Nowa infrastruktura badawcza nauk o Ziemi

Projekt „EPOS - System Obserwacji Płyty Europejskiej” będzie realizowany przez konsorcjum Instytutu Geofizyki Polskiej Akademii Nauk (lider) oraz Głównego Instytutu Górnictwa, Instytutu Geodezji i Kartografii, ACK Cyfronet AGH, Wojskowej Akademii Technicznej (WAT), Kompanii Węglowej S.A. (obecnie Polska Grupa Górnicza) oraz Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu (UPWr). Na realizację projektu przyznano dofinansowanie w kwocie 47 mln ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, przy całkowitym koszcie realizacji projektu wynoszącym 62 mln.

–  Wyjątkowy w tym projekcie jest fakt, że współpracują przy nim eksperci reprezentujący różne dziedziny nauk o Ziemi – geolodzy, geofizycy, górnicy, geodeci, sejsmolodzy – i że w końcu prowadzą wspólne badania, pozwalające na szerokie i kompleksowe ujęcie problemów związanych z deformacjami skorupy ziemskiej, korzystając przy tym z tego samego układu odniesienia. Dzięki temu powstanie zintegrowany system monitoringu, który pozwoli pokazać w sposób przyczynowo-skutkowy, jakie procesy zachodzą pod ziemią i jakie ma to skutki na jej powierzchni. Projekt pozwoli również na kompleksowe prognozy skutków działalności wydobywczej oraz potencjalnie przewidywanie niebezpieczeństw, a to liczy się szczególnie na terenach górniczych – tłumaczy prof. Jarosław Bosy, pomysłodawca i inicjator projektu ze strony UPWr.

– EPOS, czyli europejska platforma obserwacyjna, to przedsięwzięcie ambitne i prestiżowe, ale też ważne z czysto pragmatycznych powodów. Nasz udział w tym projekcie zakładającym budowę zintegrowanego systemu obserwacji i pomiarów geofizycznych poprzez lokalne i regionalne sieci sejsmologiczne, geodezyjne, grawimetryczne oraz geofizyczne to z jednej strony wyzwanie naukowe, ale z drugiej – potwierdzenie pozycji całego zespołu badawczego, uczestniczącego w EPOS-PL – dodaje dr hab. Witold Rohm, odpowiadający za koordynację i integrację zadań.

Instytut Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu będzie zaangażowany przede wszystkim w zadania poświęcone rozbudowie infrastruktury Geodezyjnego Globalnego Systemu Obserwacyjnego na terenie Polski (GGOS-PL++), budowie Centrum Analiz czasu rzeczywistego i prawie rzeczywistego GNSS, realizacji poligonów Multidisciplinary Upper Silesian Episodes (MUSE) na terenie górniczym i pogórniczym oraz trójwymiarowej wizualizacji i analizie danych pozyskanych w ramach projektu przy pomocy interfejsu sieciowego.

Jak można przeczytać na stronach EPOS, celem Globalnego Geodezyjnego Systemu Obserwacyjnego (ang. Global Geodetic Observation System, GGOS) jest dostarczanie układu odniesienia. Polska sieć systemu dostarcza głównie obserwacji powierzchniowych, które są realizowane poprzez sieć stacji GNSS oraz jedną stację laserową SLR. Takie rozwiązanie posiada dwie wady; po pierwsze nie istnieje bezpośrednie powiązanie procesów na powierzchni ziemi z procesami zachodzącymi pod powierzchnią, a po drugie – obserwacje geometryczne GNSS dostarczają informacji o skutkach przemieszczeń, lecz nie dostarczają informacji na temat ich źródeł. Jak podkreślają specjaliści, jedynie integracja precyzyjnych obserwacji geometrycznych (realizowanych przez technikę GNSS) z danymi geofizycznymi (grawimetry, sejsmografy) pozwala na pełną analizę przyczynowo-skutkową badanych zjawisk geodynamicznych oraz zapewnia stosownych przestrzennych układów odniesienia.

UPWr w ramach projektu powoła „Centrum Analiz NRT/RT GNSS”, którego zadaniem będzie przetwarzanie danych GNSS w czasie rzeczywistym (RT – ang. real-time) lub zbliżonym do rzeczywistego (NRT – ang. near real-time) z obszaru Polski, ale przede wszystkim z wybranych punktów na obszarze Górnego Śląska, które dostarczać będą informacji o zmianach pozycji stacji GNSS wywoływanych zjawiskami sejsmicznymi. Centrum analiz UPWr obejmie również usługi re-processingu danych. Walidacja obejmie także analizę informacji z centrów UPWr i WAT, a istniejąca infrastruktura GGOS-PL zostanie wzmocniona przez sieć grawimetrów, radiometrów i odbiorników multi-GNSS. Ważną częścią projektu jest e-platforma, której zadaniem jest integracja systemu informacji przestrzennej umożliwiającego analizę danych przestrzennych i opisowych m.in. w wymiarze 3D.

– Budowany teraz system i centrum analiz staną się nowoczesnym węzłem opracowania obserwacji z całego obszaru kraju ze szczególnym uwzględnieniem terenu objętego działalnością wydobywczą. Powstałe dane: współrzędne, ich zmiany w czasie, a także parametry atmosfery, zostaną wykorzystane jako podstawa realizacji projektów z zakresu integracji technik monitorowania obszarów objętych działalnością wydobywczą, obszarów nadmiernej eksploatacji wód podziemnych, obszarów wydobycia ropy i gazu – wyjaśnia dr hab. Witold Rohm, dodając, że wypracowane rozwiązania metodologiczne i techniczne znajdą zastosowanie w innych częściach świata a objętych siecią stacji referencyjnych w miejscach intensywnego wydobycia surowców naturalnych, np. w Australii.

– Nasz zespół jest odpowiedzialny za zagwarantowanie jednolitego układu odniesienia, tak żeby wszystkie pomiary były wiarygodne, spójne, dokładne i w miarę możliwości szybkie, obserwacje można było prowadzić z różnych miejsc i w różnym czasie, a wyniki wskazywały nie tylko na skutki, ale również przyczyny deformacji.. Zajmiemy się także integracją danych zebranych od poszczególnych zespołów badawczych i, wspólnie – przede wszystkim z Instytutem Geofizyki z Warszawy i ACK-CYFRONET AGH z Krakowa – budową e-platformy, która będzie te dane przechowywała, integrowała i wizualizowała – podkreśla prof. Jarosław Bosy.

Za właściwe przygotowanie poszczególnych zadań w projekcie odpowiadali: dr Jan Kapłon (NRT GNSS), dr Tomasz Hadaś (RT GNSS), dr hab. Krzysztof Sośnica (GGOS-PL++), prof. Andrzej Borkowski (MUSE), dr Przemysław Tymków (e-platforma), dr hab. Witold Rohm (koordynacja i integracja wszystkich zadań) oraz pracownicy Dział Rozwoju i Projektów Inwestycyjnych UPWr.

– Traktujemy ten projekt jak trampolinę, która pozwoli nam z poziomu krajowego przejść na europejski, światowy i sięgać po coraz większe projekty w konsorcjach międzynarodowych. Moją rolą jest tylko zarządzanie, całość koordynuje prof. Rohm, a kierownikami poszczególnych badań są młodzi specjaliści z dorobkiem, już rozpoznawalni za granicą – dodaje prof. Bosy. 

kbk, mj