Kopalnie PGG poligonami badawczymi największego projektu nauk o Ziemi EPOS-PL

EPOS (European Plate Observing System - System Obserwacji Płyty Europejskiej) to największe międzynarodowe przedsięwzięcie w dziedzinie infrastruktury badawczej służącej naukom o Ziemi, obejmujące m.in. sieci sejsmologiczne i geodezyjne oraz obserwacje satelitarne i grawimetryczne.

W polskiej części projektu, którego jedynym partnerem przemysłowym jest Polska Grupa Górnicza, uczestniczą Główny Instytut Górnictwa w Katowicach, Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, Akademickie Centrum Komputerowe Cyfronet Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, Instytut Nauk Geologicznych PAN, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Centrum Badań Kosmicznych PAN, Instytut Geodezji i Kartografii, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN czy Wojskowa Akademia Techniczna.

W wymiarze międzynarodowym EPOS jest realizowany przez naukowców z wielu państw. Polska uczestniczy w nim od 2010 roku. Budowana w ramach projektu polska infrastruktura jest ściśle związana z działaniami w innych krajach. Do 2040 r. EPOS ma zintegrować rozproszoną infrastrukturę badawczą w dziedzinie nauk o Ziemi w Europejskiej Przestrzeni Badawczej. Efektem ma być upowszechnienie i optymalizacja wyników prowadzonych w Europie badań w tej sferze.

„Projekt EPOS-PL jest ściśle związany z największym przedsięwzięciem w naukach o Ziemi w Europie. Integruje dane, laboratoria, software, systemy komputerowe i obliczeniowe dużej mocy po to, abyśmy - jako naukowcy - mogli prowadzić interdyscyplinarne badania procesów zachodzących w Ziemi. To organizm bardzo skomplikowany, gdyż zbudowany z tysięcy elementów rozproszonych w całej Europie i poza nią. Sukces EPOS zależy od jakości krajowej infrastruktury badawczej” – wyjaśnia dyrektor Instytutu Geofizyki PAN prof. Beata Orlecka-Sikora.

Dla największego krajowego producenta węgla szczególne znaczenie ma część projektu związana z zagadnieniami tzw. sejsmiczności indukowanej - antropogenicznej. Chodzi m.in. o monitorowanie i przewidywanie wstrząsów górniczych oraz ich groźnych skutków - tąpnięć.

W ramach projektu, we współpracy z Polską Grupą Górniczą budowana jest skomplikowana infrastruktura służąca do zintegrowanych obserwacji procesów geodynamicznych na terenach górniczych i pogórniczych w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Koordynatorem tego zadania jest Główny Instytut Górnictwa w Katowicach, gdzie utworzono Lokalne Centrum Danych Górnośląskiego Systemu Obserwacji Geofizycznych.

Służąca monitoringowi infrastruktura górnicza znajduje się na terenie specjalistycznych poligonów pomiarowych, przeznaczonych zarówno do monitoringu ciągłego, jak i pomiarów okresowych. Umożliwia to wszechstronną obserwację, służącą dokumentowaniu związków między geodynamiką badanego obszaru i podziemną eksploatacją węgla. Wyniki ułatwiają naukowcom i praktykom górniczym lepsze zrozumienie takich zjawisk jak sejsmiczność indukowana, zmiana poziomu wód przypowierzchniowych czy deformacje terenu.

Do pomiarów ciągłych służą: infrastruktura Górnośląskiej Regionalnej Sieci Sejsmologicznej, powierzchniowe stacje sejsmometryczne, stacje do pomiarów drgań rotacyjnych i translacyjnych, podziemne lokalne sieci obserwacji sejsmologicznej SOS, system obserwacji naprężeń SOS Stress, stacje pomiarów przemieszczenia powierzchni GNSS, a także pomiary siły ciężkości grawimetrami G-Phone, monitorowanie rozwoju szczelin w budynkach, obrazy satelitarne deformacji powierzchni Ziemi techniką inSAR oraz obrazowanie 3D z drona.

Przetworzone dane monitoringowe są przekazywane na specjalną platformę, obrazując tym samym cały proces obserwacji zagrożeń antropogenicznych związanych z podziemną eksploatacją węgla w zagłębiu górnośląskim.

Ogromne ilości odczytów z kopalń trafiają do lokalnego centrum w katowickim GIG, gdzie na macierzach dyskowych o pojemności 210 TB zgromadzono już ok. 25 TB danych monitoringowych z poligonów górniczych. Powstaje w ten sposób wirtualne laboratorium procesów antropogenicznych na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Po odpowiednim przystosowaniu i obróbce, dane z lokalnego centrum GIG przesyłane są do centrum indukowanej sejsmiczności Instytutu Geofizyki PAN, a następnie na międzynarodową platformę IS EPOS. (PAP)

autor: Marek Błoński

mab/ mmu/