követtem, hogy számításaim mindhárom hullámkom-ponens esetében a lehető legnagyobb amplitúdó-értékeket eredményezzék. A III.7. ábra a Hosszúpályi és a Gálospetri epicentrumú rengés három hullámkomponensének gyorsulás-amplitúdó értékeit mutatja be a vető és a hullámút szögének módosításával (az gyorsulás-amplitúdó-értékek nincsenek a magnitúdó szerint méretezve).

A III.7. ábrán pirossal jelöltem be azokat a szögeket, amelyeket számításaimhoz bemeneti paraméternek választottam. A Hosszúpályi epicentrumú számításnál ez a szög 165°, a Gálospetri epicentrumú számításnál pedig 250°.

III.2.1.f A hullámutak hossza

A teljes metszet hossza Hosszúpályi epicentrum és Debrecen között 17.5 km. Ebből a laterálisan homogén metszetrész 14 km, míg a heterogén rész (2D metszet) 3.5 km hosszú.

A Gálospetritől Debrecenig tartó metszet teljes hossza 46.8 km. Ebből 44.5 km a laterálisan homogén, és 2.3 km a heterogén metszetrész. (III.6 ábra)

III.2.2 A számításhoz használt alapkőzet-modellek és a 2D laterálisan heterogén modellek A következő hat mélyfúrás adatait használtam fel az alapkőzet-modell sebesség és sűrűségértékei-nek meghatározásához: Debrecen-Józsa-5; Bojt-2; Has-d-1; Ebes-D-1; [Szabó & Páncsics 1994], Álmosd (Álm-1), Derecske (Der-1) [MOL adattár]. A mélyfúrások talpmélysége 1000 és 4000 m között volt. A mélyfúrás-adatokon kívül még a különböző geológiai korok és a különböző kőzettí-pusok szerinti a Kárpát-medencére vonatkozó sebesség és sűrűségadatokat is figyelembe vettem [Szabó & Páncsics 1994]. Ezekből az adatokból határoztam meg az alapkőzet-modell paramétereit úgy, hogy a különböző geológiai korokhoz tartozó szintfelületekhez a mélyfúrások adatai alapján rendelhető sebesség és sűrűségértékeket átlagoltam a hullámút meghatározta metszettől való távol-ság szerinti lineáris súlyozással. A geológiai korokhoz tartozó szintfelületek hullámúttal vett met-szetének elkészítéséhez térinformatikai eszközöket használtam fel [Gribovszki 2002, 2002a]. (A C.

Függelékben részletesen számolok be erről a munkafolyamatról.)

III.8. ábra. Az előzetes HOSSZUP számítások alapkőzet-modelle.

(A kontrasztosabb vonalak mutatják az S hullámra, a halványabb vonalak pedig a P hullámra vonatkozó értékeket)

A mélyfúrások legnagyobb talpmélységénél mélyebb rétegek esetében az alapkőzet-modellhez a PGT-1 jelzésű szeizmikus reflexiós metszet sebességadatait használtam fel [Hegedűs 1998]. Az alapkőzet-modell 15 km-nél mélyebb részein Bus et al. [2000] VI. sz. Kárpát-medencei szerkezeti egységét használtam referencia modellként. A szerzők a Kárpát-medence területét hat regionális

szerkezeti elemre osztották a geofizikai és geológiai adatok alapján. Minden egyes szerkezeti egy-ség a litoszféra egy-egy elemét határozza meg, amelyeket sík, homogén és izotróp anelasztikus rétegekkel jellemezhetők teljesen hasonlóan ahhoz, ahogy az itt részletezett számításokban az alapkőzet-modell felépül. A szerzők a mélyebb rétegek paramétereit IASPEI91 globális modelljé-ből [Kennett & Engdahl 1991], és Mónus [1995] Kárpát-medencére kiszámított modelljémodelljé-ből vették át. Az előzetes számítások alapkőzet-modellét a Hosszúpályi epicentrumú számítás esetére a III.8. ábra mutatja be.

A Kárpát-medencére kidolgozott litoszféra- [Horváth 1993] és kéregvastagság [Lenkey 1999] modellek alapján a vizsgált területen 25-27.5 km mélyen helyezkedik el a Mohorovičić-diszkontinuitás, a litoszféra vastagsága pedig kevesebb, mint 60 km.

A felső, a felszíntől kb. 200 m mélységig elhelyezkedő kőzetek fizikai paraméterei nagymértékben befolyásolhatják a szeizmikus hullámok felszíni pusztító hatását. Eddig még nem készült olyan részletes vizsgálat, amely a Debrecen alatti felső 200 m-es tartomány sebesség- és sűrűségértékeit kutatta volna. A számításoknál alkalmazott 2D metszeteket ezért a helyi geológiai viszonyok alap-ján számos sekélyfúrás ismeretében hoztam létre, melyhez a következő Debrecenben található vízkutató fúrások rétegsorait használtam fel:

⎯ Hosszúpályi epicentrumú számítás: B-2096; B-2095 (Konzervgyár); B-1817;

B-1760; B-1651; B-1239 (Tejüzem); B-856 (Nagytemplom) [MÁFI adattár];

⎯ Gálospetri epicentrumú számítás: 2151 (Hűtőház); 2268 (Bőrgyár); 1651; B-1239 (Tejüzem) [MÁFI adattár].

6

0.00 3550.00

0.11 m

0.00

205.00

B A B C

E D F G

H

[g/cm³] Vp [km/s]

Vs [km/s]

Qp

III.9. ábra. HOSSZUP metszet laterálisan heterogén része.

0.00

0.00

200.00

4"

6"

2300.00

A B

D

E

F C

[g/cm³] [km/s]

III.10. ábra. GALOSP metszet laterálisan heterogén része.

A sekélyfúrások rétegsor-adatai alapján azonos anyagminőségű rétegeket jelöltem ki a negyedidő-szaki üledékben úgy, hogy azok elegendő térbeli kiterjedéssel rendelkezzenek. (Hiszen a program-futtatáshoz csak olyan 2D modell használható, amelyben megkülönböztetett rétegek vastagsága az alkalmazott rácsméret többszöröse.) A következő rétegeket sikerült elkülönítenem a laterálisan heterogén 2D metszetben: iszapos homok, agyag, homok, kavics, homokos agyag és agyagos ho-mok, homokos iszap, iszap, felső-pannon agyag és pleisztocén homokos agyag.

A 2D modell rétegeinek paraméterértékeit azok anyagminőségei alapján Szénástól [1958] és Szabó & Páncsicstól [1994] vettem. A Vp és Vs arányhoz a Reynolds [1997] által meghatározott értéket használtam. A Q jósági tényező értékeit pedig Costa et al. [1994]–tól vettem át. A sűrűség-adatokat — a vizsgált területen történt mérések hiányában — az előző modellparaméter-adatokból a következő képlet szerint [Berteussen 1977] számítottam:

77 . 0 32

.

0 × +

= Vp

ρ (III.1)

Az így megkonstruált laterálisan változó 2D modelleket a III.9. és III.10. ábrákon láthatjuk.