Πιθανολογική εκτίμηση και αποάθροιση της σεισμικής επικινδυνότητας του Ελληνικού χώρου με τη συγκριτική αξιολόγηση αριθμητικών μεθόδων και αναλύσεων με τη χρήση συνθετικών καταλόγων
Authors: Κερκένου Αθανασία 
Published: December 2023

Στην παρούσα διατριβή εξετάζονται διάφορες πτυχές της Πιθανολογικής Εκτίμησης της Σεισμικής Επικινδυνότητας (ΠΕΣΕ) για τον ευρύτερο χώρο του Αιγαίου, με αξιοποίηση διαφορετικών μεθοδολογικών εργαλείων, όπως σύγχρονων σχετικών κωδίκων (Openquake) και μίας μεθόδου προσομοίωσης τύπου Monte Carlo (με τη χρήση συνθετικών καταλόγων σεισμικότητας). Γίνεται συγκριτική αξιολόγηση των 5 κυριότερων μοντέλων επιφανειακών σεισμικών πηγών για τον ευρύτερο χώρο του Αιγαίου και 15 πρόσφατων εμπειρικών σχέσεων πρόβλεψης της Ισχυρής Σεισμικής Κίνησης (Ι.Σ.Κ.) ή GMPE. Προτείνεται ένα λογικό δέντρο για την υλοποίηση υπολογισμών ΠΕΣΕ και βάσει αυτού δημιουργείται ένας επικαιροποιημένος χάρτης σεισμικής επικινδυνότητας για τον Ελληνικό χώρο. Από τη σύγκρισή του με τον ΝΕΑΚ2003 παρατηρείται ότι οι τιμές μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης (PGA) του τελευταίου είναι 1.5-2.5 φορές χαμηλότερες. Διενεργείται Ανάλυση Ευαισθησίας τύπου OFAT για τις παραμέτρους PGA και PGV (μέγιστη εδαφική ταχύτητα) σε 42 επιλεγμένες θέσεις του Ελληνικού χώρου, προκειμένου να προσδιοριστούν οι εισαγόμενοι παράγοντες που ασκούν τη μεγαλύτερη επιρροή στα αποτελέσματα της ΠΕΣΕ. Ως εισαγόμενοι παράγοντες θεωρούνται το μοντέλο σεισμικών πηγών (Source model), η εμπειρική σχέση πρόβλεψης της Ι.Σ.Κ. (GMPE), ο αριθμός των θεωρούμενων τυπικών αποκλίσεων σε αυτήν (std), οι σταθερές Gutenberg-Richter (G-R) a και b, το μέγιστο και το ελάχιστο μέγεθος (Mmax και Mmin, αντίστοιχα) και το κυρίαρχο είδος διάρρηξης (SoF). Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι οι εισαγόμενοι παράγοντες που επηρεάζουν στον μέγιστο βαθμό τα αποτελέσματα της ΠΕΣΕ είναι κυρίως το μοντέλο πηγών (ιδίως οι αβεβαιότητες στις παραμέτρους G-R, a και b) και οι εμπειρικές σχέσεις εκτίμησης Ι.Σ.Κ. (GMPE). Το Mmax επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό τo PGV, ενώ έχει μικρότερη επίδραση στο PGA. Οι υπόλοιποι παράγοντες κρίνονται ως ήσσονος σημασίας. Για τις υπολογιστικές ανάγκες της παρούσας διατριβής δημιουργήθηκε ένας νέος κώδικας (σε γλώσσα MATLAB) παραγωγής συνθετικών καταλόγων σεισμικότητας και εκτίμησης της ΠΕΣΕ με τη χρήση μιας μεθόδου προσομοίωσης τύπου Monte Carlo. Δημιουργούνται και αξιολογούνται τρεις νέες σχέσεις στατιστικής μετατροπής μεταξύ των διαφόρων ειδών αποστάσεων που απαιτούνται στις GMPE: μετατροπή της επικεντρικής απόστασης (Repi) σε απόσταση Joyner Boore (RJB), της υποκεντρικής απόστασης (Rhypo) στην κοντινότερη από τη διάρρηξη απόσταση (Rrup) και της Repi στην απόσταση μετρημένη κάθετα στην παράταξη (Rx). Τα αποτελέσματα της ΠΕΣΕ με τη χρήση αυτών των στατιστικών σχέσεων είναι σε καλή συμφωνία με αυτά που προκύπτουν όταν οι αποστάσεις υπολογίζονται γεωμετρικά. Διενεργήθηκε 3D και 4D αποάθροιση της σεισμικής επικινδυνότητας σε 42 θέσεις του Ελληνικού χώρου, μέσω της οποίας προσδιορίζονται τα χαρακτηριστικά του πιο πιθανού σεισμού (π.χ. μέγεθος, συντεταγμένες, απόσταση) που δύναται να προκαλέσει κίνηση η οποία υπερβαίνει το υπολογισμένο επίπεδο σεισμικής επικινδυνότητας ενός σημείου. Αυτή δείχνει ότι οι περισσότερες θέσεις επηρεάζονται κυρίως από σεισμούς που συμβαίνουν εντός της σεισμικής πηγής στην οποία ανήκουν, μεγέθους 5.0-6.0 σε κοντινές αποστάσεις (έως 20 km), και από σεισμούς μεγαλύτερων μεγεθών (Μ>6.0) σε πιο μακρινές αποστάσεις (έως 50 km). Επιπλέον, πολλές θέσεις του Ελληνικού χώρου επηρεάζονται τόσο από κοντινούς σεισμούς (έως 50 km) που γίνονται εντός της πηγής στην οποία ανήκουν, όσο και από πιο μακρινούς σεισμούς (έως 100 km) μεγαλύτερου μεγέθους (Μ>7.0) που συνήθως προέρχονται από τις μεγάλες τεκτονικές δομές της ευρύτερης περιοχής του Αιγαίου, π.χ. ζώνη κατάδυσης του Ν. Αιγαίου (εξωτερικό Ελληνικό τόξο).