Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η μέτρηση και ερμηνεία της συν- και μετα-σεισμικής παραμόρφωσης του γήινου φλοιού λόγω ισχυρών σεισμών στην περιοχή των κεντρικών Ιωνίων Νήσων, κατά την περίοδο 2007-2018 με τη χρήση δεδομένων του Παγκόσμιου Δορυφορικού Συστήματος Πλοήγησης (GNSS). Το Ιόνιο Πέλαγος είναι μια περιοχή του Δυτικού Ελληνικού τόξου με υψηλή σεισμική δραστηριότητα λόγω της παρουσίας του δεξιόστροφου ρήγματος της Κεφαλονιάς, ενός ρήγματος μετασχηματισμού κατά μήκος του οποίου πραγματοποιείται η σχετική κίνηση μεταξύ των τεκτονικών πλακών της Ευρασίας και της Αφρικής. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν προέρχονταν από ημερήσιες παρατηρήσεις σταθμών GNSS του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (ΕΑΑ) και του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών (ΕΚΠΑ). Οι περισσότεροι από αυτούς τους σταθμούς εγκαταστάθηκαν κατά την περίοδο 2006-2010 και παρείχαν χρήσιμα δεδομένα (ημερήσιες θέσεις) για τη μέτρηση των σεισμικών μετατοπίσεων μετά τους ισχυρούς σεισμούς του 2014 (νησί της Κεφαλονιάς δύο ρηχά σεισμικά γεγονότα) και του 2015 (νησί της Λευκάδας). Στην παρούσα μελέτη, χρησιμοποιήσαμε τις ημερήσιες συντεταγμένες σταθμών GNSS για την α) παρατήρηση των μεταβολών στις χρονοσειρές λόγω σεισμικών κινήσεων (offsets) και β) την παρακολούθηση του ρυθμού μεταβολής της οριζόντιας απόστασης (baseline) μεταξύ των σταθμών για να ανιχνεύσουμε προ-σεισμική παραμόρφωση του φλοιού. Εντοπίσαμε σημαντικές σεισμικές μετατοπίσεις (offsets) σε όλες τις περιπτώσεις τις οποίες παρουσιάζουμε τόσο σε πίνακες όσο και σε γραφικές παραστάσεις. Προσδιορίσαμε επίσης σημαντικές αλλαγές του ρυθμού μεταβολής της οριζόντιας απόστασης (baseline) μεταξύ των σταθμών GNSS κατά τη διάρκεια χρονικών περιόδων που προηγούνται ισχυρών σεισμών. Τα αποτελέσματα θεωρούνται αξιόπιστα λόγω της μεγάλης διάρκειας δεδομένων (π.χ. σχεδόν έξι χρόνια στην περίπτωση σταθμών στην νήσο Λευκάδα) και της καλής συσχέτισης (R2 > 0,70). Αυτό το αποτέλεσμα δείχνει ότι τα δεδομένα GNSS μπορούν να ανιχνεύσουν προ-σεισμική παραμόρφωση.
(EL)
The purpose of this study is to measure the seismic offsets and the crustal deformation on the central Ionian Sea during the period 2007-2018, by use of Global Navigation Satellite System (GNSS) data, originate from fifteen (15) permanent GNSS stations. The stations are equipped with dual-frequency geodetic receivers and belong to the networks of NOANET (National Observatory of Athens; Ganas et al., 2008; 2013), HxGN SmartNet Greece, EUREF and NKUA (National and Kapodistrian University of Athens; Sakkas and Lagios, 2015, 2017). Most of these stations were installed during the period 2006-2010 and are located on the Central Ionian Islands, northwestern Peloponnese and southwestern central Greece. These daily data are provided by the network administrators in the form of RINEX files (version 2.11) and were processed using Bernese 5.2 software (Dach et al. 2015) following the double-difference method. Daily position observations were obtained for each station in IGb08 Cartesian coordinates (X, Y, Z). The positions were then converted into EGSA 1987 system (Greek projection system). We used these data to a) observe the time series for changes due to seismic motions (offsets) and b) monitor changes in the baselines between the stations, in relation to time. The later, was performed for the period 2006 to 2019, emphasizing on how the baselines were affected by the large seismic events that occurred in the study area during 2014-2018.
In the period 2014-2018, four (4) strong seismic events occurred in the broader area of the Central Ionian Islands. These earthquakes occurred on January 26, 2014 13:55 UTC (magnitude of seismic moment Mw = 6.1), and on February 3, 2014 03:08 UTC (Mw = 5.9), November 17, 2015 07:10 UTC (Mw = 6.4) and October 25 2019 22:54 UTC (Mw = 6.6). The earthquakes of 2014 were onshore Cephalonia island, the earthquake of 2015 occurred onshore Lefkada island and the earthquake of 2018 occurred offshore in the sea area south of Zakynthos island (Romano et. al, 2019). We detected significant offsets in all cases and we report it in both tabular and graphic forms. We also detected significant changes in baseline rates between GNSS stations during periods preceding strong earthquakes. It is interesting to study whether these changes can be detected before and after strong earthquakes in order to investigate if GNSS data could be used to predict earthquakes. The Ionian Sea is an area with high seismic activity due to the presence of the Cephalonia Transform Fault (CTF), a horizontal strike-slip fault accommodating the relative motion between the tectonic plates of Eurasia and Africa. As a result the study of GNSS data is critical for monitoring ground movements before, during and after significant earthquakes.
The results of this study are robust because of the long data duration (e.g. nearly six years for the stations located on Lefkada island) and the goodness of fit (R2>0.70). This result demonstrates that GNSS data may detect pre-seismic deformation.
(EN)
/aggregator-openarchives/portal/institutions/uoa
