Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η εξέλιξη της μετασεισμικής ακολουθίας του σεισμού της 10ης Απριλίου του 2007 στην λίμνη Τριχωνίδα όπως καταγράφηκε από το τοπικό μικροσεισμικό δίκτυο 8 σεισμογράφων οι οποίοι τοποθετήθηκαν γύρω από τη λίμνη (Εικ 1). Σκοπός της εργασίας είναι: 1) ο προσδιορισμός των επικέντρων, του εστιακού βάθους και του μεγέθους των σεισμών, 2) η περιγραφή της σεισμικότητας στην περιοχή κατά το διάστημα 11/04/07-01/05/07 και 3) η εύρεση των μηχανισμών γένεσης για τα καλύτερα προσδιορισμένα γεγονότα. / This study examines the after shocks activity of Trichonis earthquake of 10th April from the recorders of a microseismic network.

Ο Ελλαδικός χώρος είναι μεγάλου τεκτονικού και σεισμολογικού ενδιαφέροντος. Ιδιαίτερα η ΒΔ Πελοπόννησος που αποτελεί μια από τις πιο ενεργές σεισμικά περιοχές της Ευρώπης και του πλανήτη. Στην παρούσα εργασία έγινε επεξεργασία μικροσεισμικών δεδομένων από τους μετασεισμούς (15/09/2008 – 08/10/2008) του σεισμού της Μόβρης (8η Ιουνίου 2008) με σκοπό την ανάλυση της μετασεισμικής ακολουθίας και την παρουσίαση των σεισμοτεκτονικών χαρακτηριστηκών της ΒΔ Πελοποννήσου. Στα πλαίσια της εργασίας δημιουργήθηκαν χάρτες και διαγράμματα με κατανομή επικέντρων και τα χαρακτηριστικά των συμβάντων αντίστοιχα. / The area of Greece is highly active seismically. NW Peloponnese is one of the most active areas of Europe and the earth. In this study data from the aftershocks of Movri earthquake (8 June 2008) are used to describe the tectonic enviroment of Peloponnese. Maps created in this study and histograms display the conclusions. The aftershocks used were from 15/09/2008 until 08/10/2008.

Seismic hazard assessment is a required procedure to assist effective designing of structures located in seismically active regions. Traditionally, in a seismically active region as Greece, the seismic hazard evaluation was based primarily on the historical seismicity, and to lesser extent based on the consideration of the geological information. The importance of the geological information in seismic hazard assessment is significant, for the reason that earthquakes occur on faults. This approach also covers areas with few instrumental recordings. Mapping, analyzing and modeling are needed for faults investigation. In the present dissertation, we examined the seismic hazard for the cities of Patras, Aigion and Korinthos, considering the seismically active faults. The active faults considered in this investigation consists of 148 active faults, for which a minimum amount of information was available (i.e. length, maximum magnitude, slip rate, etc.). For some critical parameters, e.g. slip rate, if an estimate could not be found in the literature it was calculated based on empirical laws. Specifically, the slip rate for each fault was resulted from the division of total displacement with the stratigraphic age. Two different approaches (historical seismicity, length of faults) were followed for the estimation of total displacement for each fault. A distribution of slip rates was made because uncertainties are considered. The resulted slip rates were converted into seismic activity. Thus, we were able to construct a complete database for our research. Epistemic uncertainties were accounted at both seismic source models as well as at the ground motion via a logic tree framework resulted in two different calculation procedures (including or not the b value uncertainty). The seismic hazard model was implemented following the OpenQuake open standards – NRML, and the seismic hazard computation was performed for the region of interest. The seismic hazard was quantified in terms of seismic hazard maps, hazard curves and uniform hazard spectra for the region of interest. Different intensity measure types were considered, Peak Ground Acceleration, Spectral Acceleration at two fundamental periods 0.1 and 1.0 sec. Finally, the results of this thesis were compared with the Greek Seismic Code and other seismic hazard estimations for the investigation region. / Η μελέτη σεισμικής επικινδυνότητας αποτελεί μια απαραίτητη διαδικασία που αφορά τον αποτελεσματικό σχεδιασμό των κατασκευών σε σεισμικά ενεργές περιοχές. Σε μια χώρα με έντονη σεισμικότητα, όπως η Ελλάδα, η εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας βασιζόταν αρχικά στη σεισμικότητα και σε μικρότερο βαθμό στη γεωλογική πληροφορία. Η σημαντικότητα της γεωλογικής πληροφορίας στη σεισμική επικινδυνότητα είναι αξιοσημείωτη, για το λόγο οτι η σεισμοί γίνονται πάνω σε ρήγματα. Αυτή η προσέγγιση επίσης καλύπτει περιοχές με λίγες ενόργανες καταγραφές. Η χαρτγράφηση, η ανάλυση και η μοντελοποίηση είναι απαραίτητη για την έρευνα των ρηγμάτων. Στην παρούσα διατριβή, εξετάστηκε η σεισμική επικινδυνότητα για τις πόλεις της Πάτρας, του Αιγίου και της Κορίνθου, λαμβάνοντας υπόψη 148 ενεργά ρήγματα. Για κάποιες σημαντικές παραμέτρους των ενεργών ρηγμάτων που εξετάστηκαν, π.χ. ρυθμός ολίσθησης, εάν μια τιμή δεν μπορούσε να βρεθεί στη βιβλιογραφία, υπολιγίστηκε βάσει εμπειρικών σχέσεων. Ο ρυθμός ολίσθησης προέκυψε από τη διαίρεση της συνολικής μετακίνησης με τη στρωματογραφική ηλικίας του ρήγματος. Δύο διαφορετικές προσεγγίσεις(σεισμικότητα, μήκος ρήγματος) εξετάστηκαν για την εκτίμηση της συνολικής μετακίνησης για κάθε ρήγμα. Μια κατανομή τιμών για τους ρυθμούς ολίσθησης δημιουργήθηκε για το λόγο οτι υπάρχουν αβεβαιότητες. Οι ρυθμοί ολίσθησης που προέκυψαν μετατράπηκαν σε τιμές ρυθμού σεισμικότητας. Με αυτό τον τρόπο κατασκευάστηκε μια πλήρης βάση δεδομένων για την έρευνά μας. Αβεβαιότητες λήφθηκαν υπόψη και για τα δύο μοντέλα σεισμικών πηγών, όπως και στο μοντέλο εδαφικών κινήσεων με τη μορφή λογικών δέντρων για δύο διαδικασίες εκτέλεσης (με, ή χωρίς την αβεβαιότητα της b value). Η σεισμική επικινδυνότητα για την περιοχή μελέτης έγινε για τη Μέγιστη και Φασματική Εδαφική Επιτάχυνση για περιόδους 0.1 και 1.0 sec. Επειτα, τα αποτελέσματα συγρίθηκαν με τον Ελληνικό Αντισεισμικό Κώδικα, καθώς και με παλαιότερες αντίστοιχες μελέτες για την περιοχή αυτή.

- / -

Την 8η Ιουνίου 2008, στις 15:25 τοπική ώρα (12:25 GMT) ένας σεισμός μεγέθους Mw 6.4 εκδηλώθηκε στη ΒΔ Πελοπόννησο, στη Δυτική Ελλάδα. Το επίκεντρο προσδιορίστηκε κοντά στο χωριό Μιχόι, στη Δημοτική Ενότητα Μόβρης, περίπου 35 km ΝΔ της Πάτρας. Στην παρούσα εργασία, έγινε μία μελέτη ανισοτροπίας στην επικεντρική περιοχή του σεισμού της 8ης Ιουνίου. Συγκεκριμένα, έγινε μία μελέτη για την ανίχνευση του φαινομένου διαχωρισμού των εγκαρσίων κυμάτων και της εξέλιξής του σε σχέση με την εκδήλωση του σεισμού της 8ης Ιουνίου. Χρησιμοποιήθηκαν οι καταγραφές από τον σεισμολογικό σταθμό του Ριόλου (RLS), καθώς είναι ο μόνος κοντινός σταθμός στο επίκεντρο του σεισμού της 8ης Ιουνίου που βρισκόταν σε συνεχή λειτουργία κατά τα χρονικά διαστήματα πριν και μετά την εκδήλωση του σεισμού. Για τη μελέτη του φαινομένου του διαχωρισμού των εγκαρσίων κυμάτων χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος cross-correlation (Ando et al., 1983; Fukao, 1984). Μετά την επεξεργασία των δεδομένων, προσδιορίστηκαν οι παράμετροι του φαινομένου, φ (διεύθυνση ταλάντωσης της ταχύτερης συνιστώσας των εγκαρσίων κυμάτων) και dt (χρόνος καθυστέρησης μεταξύ των δύο συνιστωσών) για κάθε ένα σεισμικό γεγονός. Ο διαχωρισμός των εγκαρσίων κυμάτων (shear-wave splitting) είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο, τα εγκάρσια κύματα διαχωρίζονται σε δύο συνιστώσες, με διαφορετικές διευθύνσεις πόλωσης και διαφορετικές ταχύτητες διάδοσης. Ο διαχωρισμός αυτός πραγματοποιείται κατά την διάδοση των εγκαρσίων κυμάτων μέσα από ένα ανισοτροπικό μέσο (Crampin and Chastin, 2003; Crampin and Peacock, 2005). Σύμφωνα με τη θεωρία, ο διαχωρισμός των εγκαρσίων κυμάτων στον φλοιό, προκαλείται εξαιτίας της ύπαρξης μικρο-ρωγμών, μικρο-διαρρήξεων κορεσμένων με ρευστά. Οι μικρο-διαρήξεις αυτές έχουν συνήθως διευθύνσεις παράλληλες ή υπό-παράλληλες με αυτή της μέγιστης οριζόντιας συμπιεστικής τάσης σε μία περιοχή (Crampin, 1993). Η ανάλυση των δεδομένων κατέδειξε την ύπαρξη του φαινομένου διαχωρισμού των εγκαρσίων κυμάτων στην υπό μελέτη περιοχή. Τόσο πριν, όσο και μετά την εκδήλωση του σεισμού της 8ης Ιουνίου, οι διευθύνσεις πόλωσης της ταχύτερης συνιστώσας των εγκαρσίων κυμάτων ακολουθούν μία μέση διεύθυνση ΒΒΔ-ΝΝΑ. Η μέση διεύθυνση της ταχύτερης συνιστώσας δεν είναι σύμφωνη με τα χαρακτηριστικά του πεδίου των τάσεων στην περιοχή, όπως προσδιορίστηκαν από τους Konstantinou et al. (2011) και Hollenstein et al. (2008), με μία μέση διεύθυνση οριζόντιας συμπιεστικής τάσης Α-Δ. Η ΒΒΔ-ΝΝΑ διεύθυνση πόλωσης της ταχύτερης συνιστώσας οφείλεται πιθανόν στη δράση ενός πεδίου τάσεων γύρω και κάτω από τη θέση καταγραφής με τοπικά χαρακτηριστικά. Τέλος, παρατηρήθηκε μία αύξηση στις τιμές των χρόνων καθυστέρησης μετά την εκδήλωση του σεισμού της 8ης Ιουνίου. Η μέση τιμή των χρόνων καθυστέρησης πριν την εκδήλωση του σεισμού ήταν περίπου 27.3 ms, ενώ μετά την εκδήλωσή του 41.7 ms. H αύξηση των χρόνων καθυστέρησης, υποδηλώνει μία μεταβολή των ιδιοτήτων του μέσου στον ανώτερο φλοιό εξαιτίας της εκδήλωσης του σεισμού. Η εκδήλωση του σεισμού της 8ης Ιουνίου προκάλεσε πιθανόν την διεύρυνση και την επιμήκυνση των προϋπαρχόντων μικρο-διαρρήξεων του φλοιού, τη δημιουργία νέων και την επιπλέον πλήρωσή τους με ρευστά. / On June 8, 2008, at 15:25 local time (12:25 GMT) an Mw 6.4 earthquake occurred in the area of northwest Peloponnesus, Western Greece. The epicenter was located near Mihoi village, in the municipality of Movri, about 35 km southwest of Patras. In this paper, a crustal anisotropy analysis was performed in the epicentral area of Movri Mountain earthquake. Specifically, there was a study to detect shear-wave splitting phenomenon and its temporal evolution in relation to the occurrence of Movri Mountain earthquake. For the needs of the study, we used seismic records from the seismological station of Riolos (RLS). Riolos station is the nearest station from the epicenter of Movri Mountain earthquake which was in continuous operation during the periods before and after the occurrence of the earthquake. The method that was used to study shear-wave splitting phenomenon was the cross-correlation method (Ando et al., 1983; Fukao, 1984; Kuo et al., 1994). Through the data processing, splitting parameters φ (polarization direction of the fastest component of shear waves) and dt (time delay between the two components) were measured for each seismic event. Shear-wave splitting is a phenomenon in which shear-waves are separated into two components with different polarization directions and velocities. The phenomenon in the upper crust is caused by the existence of stress-aligned, fluid-filled micro-cracks/micro-fractures. The polarization directions of the fast components are usually parallel or sub-parallel to the direction of the maximum horizontal compressive stress (Crampin, 1993). Data analysis revealed the existence of shear-wave splitting phenomenon in the study area. Both before and after the occurrence of Movri Mountain earthquake, the polarization directions of the fast component of shear waves follow a general NNW-SSE direction. The observed mean fast polarization direction is not consistent with the estimated characteristics of the regional stress field of the broader area, as identified by Kontsantinou et al. (2011) and Hollenstein et al. (2008), who report a general E-W direction of the maximum horizontal compressive stress. The difference between the estimated fast polarization directions and the properties of the regional stress field shows the presence of a local stress field in the study area. Finally, an increase in time delays was observed after the occurrence of Movri Mountain earthquake. The average value of delay times before the occurrence of the earthquake was about 27.3ms, while after the occurrence was about 41.7ms. The increase in delay times which was observed after the occurrence of Movri Mountain earthquake possibly indicates changes in the properties of the medium in the upper crust. The occurrence of Movri Mountain earthquake caused the expansion/ lengthening of micro-cracks and its further filling with fluids.

Η μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία έχει ως στόχο να δημιουργήσει ένα ανοικτού κώδικα λογισμικό (scisola) -σε python-, το οποίο να παρέχει τις ακόλουθες λειτουργίες: Αυτοματοποίηση του υπολογισμού ΤΣΡ με σύνδεση στο σύστημα του SeisComP3. Αποθήκευση των αποτελεσμάτων σε βάση δεδομένων. Δυνατότητα παραμετροποίησης του λογισμικού από το χρήστη με χρήση γραφικού περιβάλλοντος (configuration). Δυνατότητα προβολής των αποτελεσμάτων με χρήση γραφικού περιβάλλοντος (review). Δυνατότητα τροποποίησης των αποτελεσμάτων βάση επιλογής του χρήστη με χρήση γραφικού περιβάλλοντος (revision). / This master thesis contributes by providing an open-source software application (scisola) -written in python-. It supports: Automatic calculation of moment tensors; the seismic event notification, station information and the corresponding waveforms are provided by the SeisComP3 system through different utilities and services like slinktool and seedlink server respectively. The moment tensor is calculated through the ISOLA software in parallel mode using multiple threads through multiprocessing python libraries for much faster calculations. Result storing in database for better data management. Extensive configuration changes based on the needs of each researcher, through a user friendly graphical interface. A graphical overview of the moment tensor calculation and the corresponding data fit. Moment tensor revision in case the user wishes to alter the automatically suggested result.

Σεισμικά γεγονότα τα οποία προέρχονται από σεισμικές πηγές των οποίων η απόσταση μεταξύ τους είναι πολύ μικρότερη από την απόσταση μέχρι τον κοντινότερο σταθμό καταγραφής, είναι γνωστά στη βιβλιογραφία σαν όμοια σεισμικά γεγονότα και αποτελούν αντικείμενο έρευνας εδώ και μια εικοσαετία. Η διαδικασία επαναπροσδιορισμού των υποκεντρικών παραμέτρων ή επανεντοπισμού όμοιων σεισμικών γεγονότων οδηγεί σε εκτιμήσεις των παραμέτρων που είναι συνήθως μεταξύ μίας και δύο τάξεων μεγέθους μικρότερου σφάλματος από τις αντίστοιχες των συνηθισμένων διαδικασιών εντοπισμού και επομένως, μπορεί εν δυνάμει να παράξει μια λεπτομερέστερη εικόνα της σεισμικότητας μιας περιοχής, από την οποία μπορεί στη συνέχεια να προκύψει η ακριβής χαρτογράφηση των ενεργών ρηγμάτων της. Πρόκειται για μια σύνθετη διαδικασία που μπορεί να αναλυθεί στα παρακάτω τρία βασικά βήματα: 1. Αναγνώριση ομάδων όμοιων σεισμικών γεγονότων. 2. Υπολογισμός διαφορών χρόνων άφιξης μεταξύ όμοιων σεισμικών γεγονότων. 3. Επίλυση προβλήματος αντιστροφής. Το πρώτο από τα παραπάνω βήματα είναι η αναγνώριση των λεγόμενων σεισμικών οικογενειών που υπάρχουν στον διαθέσιμο κατάλογο και έχει ξεχωριστή σημασία για την ολική επιτυχία της διαδικασίας. Μόνο εάν εξασφαλιστεί η ορθότητα της επίλυσης αυτού του προβλήματος τίθενται σε ισχύ οι προϋποθέσεις για την εφαρμογή της διαδικασίας και άρα έχει νόημα η γεωλογική ανάλυση που ακολουθεί. Είναι επίσης ένα πρόβλημα που απαντάται και σε άλλες γεωλογικές εφαρμογές, όπως είναι για παράδειγμα ο αυτόματος εντοπισμός του ρήγματος γένεσης ενός άγνωστου σεισμικού γεγονότος μέσω της σύγκρισής του με διαθέσιμες αντιπροσωπευτικές οικογένειες. Το πρόβλημα της αναγνώρισης είναι στην ουσία ένα πρόβλημα ταξινόμησης και ως εκ τούτου προϋποθέτει την επίλυση δύο σημαντικών επιμέρους υποπροβλημάτων. Συγκεκριμένα, αυτό της αντιστοίχισης των σεισμικών κυματομορφών (matching problem) και αυτό της κατηγοριοποίησής τους (clustering problem). Το πρώτο έχει να κάνει με τη σύγκριση όλων των δυνατών ζευγών σεισμογραμμάτων του καταλόγου ώστε να εντοπισθούν όλα τα όμοια ζεύγη, ενώ το δεύτερο αφορά την ομαδοποίηση των ομοίων σεισμογραμμάτων ώστε να προκύψουν οι σεισμικές οικογένειες. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας, λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιομορφίες που υπεισέρχονται στο παραπάνω πρόβλημα ταξινόμησης από τις ιδιαιτερότητες των σεισμογραμμάτων αλλά και την ιδιαίτερη φύση της εφαρμογής, προτείνουμε μια μέθοδο σύγκρισης που βασίζεται σε μια γενικευμένη μορφή του συντελεστή συσχέτισης και μια μέθοδο κατηγοριοποίησης βασισμένη σε γράφους, με στόχο την αποτελεσματική αλλά και αποδοτική επίλυσή του. / Seismic events that occur in a confined region, meaning that the distance separating the sources is very small compared to the distance between the sources and the recording station, are known in the literature as similar seismic events and have been under study for the past two decades. The re-estimation of the hypocenter parameters or the relocation of similar events gives an estimation error that is between one and two orders of magnitude lower that the one produced by the conventional location procedures. As a result, the application of this approach creates a much more detailed image of the seismicity of the region under study, from which the exact mapping of the active faults of the region can occur. The relocation procedure is in fact a complex procedure, consisting of three basic steps: 1. Identification of groups of similar seismic events. 2. Estimation of the arrival time differences between events of the same group. 3. Solution of the inverse problem. The first of the above steps, namely the identification of the seismic families of the given catalog plays an important role in the total success of the procedure, since only the correct solution of this problem can ensure that the requirements for the application of the procedure are met and therefore the geological analysis that is based on its outcome is meaningful. The problem is also encountered in other geological applications, such as the automatic location of the fault mechanism of an unknown event by comparison with available representative families. The problem of the identification of the seismic families is a classification problem and as such, requires the solution of two subproblems, namely the matching problem and the clustering problem. The object of the first one is the comparison of all the possible event pairs of the catalog with the purpose of locating all the existing similar pairs, while the second one is concerned with the grouping of the similar pairs into seismic families. In this work, taking into consideration the particularities that supersede the classification problem described above due to the special nature of the seismograms and also the specific requirements of the application, we propose a comparing method which is based on a generalized form of the correlation coefficient and a graph – based clustering technique, as an effective solution of the problem at hand.