Comprehensive investigation of intact, vulnerable stalagmites to estimate an upper limit on prehistoric ground acceleration

Non-intrusive in situ measurements were carried out in caves in Hungary, Bulgaria and Slovakia in order to determine the fundamental frequencies (FF) and horizontal ground accelerations (HGA) resulting in failure of intact, slim, vulnerable stalagmites. Similar investigations are planned in Austria at the Eastern Alps. The main steps of investigation are: 1) FF of intact stalagmites were determined by in situ observation. 2) Density, Young’s modulus and tensile fa ilure stress of broken stalagmites ha ve been measured in mechanical laboratory. 3) The value of HGA resulting in failure and FF of stalagmite were assessed by theoretical calculations. 4) Age determination of co re-samples. The upper limit for HGA, a g , for slim stalagmites determined by theoretical calculations, can arise even for moderate-sized eart hquakes. The FF of the investigated stalagmites are low. The geological stru ctures close to the investigated caves did not excite paleoearthquakes in the determined time period, corresponding to HGA larger than the determined a g values

A Kárpát-medence jelenkori és paleorengéseinek komplex vizsgálata = Integrated study of recent earthquakes and paleoerthquakes in the Carpathian basin

Három feladatot jelöltünk meg, amelyeket a 4 éves kutatás folyamán meg kívánunk oldani: 1. Kárpát-medencében és a hozzá hasonló földtani felépítésű térségekben keletkezett földrengések lehetséges okainak tisztázása. 2. Történelmi és paleorengésekre kutatása. 3. A földrengésekre vonatkozó ismeretanyag rendszerezése és számítógépes adatbázisának elkészítése. Részletesebben: 1. Összegyűjtöttük és térinformatikai rendszerbe illesztettük a földrengésekkel kapcsolatba hozható geológiai és geofizikai térképi adatokat. Térinformatikai elemzéseket végetünk a rendszer rétegei között, mely alapján bebizonyosodott, hogy a magyarországi rengések összessége nem magyarázható ismert tektonikus szerkezetek mentén bekövetkező elmozdulásokkal. 2. A Baradla-barlangban található, 5.1 m magas sztalagmitot az elmúlt 100 e év folyamán 1.14 m/s2-nél nagyobb horizontális gyorsulás nem gerjesztette. Ezt a horizontális gyorsulásértéket figyelembe kell venni minden, erre a területre vonatkozó földrengésveszélyeztetettségi számításnál. Paleorengés-vizsgálatainkat kiterjesztettük Bulgáriában található cseppkövekre is. 3. Elkészült a történelmi földrengések Microsoft Access adatbázisa. Az adatbázis nyolc csatlakozó táblázatot tartalmaz. Az adatbázis kérdőíveinek formátuma az adatbevitelt egyszerűvé teszi. | Comprehensive investigation of recent and paleoearthquake occurred in the Carpathian Basin 1. Examination the geological structures of the potential earthquake sources: A Geoinformation System (GIS) has come into existence in order to investigate the geological and geophysical surroundings of earth tremors applying ArcView 3.2 software. Analyses between different layers of the GIS were carried out. 2. Research of kinetic behaviours of stalagmites exited by horizontal acceleration. Determination of largest paleoearthquake occurred during the lifetime of investigated speleothems: From the parameters of not damaged speleothems (in the Hajnóczy and Baradla caves in Hungary) can be determine the upper limit of peak horizontal acceleration generated by paleoearthquakes during their formation. In the laboratory the velocity of elastic waves, density and failure tensile stress of speleothem samples have been determined. The fundamental frequency and damping of speleothems have been measured in cavity. We took samples from dripstones of 5.1 m heigth in Baradla cave and determined their age. It was established that these speleothems were not excited with a horizontal acceleration more than 1.14 m/s2 during the last 100 000 years. 3. Database of historical earthquakes occurred in Hungary: The aim of this work was the systematisation of our knowledge about the historical earthquakes of Hungary and to introduce them into a database