Terrafirma project - monitoring of subsidence of northeastern part of the Upper Silesian coal basin

Ostatnie lata przyniosły szybki rozwój interferometrii radarowej. Nowa metoda interferometrycznego przetwarzania zobrazowań radarowych (PSinSAR) zastosowana w projekcie pozwala na określenie przemieszczeń z dokładnością do 1 milimetra. Technika PSinSAR polega na analizie przemieszczeń punktów kontrolnych, będących dobrymi reflektorami dla zakresu mikrofalowego. Państwowy Instytut Geologiczny otrzymał przetworzone dane PSinSAR dla rejonu Sosnowca w połowie marca 2004. Proces przetwarzania obejmował 54 zobrazowania radarowe ERS-1 i ERS-2, z lat 1992-2003. Wstępna interpretacja danych wskazała na interesujące związki pomiędzy wydłużonymi anomaliami osiadania a granicami geologicznymi - uskokami będzińskim i kłodnickim. W artykule przedstawiono wstępną interpretację danych

Geohazards in Poland - REA WP3 activity

Geozagrożenia, takie jak powodzie, huragany, trzęsienia ziemi, wulkanizm, tsunami, powierzchniowe ruchy masowe itp., są przyczyną wielu katastrof i tragedii w skali całej naszej planety. Dzięki usytuowaniu geograficznemu i geologicznemu, Polska szczęśliwie nie znajduje się na liście krajów, w których w XX wieku miały miejsce wielkie naturalne katastrofy przyrodnicze. Przełomowym momentem dla obudzenia świadomości społeczeństwa w odniesieniu do katastrof przyrodniczych były wydarzenia, które wystąpiły latem 1997 r. W tym okresie miała miejsce katastrofalna powódź regionalna na Odrze i jej dopływach, która zalała wiele miast i wiosek w Polsce i przyległych krajach oraz spowodowała śmierć ponad 100 osób i ogromne straty materialne. Wkrótce potem zaktywizowały się na ogromną skalę osuwiska, głównie w Karpatach. Lista głównych zagrożeń w Polsce obejmuje: powierzchniowe ruchy masowe, erozję brzegową, erozję gleb oraz powodzie. Geozagrożenia są identyfikowane i monitorowane przy pomocy różnych metod: niwelacji precyzyjnej, lokalizatorów GPS i innych metod geodezyjnych. W ostatnich latach doszła nowa metoda, PSI – Satelitarna Interferometria Radarowa (wykorzystująca ciągłe punkty pomiarowe). Metoda ta bazuje na danych z europejskich satelitów radarowych (ERS-1, ERS-2 oraz ENVISAT) oraz wykorzystuje analizę interferometryczną – PSI. PSI może objąć analizą znaczne obszary, a istnienie archiwalnych danych radarowych umożliwia przeprowadzenie studiów w ciągu ostatnich 12 lat. W niedługiej przyszłości PSI będzie jedną z głównych operacyjnych metod dla detekcji i monitorowania geozagrożeń

Permanent Scatterer Interferometry (PSInSARTM) technique for recognizing geodynamics of northeastern part of the Upper Silesian Coal Basin

Polish Geological Institute as a member of TerraFirma Consortium obtained PSInSAR dataset for the Sosnowiec area (Upper Silesian Coal Basin - USCB) in mid-March 2004 and in spring 2006. The area of dataset covers northeastern part of the Upper Silesian Coal Basin. Processing of the data has covered scenes both ERS-1, ERS-2 registered between 1992 and 2006. The PSInSAR data were processed by TeleRilevamento Europa. Interpretation of the Sosnowiec scene has covered analysis of the multi-thematic data, including geostatistics, land use, mining, geology and seismicity. The most interesting results obtained in the Sosnowiec area are as follows: the indicated subsidence values in the period from 1992 to 2003 vary between-39.63 mm to +25.12 mm. These values show tendencies of the slow ground motion with a very high accuracy. Preliminary interpretation of the PSInSAR data of the Upper Silesian Coal Basin indicated strong correlation between the recorded PS negative values and structural pattern of the Carboniferous strata. Clearly visible concentration of negative values is also noted at footwalls and hanging walls of the Będzin and Kłodnica regional faults. Undoubtedly, the two mentioned faults of the Variscan origin were rejuvenated during the Alpine Orogeny (Triassic deposits were found in the hanging walls of the faults). The presence of the ground motion along its strike, can suggest neotectonic character of these faults. Linear anomalies oriented WNW-ESE were formed by changing values of the ground motions which are also parallel to the productive Carboniferous deposits forming the coal basin such as the Mudstone Series, Paralic Series and Upper Silesian Sandstone Series. The explanation of these phenomena (genesis and mechanisms) needs further studies. There is an evident correlation between linear negative anomalies and induced seismicity, mainly in the vicinity of the Kłodnica fault. Interpretation of slow ground motions registered by PSInSAR method from the USCB indicates also probably prolongation of the Będzin fault in northwest direction and subsidence of the Upper Silesian Sandstone Series compared to the Mudstone Series and Paralic Series

Preliminary interpretation of PSI data of the northeastern part of the Upper Silesian basin (Sosnowiec test site) - terrafirma project

Wstępna interpretacja danych Satelitarnej Interferometrii Radarowej (PSI) wskazała na silną korelację pomiędzy zarejestrowanymi punktami pomiarowymi (PS) o wartościach ujemnych (osiadanie), a przestrzennym rozmieszczeniem struktur geologicznych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wstępne wyniki badań wykazały, że osiadanie jest obecne na obszarach struktur synklinalnych, takich jak: basen bytomski, północny skłon niecki głównej oraz małego basenu Zaborska (w pobliżu Zabrza). Wyraźnie widoczne skupienie ujemnych wartości PS jest widoczne wzdłuż zrzuconych skrzydeł uskoków regionalnych: będzińskiego i kłodnickiego. Te uskoki o pochodzeniu waryscyjskim zostały odnowione w trakcie orogenezy alpejskiej (w skrzydłach zrzuconych uskoków znajdują się utwory triasu). Ruchy stwierdzone na powierzchni terenu wzdłuż ich przebiegu mogą świadczyć o neotektonicznym charakterze uskoków. Liniowe anomalie przemieszczeń terenu zarejestrowane wzdłuż kierunków WNW–ESE są z kolei równoległe do granic karbońskich serii produktywnych wyznaczających basen węglowy – górnych warstw karwińskich, warstw ostrawskich i dolnych warstw karwińskich. Wyjaśnienie tych współzależności (genezy i mechanizmu) wymaga dalszych studiów

PSI analysis of ground deformations along SW coast of the Gulf of Gdańsk

The paper presents results of SPINUA (Stable Point Interferometry over Unurbanised Areas) Persistent Scatterers Interferometry (PSI) processing chain to study Earth surface deformations along the SW coast of the Gulf of Gdańsk, along the SE part of the Baltic Sea. As the input for SPINUA techniques 40 descending ERS-1/2 SLC (Frame = 251, Track = 36) images from the period 1995-2001 has been used. The area of interest (AOI) includes few cities and several towns, villages and harbors. The low lying coastal areas of the SW part of the Gulf of Gdańsk are at risk of floods and marine erosion. The PSI results, however, did not reveal the presence of a regional scale, spatially consistent pattern of displacements. It is likely that any crustal deformations in the AOI simply do not exceed +2 mm/year, which is the velocity threshold we assumed to distinguish between moving and non-moving persistent scatterers (PS). Importantly, for the most part the urban areas of the main cities (Gdańsk, Gdynia and Sopot) results show ground stability. Nevertheless, significant downward movements up to several mm/year, are locally noticed in the Vistula river delta - alluvial plain system located in the coastal zone east of Gdańsk as well as in the inland area west of the Gdańsk city. Indeed, the highest subsidence rates (-12 mm/year) was observed in the Gdańsk petroleum refinery constructed on alluvial sediments. Thus the anthropogenic loading and consolidation of the recent deposits can locally be an important factor causing ground subsidence