Suomessa ja lähialueilla tapahtuvien maanjäristyksien vähäisyydestä huolimatta seismisyyden ja seismisen riskin tutkiminen on tärkeää mm. selvitettäessä geologisia prosesseja sekä tutkittaessa ydinvoimaloiden ja ydinjätevarastojen sijoituspaikkoja.
Seismiset luotaukset ja rakennetutkimukset ovat olleet painopisteitä instituutin tutkimustoiminnassa. Litosfäärin rakennetta tutkitaan kaikissa mittakaavoissa.
Suomen kansallista osallistumista eurooppalaiseen geotieteelliseen tutkimusinfrastruktuuri EPOS:iin (European Plate Observing System - Euroopan mannerlaattojen havainnointijärjestelmä) koordinoidaan Seismologian instituuttista käsin. EPOS-SUOMI yhteisö muodostuu kiinteän maan geofysiikan havaintoasemia ja laboratorioita ylläpitävistä suomalaisista yliopistoista ja tutkimuslaitoksista. Yhteisön tuottamia geotieteellisiä havaintoaineistoja toimitetaan kansallisiin ja kansainvälisiin tietokeskuksiin ja edelleen EPOS:iin.
FINNSIP eli seismisten (liikuteltavien) laitteiden pooli koostuu useista sadoista seismisistä laitteistoista. Tutkimus- ja opetusprojektit voivat anoa laitteita käyttöönsä. Laitepooli on osa kansallista EPOS-SUOMI tutkimusinfrastruk-tuuria ja poolin toimintaa koordinoi Seismologian instituutti.
Kehitämme ja arvioimme uusia valvontaseismologisia menetelmiä. Tutkimuksemme keskittyy automaattisen havaitsemisen, sijainnin ja tapahtumaluokituksen kehittämiseen. Koneoppimismenetelmien hyödyntäminen on tutkimuksen keskiössä.
Yksi CTBT:n (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty) eli täydellisen ydinkoekieltosopimuksen valvonnan menetelmistä on seisminen valvonta. Seismisellä valvonnalla pyritään havaitsemaan sekä paikantamaan maanalaisia ydinkokeita ja erottamaan ne muista, päivittäin tapahtuvista seismisistä tapauksista kuten maanjäristyksistä.
PCA projektissa Seismologian instituutti pitää yllä kansainväliseen valvontajärjestelmään (International monitoring system) IMS:ään kuuluvaa seismistä asemaa FINES (PS17). Projektin tarkoituksena on taata, että asema tuottaa dataa IMS:ään luotettavasti ja tekniset laatuvaatimukset täyttäen.
(ryhmän kuvaus englanniksi)
In the group we focus on earthquakes, fault zone structure, modes of deformation along fault zones, and earthquake and fault zone interaction and triggering mechanisms on a local and regional scale. We analyze seismic waves emanated from earthquakes, but extract also information from the ambient seismic wave field or noise. The research depends on the application and development of analysis techniques for estimating earthquake source parameters, for structural imaging and for the monitoring of time dependent changes in crustal and fault zone materials on time scales ranging from seconds to years. Our work is based on processing large seismic data sets (big data at its very best) and has thus multiple connections to physics and atmospheric sciences (wave propagation), mathematics and medical imaging (inverse problems), and computer science (code development).
Seismic imaging constitutes a fundamental building block of Earth Science research that is practiced by a large community and applied across many scales. The analogy between ultrasonic medical sensors and spatially dense seismic arrays opens up an alternative way for seismic imaging that differs from tomographic methods. We research to what extend the near-field phenomenon referred to as “focal spot” in acoustics can provide simultaneous estimates of the local seismic velocity structure, azimuthal anisotropy, and proxies for intrinsic attenuation without solving an inverse problem.
Modern societies critically depend on sustainable natural resource production and renewable energy sources. Geothermal energy is in many ways an advantageous energy source for local heat and electricity production in densely populated areas. The low environmental impact compared to non-renewables, and the independence on atmospheric, climatic or weather patterns that severely constrain wind and solar technologies have led to a growing interest and use of geothermal energy production. The development of deep geothermal energy projects is, however, not without risks. Our group is dedicated to contribute to a sustainable and safe use of deep geothermal energy. We collected an outstanding data set during the stimulation of the St1 Enhanced Geothermal System between 5 and 6 km depth below Otaniemi, Espoo, in summer 2018. High-quality data from another stimulation in the same location were also gathered in summer 2020.
The analysis of the induced earthquakes, and of the altered rock properties will help to mature the application of geothermal energy use in Finland. We target a comprehensive understanding of the rock types and their seismic response, their permeability and geochemical properties, and the location of faults; of the local temperature profile, the stress regime and stress orientations; and of the hydrological situation.
Tutkimuksemme keskittyy viimeaikaisten maanjäristysten lähdemekanismien määrittämiseen, maanjäristyksiin liittyvien aktiivisten siirrosten tunnistamiseen ja tiedon hankkimiseen maanjäristyksiä aiheuttavista paikallisista jännityksistä. Kehitämme myös automaattisia menetelmiä paikallisten seismisten havaintoverkkojen rekisteröimien seismisten tapausten analysointiin.
Viimeaikaiset seismiset hasarditutkimukset ovat liittyneet ydinvoimaloihin sekä geotermisiin voimaloihin.
Tutkimme litosfäärin rakennetta kaikissa mittakaavoissa.
Helsingin yliopiston geodynamiikkaryhmän (Helsinki University Geodynamics Group, HUGG) jäsenet tutkivat maapallon litosfäärin muodonmuutokseen liittyviä prosesseja. Tutkimuksemme keskittyy maapallon ulkoista jäykkää kerrosta muokkaavien tektonisten, geomorfisten ja geodynaamisten prosessien kinematiikan ja dynamiikan kvantifiointiin ensisijaisesti numeerisen mallinnuksen avulla. Yhdistämme edistyksellisiä ennustavia ja tulkinnallisia numeerisia työkalujamme kenttähavaintoihin sekä geokronologisiin, geofysikaalisiin ja kaukokartoitusaineistoihin. Olemme myös aktiivisesti mukana opetuksessa geotieteiden kandidaattiohjelmassa, geologian ja geofysiikan maisteriohjelmassa sekä vuonna 2019 käynnistyneessä englanninkielisessä luonnontieteiden kandidaattiohjelmassa.
FLEX-EPOS infrastruktuurihankkeessa luodaan laaja kansallinen geofysikaalisten instrumenttien verkosto ja laitepooli seismologiseen, geomagneettiseen ja geodeettiseen tutkimukseen. FLEX-EPOS laiteverkostolla on mahdollisuus käyttää suuria havantolaitemääriä niin lyhyt- kuin pitkäaikaiseen monitorointiin. Laitepooli luodaan neljän yliopiston (Helsinki, Oulu, Turku, Aalto) ja kolmen tutkimuslaitoksen (GTK, VTT, Maanmittauslaitos) yhteistyönä. Huomattavasti parannetun havaintokapasiteetin ansioista tullaan saamaan suuria datamääriä, havaintoja ja tutkimustuloksia, joiden avulla vahvistetaan Suomen roolia (FIN-EPOS) eurooppalaisessa EPOS infrastruktuurissa.
Projektin johtaja: Ilmo Kukkonen, kiinteän maan geofysiikan professori (FT)
SEISMIC RISK - Kaupunkialueiden indusoidun seismisen riskin hallinta - projektissa Helsingin yliopiston, VTT:n ja Geologisen tutkimuskeskuksen muodostama konsortio tutkii, miten syviin geotermisiin kaukolämpövoimaloihin liittyvää indusoidun seismisyyden riskiä voitaisiin valvoa ja hallita. Pienet indusoidut maanjäristykset voivat aiheuttavat potentiaalisen riskin kaupungin rakennetulle infrastruktuurille: tärinäherkille laitteille, maanalaiselle rakentamiselle sekä kaukolämmön omalle energialähteelle. Riskiä voidaan hallita ja minimoida läpinäkyvällä lupaprosessilla, seismisellä valvonnalla sekä maankäytönsuunnittelulla. Projektissa laaditaan Suomen seismisen hasardin kartasto sekä arvioidaan seismisten aaltojen potentiaalista vaikutusta pääkaupunkiseudun eri osiin 3D mallien avulla. Lisäksi tutkitaan eri hallinnon alojen ja tasojen sekä eri organisaatioiden rooleja nykyisessä vielä selkeytymättömässä lupaprosessissa sekä selvitetään, millaista tietoa päättäjät tarvitsevat indusoituneesta seismisyydestä ja sen riskeistä ja hallinnasta.