Geofyzici majú niečo ako „röntgenové oči“. Vďaka svojej práci sa vedia dostať na zaujímavé miesta, ako sú jaskyne či archeologické lokality.
Tím slovenských výskumníkov sa v roku 2022 zúčastnil na archeologickom prieskume na najznámejšej írskej mohyle Newgrange. Na meranie boli použité najmodernejšie terénne gravimetre Scintrex CG-5 a CG-6. Nepriaznivé podmienky si vyžadovali tienenie vetra a špeciálne statívy na ukotvenie prístrojov. Zdroj: Katedra aplikovanej a environmentálnej geofyziky, Ústav vied o Zemi Slovenskej akadémie vied, v. v. i.
Na podujatí Európska noc výskumníkov 2023 predstavili návštevníkom svoju prácu aj odborníci z oblasti geovied či už z Ústavu vied o Zemi (ÚVZ) SAV, v. v. i., Prírodovedeckej fakulty (PriF) Univerzity Komenského alebo Fakulty matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského.
Jednou z vedných disciplín geovedy je geofyzika. Zoberá sa meraním rôznych fyzikálnych polí Zeme a na základe toho dokáže určiť, čo sa približne nachádza pod zemským povrchom. Uplatnenie nachádza v geológii, ekológii, archeológii, kriminalistike, pri hľadaní zdrojov nerastných surovín a pitnej vody, detekcii nevybuchnutej munície, na stanovenie radónového a radiačného rizika a pod.
Odborníci predviedli záujemcom i prácu s prístrojmi, napríklad s georadarom, ktorými sú schopní preskenovať podzemie. Na čo slúžia, nám priblížila mladá geofyzička Dominika Godová.
„Georadarmi dokážeme zistiť, čo je pod zemou. Dokážeme tak odhaliť napríklad podzemné chodby, krypty, jaskyne a tiež rôzne predmety. Prístroje sa často využívajú na vyhľadávanie rôznych inžinierskych sietí. S malou anténou môžeme skenovať aj steny – môžeme sa pozrieť, ako bola zavedená elektrika, či sú niekde problémy, praskliny v omietke. Dokážeme to využiť aj v budovách,“ vysvetlila.
Ako funguje geofyzika. Zdroj: Katedra aplikovanej a environmentálnej geofyziky
Zaujímavá práca v teréne
Podľa geofyzičky Dominiky Godovej je práca geofyzika zaujímavá, pretože časť práce sa odohráva v teréne.
„Možno najzaujímavejší prípad, ktorý sme skúmali, bolo meranie hrúbky ľadu v Dobšinskej ľadovej jaskyni. Na radargrame, čo je záznam výstupu z georadaru, dokážeme rozoznať rozhranie ľadu a skalného podložia, ktoré je pod ním, a na základe toho určiť hrúbku ľadu.“
Dobšinská ľadová jaskyňa
Merania v Dobšinskej ľadovej jaskyni prebiehajú už od rokov 2011 – 2012. Dobšinská ľadová jaskyňa je najväčšou jaskyňou svojho druhu, ide vlastne o najväčší podzemný ľadovec na svete. Odborníci pravidelne merajú hrúbku ľadu, keďže jaskyňa veľmi výrazne podlieha klimatickým vplyvom a ľad v dôsledku toho mení svoj tvar. Pôsobia na ňu čoraz teplejšie letá, no i presakujúca dažďová voda z nadložia.
Na meraniach spolupracujú geofyzici aj s geodetmi (tí pomocou tachymetrie merajú zmeny podlahového ľadu, fotogrametrickými metódami zasa merajú stenový ľad), čo je veľmi príbuzný odbor.
Ľad z pohľadu geofyzikov
Pri meraniach hrúbky ľadu použili odborníci na geofyziku dve hlavné metódy: georadar a seizmickú metódu.
Fungovanie georadaru priblížil v relácii RTVS magazínu VAT: Meranie hrúbky ľadu v Dobšinskej ľadovej jaskyni prof. RNDr. Roman Pašteka, PhD., z Prírodovedeckej fakulty UK: „Georadar je zariadenie, ktoré vysiela elektromagnetické vlnenie pod zemský povrch. To sa odráža a láme na rôznych objektoch a rozhraniach a vracia sa naspäť. Zariadenie je vlastne anténa, ktorá sa ťahá na akýchsi sánkach. Tie sa ťahajú pozdĺž určitej línie a pozdĺž toho sa elektromagnetické žiarenie vysiela, registruje sa a na základe toho sa vytvárajú špeciálne rezy do hĺbky, z ktorých sa eventuálne dajú niekedy konštruovať horizontálne mapy rozloženia objektov pod povrchom.“
Ďalšou použitou metódou bola seizmická metóda. Založená je na tom, že sa budia určité mechanické vlny, v tomto prípade úderom plastového kladiva priamo na ľad. Vlny sa šíria smerom dole, odrážajú sa od rozhraní a registrujú sa. Ide o zložitejšiu metódu. Je treba rozostaviť špeciálne zariadenia pozdĺž určitej línie, ktoré snímajú mechanické otrasy. Situáciu odborníkom komplikoval aj fakt, že rýchlosti šírenia vĺn v ľade a v rozpukanom podloží sú veľmi podobné.
Ďalšie použité metódy pri meraní hrúbky ľadu boli tiež gravimetria (metóda založená na presnom meraní gravitačného poľa pomocou gravimetrov) a fotogrametria (ide o bezkontaktnú meraciu metódu, ktorej meranie sa robí na fotografických snímkach).
Slovenskí geofyzici v Írsku
V roku 2022 sa tím slovenských výskumníkov po 11 rokoch opätovne zúčastnil na geofyzikálnom meraní na mohyle v Boyne Valley v Írsku. Lokalita Newgrange, kde sa nachádza 5 000 rokov stará mohyla, je známa nielen odbornej verejnosti, ale aj širokej verejnosti na celom svete.
Súčasťou výskumného tímu na známej mohyle Newgrange boli Pavol Zahorec a Ema Nogová z ÚVZ SAV, Roman Pašteka z PriF UK a Juraj Papčo zo SvF STU, ktorí počas niekoľkodňového merania vykonávali najmä gravimetrické a georadarové merania.
Mohyla Newgrange
Mohyla Newgrange je známa existenciou podzemnej komnaty s prístupovou chodbou v jednej svojej časti. Zvyšná časť mohyly je neprebádaná, a tak priťahuje veľkú pozornosť archeológov. Slovenskí geofyzici participovali na mikrogravimetrickom prieskume mohyly už v roku 2011. Pilotný projekt bol zameraný na overenie metodiky vyhľadávania podzemných priestorov nad známou komnatou. Úspešné výsledky sa stali podkladom pre ďalšiu spoluprácu slovenských a írskych odborníkov, ako aj pre popularizáciu geofyzikálneho prieskumu v archeológii.
Hoci podmienky na meranie neboli priaznivé (silný vietor a nestabilný podklad), po predchádzajúcich skúsenostiach z meraní v roku 2011 sa odborníkom podarilo dosiahnuť „relatívne vysokú presnosť meraní“. Okrem mikrogravimetrie boli pri prieskume použité aj ďalšie metódy, a to georadar a terestrické laserové skenovanie.
Geofyziky sa netreba báť
Aplikovaná geofyzika sa študuje na Prírodovedeckej fakulte Univerzity Komenského. Študijný program aplikovaná a environmentálna geofyzika ako nedeliteľná súčasť geologických vied je krajným odborom s nepriamym určovaním širokého spektra geologických štruktúr na základe fyzikálnych vlastností horninového prostredia a ich odrazu v geofyzikálnych poliach.
Podľa Dominiky Godovej možno na ňu nadviazať po štúdiu geológie, ale vzhľadom na to, že je v posledných rokoch málo študentov geológie, nie je o ňu veľký záujem. Mladá geofyzička by všetkým mladým ľuďom, ktorí premýšľajú, čo budú študovať, odkázala, „nech sa neboja matematiky a fyziky“. Vďaka práci geofyzika, ktorá je zaujímavá a rozmanitá, „sa dá dostať na rôzne „zaujímavé miesta“.
Tento článok je informáciou o Európskej noci výskumníkov (ENV) 2023. Hlavný program ENV sa uskutočnil 29. septembra 2023 v priestoroch Starej tržnice v Bratislave, ale aj v ďalších štyroch mestách a okolitých lokalitách. Súčasťou festivalu vedy sú prednášky, workshopy, súťaže či zaujímavé prezentácie výnimočných slovenských vedcov. Nechýbajú ani sprievodné podujatia, ku ktorým patria vedecké kaviarne pod názvom Veda v CENTRE a Vedecké cukrárne. Bližšie informácie nájdete na www.nocvyskumnikov.sk a www.vedanadosah.sk.
Zdroj: Kaeg PF UK (1, 2), Ústav vied o Zemi SAV, v. v. i.
(zh)
