Kuukausiesitelmä

Geofysiikan Seuran seuraava kuukausiesitelmä pidetään tiistaina 10.11.2026 klo 17:15 alkaen Kumpulan kampuksella Exactumin (Pietari Kalmin katu 5, 00560 Helsinki) salissa A114. Virvokkeita on tarjolla esityksen edellä kello 17:00 alkaen. 

Kuukausiesitelmän pitää Annukka Rintamäki (Helsingin yliopiston Seismologian instituutti) aiheesta 

Otaniemen syvägeotermisen koevoimalan indusoima seismisyys --- seismiset tutkimusverkot ja momenttitensorianalyysi 

Geotermistä energiaa voidaan periaatteessa hyödyntää tehokkaasti useissa erilaisissa tektonisissa ympäristöissä käyttämällä tehostettuja geotermisiä järjestelmiä (engl. enhanced geothermal system, EGS). EGS-järjestelmien toimintaperiaate on avata kallioperän rakoja kahden tai useamman geotermisen kaivon välillä pumppaamalla paineistettua vettä syvälle kuumaan kallioperään. Rakojen avaaminen aiheuttaa indusoituja maanjäristyksiä. Matalan magnitudin indusoidut maanjäristykset voivat olla hyödyllisiä EGS-järjestelmän kehittämisvaiheessa, mutta onnistunut EGS-projekti edellyttää, että turvallisena pidetty magnitudiraja ei ylity. Jotta indusoitujen maanjäristysten magnitudeja voidaan pyrkiä kontrolloimaan, on ymmärrettävä miten pumppausparametrit sekä vallitsevat fysikaaliset ja geologiset olosuhteet vaikuttavat niiden syntyyn ja ominaisuuksiin. 

Espoon Otaniemen EGS-pilottivoimalaa stimuloitiin vuosina 2018 ja 2020 pumppaamalla paineistettua vettä kahteen geotermiseen kaivoon noin 6 kilometrin syvyydellä. Fennoskandian kilven yksinkertainen seisminen nopeusmalli ja seismisten aaltojen hidas vaimeneminen mahdollistivat korkealaatuisen seismisen datan keräämisen Otaniemen EGS-stimulaatioista. Otaniemen seismisyyttä seurattiin tiheillä seismisillä verkoilla stimulaatioiden aikana sekä useita kuukausia niitä ennen ja niiden jälkeen. 

Otaniemen EGS-stimulaatioista kerätty korkean resoluution seisminen aineisto yhdistettynä innovatiiviseen seismiseen analyysiin mahdollisti pienten indusoitujen maanjäristysten momenttitensorianalyysin. Momenttitensoriratkaisut valottavat aktivoituneiden siirrosten suuntia, siirrostustyyppejä sekä mahdollisia avautumis- ja sulkeutumiskomponentteja. Otaniemen indusoitujen maanjäristysten momenttitensoriratkaisut antavat viitteitä monimutkaisista rakoilumekanismeista ja geologisen väliaineen ominaisuuksia vaikutuksesta seismisen lähteen ominaisuuksiin. Tarkemmat mallit indusoitujen maanjäristysten syntymekanismeista voi parantaa indusoidun seismisyyden ennustettavuutta ja riskien hallintaa. 

Seismologian vakiintuneilla menetelmillä ja mittalaitteilla mitataan translationaalisia kolmikomponenttiseismogrammeja. Seismisistä monipisteasemista voidaan kuitenkin johtaa translaatiokomponenttien lisäksi seismisten aaltojen rotaatiokomponentit ja yhdistää nämä kuusikomponenttiseismogrammeiksi. Otaniemen EGS-stimulaatioita valvovaan seismiseen verkkoon kuului osana monipisteasemia. Niistä johdetun kuusikomponenttiaineiston soveltaminen momenttitensorianalyysiin osoitti, että translaatio- ja rotaatiokomponenttien yhtäaikainen inversio voi parantaa indusoitujen maanjäristysten momenttitensoriratkaisuja etenkin, jos seismisten mitta-asemien lukumäärä on pieni.