„A gravitációs árapály javítás területfüggésének vizsgálata a Pannon medencében a nagy pontosságú terepi gravimetriai mérések követelményei szerint” című OTKA kutatási program keretében létrehozott, 3 pontból álló Soproni Gravimetriai Alapvonal tengerszint felett legalacsonyabban (152 m) fekvő pontja a Fertőrákosi Kőfejtő és Barlangszínház belsejében, az itt található ún. lajtamészkő formáció kialakulását, a miocén kor flóráját és faunáját bemutató kiállítási területen létesült.
Itt már 2004-ben, szintén OTKA támogatással és az Eötvös Loránd Geofizikai Intézet (jelenlegi nevén Magyar Földtani és Geofizikai Intézet) szakembereinek segédletével alakított ki az MTA GGKI egy alappontot, amelyet a Kőfejtő gravimetriai felmérésében használtak. Az objektum 2 évvel ezelőtt megkezdett rekonstrukciója miatt azonban új pontot kellett létrehozni, amelynek a költségeit a Soproni Önkormányzat a közel 2 milliárd forintos beruházásból finanszírozta. A további két pont részben OTKA részben MTA CSFK támogatással készült el a Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatóriumban (253 m) illetve a Muckon, a Soproni hegység legmagasabban (522 m) fekvő részén. Mivel a ±(1-2) µGal (1 µGal = 10-8 m/s2) pontossággal mérő ballisztikus graviméterek csak környezeti hatásoktól (szél, szélsőséges hőmérsékleti ingadozások) védetten működtethetők, egy kis fa mérőkamrát kellett emelni a mucki pont fölé.

IMGP4695sm

A VÚGTK FG5X abszolút gravimétere mérés közben a Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium gravitációs alappontján

IMGP4706sm

A Muckon létesített gravitációs alappontot védő faház

A kőfejtőbeli pontot is hasonló panel-rendszerű építménnyel látták el a mérések idejére, amelyhez az anyagi erőforrásokat az MTA CSFK Főigazgatói Kerete biztosította a soproni kutatóknak.

IMGP4761sm

A gravitációs alappontot a mérés ideje alatt védő faház a Fertőrákosi Kőfejtő és Barlangszínházban a berendezés alatt álló geológiai kiállítási területen

IMGP4777sm

Jakub Kostelecky (VÚGTK) az FG5X abszolút graviméter lézer interferométerének sugármenetét igazítja a fertőrákosi alapponton

Sajnos a gravimetria területén dolgozó magyar szakemberek, illetve az érintett intézmények a pályázati erőfeszítéseik ellenére sem rendelkeznek abszolút graviméterrel, így a cseh Geodéziai, Topográfiai és Kartográfiai Kutatóintézet (VÚGTK - Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický) két munkatársa, Jakub Kostelecky és Vojtech Palinkas vezető kutatók hozták el a Microg-LaCoste cég legújabb, 100 mFt értékű FG5X ballisztikus graviméterét a bérmérések elvégzéséhez. Ennek költségeit arányosan megosztva a K101603 OTKA (2400 Euro) és az Magyar Földtani és Geofizikai Intézet (1200 Euro) állta, tekintettel arra, hogy a fertőrákosi pont egyben az Országos Gravimetriai Alaphálózat egy új pontja is.

Gravitációs csoport 2

Gravitációs csoport a Fertőrákosi Kőfejtőben. A fotón jobbról balra: Vojtech Palinkas (VÚGTK), Jakub Kostelecky (VÚGTK), Papp Gábor (MTA CSFK GGI), Koppán András (MFGI), Benedek Judit (MTA CSFK GGI), Wesztergom Viktor (MTA CSFK GGI)

Papp Gábor, a GGI Gravitáció térben és időben kutatócsoport vezetője elmondta, hogy a most meghatározott alapvonal, szélsőpontosságú g értékei révén kettős célt fog szolgálni. Egyrészt a rendelkezésre álló relatív graviméterek tesztelését teszi lehetővé azáltal, hogy a pontok közötti nehézségi gyorsulás különbségek összehasonlíthatók az ezen graviméterekkel megmért differenciákkal. A valódi és a mért értékek rendszeres összevetése információt ad a relatív műszerek pontosságáról, jellemzőik időbeli változásairól. E nélkül a relatív graviméterek nem használhatók biztonsággal a tervezett, szélső pontosságot igénylő geodinamikai célú kutatásokban. Másrészt a pontokról kiindulva egy olyan regionális, a Mura-Mürz aktív tektonikus zónát lefedő gravimetriai hálózat határozható meg, amelynek fontos szerepe van az MTA által támogatott, különböző földi (interferometrikus hidrosztatikus dőlésmérő) és műholdas (pl. InSAR) észlelési technikákat integráló GEO-DIN kutatási projektben.

Az alappontok mérése során szerzett tapasztalatairól, a VÚGTK jelenlegi helyzetéről és a műszerbeszerzési lehetőségekről kérdeztem Vojtech Palinkas cseh kutatót.

Kedves Vojtech (Béla)! Miben látja a soproni gravitációs alapvonalnak a jelentőségét?

– Ennek kettős jelentősége van. Egyrészt kiválóan szolgálja a relatív graviméterek hitelesítését, másrészt a nagyon precízen és stabilan kialakított pontok integrálhatók lokális és nemzetközi geodinamikai alaphálózatokba. A mérési eredmények azt mutatják, hogy mindhárom ponton a lehető legjobbak voltak a mérési körülmények, így az abszolút graviméterünkkel szélső pontossággal tudtuk meghatározni a nehézségi gyorsulás (g) értékét.

Milyennek ítéli meg nemzetközi összehasonlításban az önök intézetének műszerezettségét?

– A gravimetria szempontjából mindenképpen kiváló a helyzetünk. Van két korszerű ún. abszolút ballisztikus műszerünk, továbbá egy a föld belső tömegátrendeződéseinek folyamatos megfigyelésére alkalmas szupravezető- és egy relatív rugós graviméterünk. Ezek az eszközök biztosítják számunkra a nemzetközi versenyképességet az aktuális geodéziai, geofizikai és metrológiai kutatási témákban. A VLBI (Very Long Baseline Interferometry) és az SLR (Satellite Laser Ranging) nem tartozik az intézetünk profiljába, de a műholdas helymeghatározás (GPS és DORIS) szintén fontos kutatási területünk. Sajnálom, hogy a soproni kollégáknak egyelőre nem sikerült megteremteniük a kutatásaik nemzetközi integrálódásához szükséges infrastrukturális hátteret.

Hogyan foglalná össze egy nem szakember számára a gravitációs kutatások jelentőségét és hozzájárulását a tudomány előrehaladásához a XXI. században?

– Ez a kérdés sokszor merül fel az obszervatóriumunk látogatásakor. Számomra ez egyszerre meglepő és bosszantó is, hiszen a gravitációról, mint arról az erőhatásról, ami jelenlegi tudásunk szerint az Univerzumot „egyben tartja”, már általános iskolásként mindenki hall. Valószínűleg éppen emiatt egy kívülálló nem érti, és ezért teszi fel a kérdést, hogy miért kellenek viszonylag drága eszközök egy „jól ismert”-nek feltételezett jelenség vizsgálatára és megfigyelésére. Azt azonban már kevesen tudják, hogy ezek az igen nagy pontosságú műszerek olyan lehetőséget biztosítanak a globális és lokális tömegátrendeződéssel járó folyamatok földi megfigyelésében, amelyre korábban nem volt mód és más eszközökkel ma sem lehet ezt megtenni. Hogy csak néhányat említsünk a jelenségek közül: ilyenek például az aktív vulkanizmus, a talajvízszint és a vízkészletek technogén és természetes eredetű változásainak megfigyelése, tektonikai változások leképezése. De ide lehet sorolni a földmag sajátos mozgásának, az ún. nutációnak és szabad rezgéseinek meghatározását, amivel a bolygónk belső felépítésének és mechanizmusainak jobb megértéséhez jutunk közelebb. Továbbá a felszínen végzett méréseknek fontos szerepe van az új műholdas technológiák (GRACE és GOCE) alkalmazása során kapott eredmények ellenőrzésében és igazolásában. A gravimetria nem csak a földtudományi, hanem a fizikai alapkutatásokban is fontos szerepet játszik úgy, mint pl. a tömegegység, a Planck állandó pontosítása vagy bizonyos relativisztikus jelenségek kísérleti megfigyelése.

Milyen lehetőségek vannak Csehországban nagy értékű műszerek beszerzésére?

– Az elmúlt két évtizedben a cseh kormányok kivétel nélkül támogatták a kutatások személyi és tárgyi feltételeit, úgy az alapkutatások, mint az interdiszciplináris és alkalmazott kutatások terén. Felismerték, hogy ez egy hosszú távú, de mindenképpen megtérülő befektetés. Ez jelenleg az egyetlen módja a nemzetközi versenyképesség megteremtésének.

Mi a véleménye, lehet-e versenyképesnek lenni a gravimetriában korszerű mérőeszközök nélkül? Az Önök intézete milyen helyzetben lenne a drága eszközök nélkül?

– Ez attól függ, hogy melyik gravimetriát említjük. Kétségtelen, hogy az abszolút gravimetriában (regionális geodinamika) mérőeszközök nélkül nehezen elképzelhető a versenyképesség. A műholdas gravimetriában az adatokhoz hozzá lehet férni, tehát a kutatást nem korlátozza a nagy értékű műszerek hiánya. Véleményem szerint a drága eszközök nélkül a Pecný obszervatóriumnak nem lenne értelme. Intézetünk gravimetriai kutatási tevékenységét kizárólag a műholdas gravimetriai kutatások jelentenék.