Seismologina olen perehtynyt erilaisiin geotieteen ilmiöihin, mutta pohjimmiltaan kyse on maan sisällä tapahtuvasta elastisesta aaltojen etenemisestä (sähkömagneettisiin tai painovoima-aaltoihin verrattuna). Nämä aallot etenevät kiinteässä maassa, sekä ääniaaltoina valtamerissä ja ilmakehässä. Niitä synnyttävät luonnolliset sisäiset ja ulkoiset prosessit, kuten maanjäristykset, vulkaaninen toiminta, maanvyörymät, jäätiköiden ja jääpeitteiden dynamiikka, jokien virtaus, bolidit eli meteorit ja myrskyt sekä ihmisen ja myös suurten nisäkkäiden toiminta.
On mielenkiintoista kuvata ja seurata pinnanalaisia deformaatioprosesseja, jotka tapahtuvat ihmisen aikajänteellä eli lyhyessä ajassa verrattuna geologisiin ajanjaksoihin. Tutkimusryhmämme selvittää siirrosalueiden, geoenergiajärjestelmien ja jäätiköiden ominaisuuksia ja toimintaa sekä niiden ja ympäristön välistä suhdetta maanjäristysdatan ja numeerisen mallinnuksen avulla.
Esimerkkinä monitieteisestä yhteistyöstämme muiden alan asiantuntijoiden kanssa olen työstänyt seismistä kuvantamistekniikkaa, joka hyödyntää taustamelun aaltokenttää pinnanalaisen rakenteen ja sen ominaisuuksien kuvaamiseen. Lähestymistapa on kehitetty lääketieteellisessä ultraäänikuvantamisessa. Menetelmän omaksumista seismologian alalla tukevat lukuisista asemista koostuvien ja tiheään asennettujen seismisten mittausjärjestelmien sekä moniosaisten lääketieteellisten ultraäänianturien yhtäläisyydet.
Oheinen ikoninen kuva esittää Rayleigh-pinta-aaltojen etenemistä Helsingin seudulla 0,1-7,5 Hz:n taajuusalueella. Kuva pohjautuu Romeo Courbisin keräämään dataan.
Koska kuvassa nähdään vain yksi signaali, se tarkoitttaa että aallot kaikilla alueen taajuuksilla kulkevat yhtä nopeasti, noin 3 km/s. Se on suuri nopeus pinta-aalloille näillä taajuuksilla, ja tavallisesti signaalit ovat hajaantuneet laajempaan tilavuuteen. Tähän erikoiseen lineaarisuuteen vaikuttavat Suomen alueen maankuoren ominaisuudet. Seismologian tutkimus Suomessa tarkoittaa myös sitä, että tutkimme eräitä perustavanlaatuisia aaltojen leviämiseen liittyviä vaikutuksia tarkastelemalla Fennoskandian kilvessä esiintyvien pienten maanjäristysten aiheuttamia signaaleja.
Mihin ja miten tutkimusaiheesi vaikuttaa?
Sitä ei koskaan tiedä! Haluan uskoa, että menetelmällinen kehitystyömme ja siihen liittyvät tarkat tulokset ovat riittävän kiinnostavia jatkokehitykseen ja sovellettavaksi monin eri tavoin, kun pyritään lisäämään ymmärrystä maan pinnan alla piilevistä ilmiöistä. Syvällisempi ymmärrys eri osa-alueiden – kiinteän maan, vesikehän, kryosfäärin, biosfäärin ja ilmakehän – välisestä vuorovaikutuksesta on tärkeää oikea-aikaisen ja järkevän päätöksenteon kannalta.
Mikä alallasi inspiroi sinua erityisesti juuri nyt?
Elämme mielenkiintoisia aikoja – koneoppimistyökalut auttavat analysoimaan jatkuvasti kasvavaa määrää dataa, jota yhä useammat anturit keräävät. Valaiden käyttäytymistä seurataan valtamerten pohjalla kulkevien tietoliikennekaapelien havaitseman valaanlaulun avulla. Laboratoriossa tehdyissä kokeissa ja siirtovyöhykkeillä havaitut ennakkomerkit voivat paljastaa uutta tietoa maanjäristyksiä edeltävästä vaiheesta. Havainnot suurten maanjäristysten synnyttämistä painovoima-aalloista kertovat varhaisvaroitusjärjestelmien merkittävästä tehostumisesta. Seismiset metamateriaalit lieventävät muutoin vahingollisia maanjäristysaaltoja. Alppijäätiköille, Etelämantereelle ja kelluvalle merijäälle asennetut anturit paljastavat hämmästyttäviä deformaatiomalleja. Maahan ja kuuhun sijoitettujen seismometrien jälkeen planetaarinen seismologia on ottanut seuraavan askeleen sijoittamalla mittalaiteen Marsiin. Huomion kohdistuminen aaltojen elastiseen etenemiseen on muokkaamassa seismologiasta korvaamattoman arvokasta planeettoihin ja ympäristöön keskittyvää tieteenalaa.
Gregor Hillers on seismologian professori matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa.