Revista >> Octombrie 2023 [Nr. 258] >> Cercetare & Invatamant superior

INCDFP, monitorizare interdisciplinară și explorare la „înălțime“

Dragos Tataru, sef Laborator Geofizica Aplicata, Mihaela Alina Dragan,specialist comunicare,INCDFP

19 Octombrie 2023

Institutul Național de Cercetare Dezvoltare pentru Fizica Pământului (INCDFP) este o instituție științifică de top din România ce își desfășoară activitatea în domeniul Științelor Pământului și al fenomenelor care au legătură directă sau indirectă cu vibrațiile Pământului și cu modul în care undele seismice se propagă prin subsol.Înființat pentru a extinde cunoștințele despre cutremure și efectele lor, INCDFP monitorizează activitatea seismică din România și din țările învecinate prin operarea unei rețele seismice extinse, furnizarea de date științifice și în timp real pentru diverse studii seismologice și schimb de date cu centrele seismologice internaționale. Prin efortul continuu de a explora și înțelege procesele ce guvernează dinamica planetei și îi modelează suprafața, INCDFP a făcut pași semnificativi în direcția investigării crustei tereste și chiar a straturilor din imediata apropiere a suprafeței.

Prin atragerea de fonduri nerambursabile destinate dotării cu echipamente de cercetare moderne a fost înființat un Laborator de Instrumente Geofizice Mobile (LIGM) cu scopul de a realiza investigații geofizice eficiente, rentabile și de înaltă calitate. LGIM reprezintă o serie de instrumente geofizice de ultimă generație, concepute pentru a fi portabile, durabile și utilizabile în diferite terenuri și condiții climatice și întreținute cu atenție pentru a permite un spectru larg de explorare terestră și de mediu. Laboratorul include o gamă largă de instrumente care utilizează diferite tipuri de energie pentru a măsura proprietățile Pământului (ex: seismică, electromagnetică, gravitațională), au aplicații diferite (geofizice, inginerie, mediu) și sunt concepute pentru a explora și monitoriza subsolul și condițiile de mediu ale Pământului din perspective diferite (sol, aer). Varietatea de echipamente cuprinde stații seismice portabile, geofoni triaxiali fără fir, magnetometre, gravimetru absolut, georadar, sisteme geoelectrice de rezistivitate multinodală și de imagistică și profilare cu polarizare indusă, precum și alte instrumente atât pentru monitorizarea de la distanță (ex: radarele interferometrice), cât și aeropurtate, ce permit scanarea cu ajutorul senzorilor atașați de drone (ex: LiDAR). Echipamentele permit aplicarea unui număr mare de prospectări geofizice prin utilizarea unor metode validate, precum seismică, magnetică, gravitațională, aeropurtată, electrică, electromagnetică, asigurând o calitate optimă a datelor și eficiența colectării acestora. Versatilitatea LGIM s-a evidențiat prin instrumentarea cu succes a unor studii de caz în zone și contexte extrem de diferite, cum ar fi regiunile muntoase, vulcanii noroioși și mediile urbane dense.
Au fost planificate și desfășurate mai multe campanii geofizice pentru atingerea unor obiective specifice. O gamă diversă de instrumente (unități ATOM, seismograf de explorare Geode, stație seismologică cu senzori de 20s si 120s, gravimetru absolut A10, Syscal Pro, sistem FullWaver, UAV cu LiDAR) și metodologii (seismică activă și pasivă, gravimetrie, tomografie cu rezistivitate electrică - ERT) ) au fost utilizate pentru colectarea datelor necesare. Unele campanii au fost inițiate de INFP, cum ar fi cele pentru caracterizarea amplasamentelor observatoarelor și stațiilor seismologice din Rețeaua Seismică Națională (RSN) și de a investiga vulcanii noroioși din România, altele au fost inițiate la solicitările părților interesate. De exemplu, o companie care operează o carieră de piatră a solicitat un studiu în care au fost instalate unități ATOM și cinci stații seismice pentru a înregistra exploziile din carieră și cutremure, încercându-se astfel o diferențiere între cele două surse de vibrații și analiza modului în care energia eliberată se atenuează cu distanța. În mod similar, instituțiile care gestionează siturile arheologice au solicitat campanii în care au fost efectuate sondaje ERT, seismice și aeropurtate. Campaniile educaționale au implicat, de asemenea, studenți în colectarea, procesarea și interpretarea datelor geofizice. O campanie de la sfârșitul lunii august 2023 a folosit monitorizarea integrată prin seismică pasivă, ERT, georadar și Light Detection and Ranging (LiDAR) pentru a investiga un monument istoric din patrimoniul cultural aflat în stare avansată de degradare.
Au fost întocmite rapoarte detaliate după fiecare campanie, încapsulând metodologiile utilizate, rezultatele obținute și concluziile generale. Descoperirile vor fi publicate în articole științifice care sunt supuse evaluărilor unor reprezentanți ai comunității științifice internaționale pentru a asigura acuratețea și validitatea. După publicare, datele și constatările vor fi integrate într-o platformă instituțională - pentru a disemina cunoștințele către comunitatea științifică și publicul larg. Această inițiativă subliniază angajamentul institutului de a promova colaborarea și schimbul de cunoștințe, contribuind astfel la progresul cercetării geofizice și a aplicațiilor acesteia.

Instrumentele din LGIM reprezintă un salt tehnologic semnificativ față de cele existente în institutele de cercetare românești din domeniu. Sensibilitatea îmbunătățită, rezoluția mai mare, răspunsul în frecvență mai larg și capabilitățile de transmitere a datelor în timp real sunt doar câteva dintre progresele încorporate în aceste instrumente moderne. Tehnologia digitală a îmbunătățit și mai mult capacitățile de procesare, stocare și transmisie a datelor, permițând analiza în timp real și monitorizarea de la distanță. În plus, portabilitatea și durabilitatea acestor instrumente au fost îmbunătățite semnificativ, asigurând performanțe robuste în diverse aplicaţii și medii. Integrarea tehnologiei wireless și a sistemelor autonome a simplificat și mai mult procesele de achiziție a datelor, reducând complexitatea operațională și sporind eficiența sondajelor geofizice. Aceste progrese contribuie în mod colectiv la capacitatea LGIM de explorare complexă și completă, mai precisă și eficientă a proprietăților geofizice ale Pământului, marcând un punct important în evoluția instrumentației geofizice la nivel național.

Un rol important în cercetările viitoare
LGIM reprezintă un progres semnificativ în cercetarea geofizică aplicată în România, oferind acces la instrumente de ultimă generație, facilitând derularea unor diverse campanii geofizice folosind o gamă variată de instrumente și metodologii pentru a colecta date multidisciplinare de înaltă calitate. LGIM este o resursă valoroasă pentru INCDFP, îmbunătățind semnificativ capacitățile sale de cercetare geofizică și permițând atingerea de noi frontiere în cercetările din Ştiințele Pământului și are deja un rol important în promovarea experiențelor educaționale și bunelor practici în cercetarea geofizică.

LGIM ar putea servi drept un instrument de colaborare pentru cercetătorii din România și diverse instituții internaționale atât pe proiecte naționale, cât și internaționale.
Utilitatea unor astfel de laboratoare se extinde dincolo de sfera cercetărilor teoretice, oferind un sprijin valoros pentrumonitorizarea hazardurilor naturale și minimizarea riscurilor asociate, precum și pentru activitatea didactică. ConceptulLGIM reprezintă o schimbare deparadigmă în peisajul cercetării româneşti, redefinindu-l ca un efort științific mai accesibil, durabil și eficient.

Valoarea cercetării geofizice
Cercetarea geofizică poate oferi o perspectivă asupra trecutului, prezentului și viitorului Pământului, joacă deja un rol cheie în explorarea resurselor, diminuarea riscurilor și protecția mediului și furnizează date valoroase pentru a ajuta la abordarea unora dintre cele mai presante provocări globale.
Cercetarea geofizică se bazează pe instrumente avansate pentru a colecta, analiza și interpreta cu acuratețe datele obţinute. Relevanța rezultatelor este direct influențată de precizia, rezoluția și fiabilitatea instrumentelor geofizice utilizate. Instrumentele moderne le permit cercetătorilor să măsoare proprietățile Pământului cu o mai mare precizie și într-o paletă mai largă de condiții. În plus, progresele tehnologice au condus la dezvoltarea de instrumente portabile, durabile și mai eficiente, facilitând munca de teren în medii anevoioase.