Oddělení neotektoniky a termochronologie studuje tektonické zlomové struktury a pohyby na nich, stejně jako celkový geodynamický vývoj zájmových oblastí pomocí metod tektonické geomorfologie, strukturní geologie, aplikované geofyziky atd. Pozornost je věnována vyhledávání zlomů pomocí aplikované geofyziky a studiu kvarterních seismických jevů vázaných na tyto zlomy s využitím podrobného paleoseismologického výzkumu. Pro modelování a časoprostorové rekonstrukce geologických procesů, které mají vztah k přírodním rizikům, jako jsou právě tektonické pohyby a vulkanismus, se pak využívá měření stáří pomocí radionuklidů, jako je např. termochronologické datování.
1. Neotektonika a paleoseismicita V rámci tématu zkoumáme, jak tektonické pohyby v mladším tericéru a v kvartéru ovlivnily reliéf na zemském povrchu a jaká byla jejich intenzita. Zajímá nás také, zda tyto pohyby byly doprovázené většími zemětřeseními, jejichž doklady hledáme v geologickém záznamu na povrchu či pod povrchem. Snažíme se dále zjistit, jak častá a velká tato zemětřesení byla, pro případné určení seismického ohrožení zkoumaných oblastí, jak v českém masívu, tak v zahraničí. Také změny v napěťovém poli v průběhu tektonických fází jsou předmětem našeho výzkumu.
2. Hodnocení seismického ohrožení Seismické ohrožení je hodnoceno především pro seismoaktivní oblasti, např. Kašmírská kotlina v Indii, kde je také zkoumána odezva lokálních geologických podmínek na zemětřesení za využití geotechnických přístupů seismického inženýrství. Výsledkem je též např. seismické mikro-rajónování pro konkrétní zalidněné oblasti.
3. Termochronologie Provádíme heliové termochronologické datování hornin, tedy zjišťujeme, kdy došlo ke zchladnutí zkoumaných hornin pod určitou teplotu, což odráží určité geologické procesy. V kombinaci se strukturní analýzou a morfotektonickým výzkumem studujeme interakci mezi erozí, tektonikou a klimatickými procesy, které formují reliéf českého masívu a snažíme se rekonstruovat geodynamický vývoj ve vztahu k interakci s Alpsko-karpatským orogénem.
4. Vývoj krajiny a morfostrukturní analýza reliéfu Toto téma zahrnuje studium dlouhodobého vývoje reliéfu se zvláštním důrazem na morfostrukturní poměry, tedy vazby mezi geologickou stavbou a strukturami, a reliéfem. Zájem je především o oblasti s významnými regionálními zlomovými strukturami či vulkanickou činností.
5. Dynamika a dlouhodobý vývoj svahových deformací V rámci tématu studujeme dynamiku a dlouhodobý vývoj svahových deformací. Vedle stanovení aktivity sesuvů a souvisejícího hazardu se naše oddělení zaměřuje na strukturní a tektonické podmínky predisponující vývoj svahů. Náš tým je rovněž aktivně zapojen do monitoringu sesuvů, a to včetně vývoje monitorovacích metod a jejich automatizace.
Mezinárodní spolupráce
Geologický ústav “Strashimir Dimitrov” Bulharská akademie věd, (Sofia)
prof. Ramon Zuniga, projekt: Caracterizacion de fallas sismogenicas en el centro del cinturon volcanico mexicano: implicaciones para la peligrosidad sismica y la inestabilidad de laderas, 2011-2013, CONACYT, Mexico, hlavni resitel prof. Ramon Zuniga, RNDr. Petra stepancikova, Ph.D.
College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences (CEAOS) https://ceoas.oregonstate.edu/ - cooperation in fields of geophysics and tectonic research (Dr. Pieter-Ewald Share)
College of Forestry (CoF) https://www.forestry.oregonstate.edu/ - cooperation in research of slope processes (Dr. Ben Leshchinsky, Dr. Michael Olsen)
Fakulta geologie, oddělení geodynamiky a geofyziky:
spolecna prace na clanku: Combining new airborne LiDAR data and provenance of alluvial fan deposits to constrain long-term offsets along the Elsinore fault in the Coyote Mountains, Imperial Valley, California. prof. Eulalia Masana,
Projekt: Paleoseismický záznam zemětřesení v oblasti Mrtvého moře mezi prvním a sedmým stoletím našeho letopočtu, Dr. Neta Wechsler, Ph.D., Prof. Thomas Rockwell, Dr. Yann Klinger, Ph.D.
Výsledky
Geomorfologická a geo-termo-chronologická odezva deformace indické desky v neogénu a čtvrtohorách podél východní himálajské syntaxe: Vznik Manabhumské antiklinály
2024
Publikace: Goswami Chakrabarti Ch., Gülyüz E., Gülyüz N., Narzary B., Jaiswal M. K., Karaoglan F. (2024): Geomorphological and geo/thermo-chronological responses of Indian plate’s deformation during neogene- quaternary time along the Eastern Himalayan Syntaxis: Formation of Manabhum anticline. Journal of Asian Earth Sciences 260, 1, 105967. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2023.105967
Obrázek: Přehled studované oblasti s ohledem na Himálaj a pásmo Naga Schuppen. A. Generalizovaná tektonicko-geologická mapa východní části indické desky podle Haproff et al., 2018 a Li et al., 2015, B. Studijní oblast na Google Earth s vyznačením hlavních orogenních pásem, C. DEM Cartosat s vyznačením Manabhumské antiklinály a hlavních řek. D. Obecný S-J řez himálajským orogenem podle Hauck et al., 1998 podél linie XY znázorněné v A a B.
Paleoseismologické hodnocení hlavního korového seismogenního zdroje v blízkosti Mexico City, jižní část Acambay Graben. Byla popsána historie zemětřesení na zlomu Venta de Bravo a specifikováno seismické ohrožení regionu
2023
Výsledek paleoseismického průzkumu v pánvi Acambay ve středním Mexiku na zlomu Venta de Bravo odhalil dvě velká holocenní zemětřesení a slip rate (míra skluzu) 0,1 až 0,23 mm/rok. Bylo vyhodnoceno seismické ohrožení vyplývající ze získaných údajů a jejich porovnání s aktivitou na okolních zlomech v pánvi. Maximální magnitudo možného budoucího zemětřesení bylo odhadnuto na Mw = 7. Výsledku bylo dosaženo ve spolupráci s Universidad Nacional Autónoma de México; Universitat de Barcelona; Departamento de Geología, Baja California, México; Sapienza University of Rome; Université Grenoble Alpes
Publikace: Leon-Loya R., Lacan P., Ortuno M., Zuniga R.F., Štěpančíková P., Stemberk Jakub, Hernández Flores A.P., Carrera Hernández J.J., Sunye-Puchol I., Aguirre-Díaz G.J., Audin L.: Paleoseismology of a Major Crustal Seismogenic Source Near Mexico City: The Southern Border of the Acambay Graben. Tectonics 2023, 42(6), e2022TC007610, doi:10.1029/2022TC007610
Image
Obrázek ukazuje průběh zlomu Venta de Bravo na leteckém snímku a deformace na zlomu v průzkumné paleoseismické rýze. A: Letecký snímek lokality Canchesdá na zlomu Venta de Bravo (VBF), červený čtverec lokalizuje průzkumné rýhy. B: Šikmý letecký snímek na průběh zlomu a dvě jeho větve na lokalitě Canchesdá. C: Foto lokality s rýhami Canchesdá 1 a Canchesdá 2. D: Výchoz zlomu v potoce. E: Detail ohlazu na zlomu. F: Rýha Canchesdá 4 východně od výchozu v potoce Can.
Vliv setrvačnosti poruch růstu stromů na dendrogeomorfní časoprostorovou analýzu sesuvů: Případová studie
2023
Publikace: Šilhán K., Fabiánová A., Klimeš J., Tábořík P., Hartvich F., Blahůt J. (2023): The effect of tree growth disturbances inertia on dendrogeomorphic spatio-temporal analysis of landslides: A case study. Catena 235, 107678. doi.org/10.1016/j.catena.2023.107678
Původ blokových akumulací na základě přípovrchové geofyziky
2023
Možné hypotézy o vzniku a vývoji blokových akumulací byly testovány čtyřmi různými geofyzikálními metodami (elektrická odporová tomografie [ERT], mělká seismická refrakce [SSR], georadar [GPR] a elektromagnetická indukce [EMI]) ve Středoevropské vrchovině. Současně byla vyhodnocena použitelnost geofyzikálních metod pro určení vnitřní struktury a mocnosti blokových akumulací. Publikace: Duffek V., Tábořík P., Stacke V., Mentlík P. (2023): Origin of block accumulations based on the near-surface geophysics. Open Geosciences 15(1), 20220468. https://doi.org/10.1515/geo-2022-0468
Obrázek: Poloha zkoumaných oblastí a geologické podmínky. Klíč ke geologické mapě byl pro účely tohoto výzkumu zjednodušen: Q = sediment (Q koluviální, Qh fluviální, neboQh organický, aQ antropogenní, Qp glacigenní), gm = paragneis, gco = paragneis s granátem, g = granit, q = kvarcit, sM = biotitický migmatit, i = aplit.
Neogén-kvartérní reakce fluviálních systémů Novohradských hor na tektoniku - analýzy morfotektoniky, indexu délky toku a strukturní geologie
2023
Publikace: Flašar J., Martínek K., Verner K., Kalinová R. (2023): Neogene-Quaternary response of the Novohradské hory Mts. (Czech Republic) fluvial systems to tectonics – Analyses of morphotectonics, stream-length index and structural geology, Quaternary International 656, 1-15. ISSN 1040-6182. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2023.01.008
Moderní průzkumné metody a jejich využití při studiu neotektoniky. Nový vývoj paleoseismických metod a jejich dopad na kvartérní tektonické studie
2023
Jsou popsány nové technologie a interpretace posledního desetiletí. Hlavní technologické pokroky se týkaly dálkového průzkumu, leteckého lidaru, pozemního laserového skenování, 3D topografických průzkumů metodou Structure-from-Motion a satelitní geodézie D-InSAR. Pokroku bylo dosaženo také v datování čtvrtohorních usazenin, včetně datování pomocí luminiscence jednotlivých zrn a opticky stimulované luminiscence. Geofyzikální průzkumy jsou nyní běžnou součástí neotektonických výzkumů a umožňují 3D integraci podpovrchových dat s daty z povrchu. Tyto techniky zlepšily práh rozpoznatelnosti na stále menší zemětřesení a umožnily detekovat deformace jakými jsou distribuované zlomy a vrásnění.
Publikace: McCalpin J., Ferrario F., Figueiredo P., Livio F., Grützner C., Pisarska-Jamroży M., Quigley M., Reicherter K., Rockwell T., Štěpančíková P., Tábořík P. (2023): New developments in onshore paleoseismic methods, and their impact on Quaternary tectonic studies. Quaternary International 664, 59-76. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2023.03.008
Image
Výzkum mariánskolázeňského zlomu (MLF) v Česku. Vlevo: Mělký podrobný průzkum zaměřený na místo průzkumné rýhy: (A) podrobný ERT (nahoře) a georadarový (dole) řez s přeloženým zjednodušeným geologickým záznamem; (B) 2D ERT v kombinaci s 3D georadarem (pseudo3D zobrazení) – vzájemná korelace vysoce reflexních (georadar) a vysokoodporových (ERT) sedimentárních těles; (C) 3D hloubkové (časové) georadarové řezy – rekonstrukce stavu před porušením zlomem poukazuje na dextrální strike-slip na mladších zlomech protínajících sedimentární tělesa. Vpravo: Hluboký průzkum MLF velkého rozsahu: (D) SSR – model rychlosti seismických P-vln; (E, F) gravimetrický průzkum – (E) křivka Bouguerových anomálií, (F) přímý gravimetrický model odvozený z Bouguerových anomálií; (G) ERT – inverzní odporový model s topografií s interpretovanými hlavními geologickými jednotkami; (H) AMT – inverzní řez audiomagnetotellurického průzkumu zobrazující situaci do hloubky 1 km.
Mohl se na Šumavě rozšířit dlouhý údolní ledovec? Geofyzikální poznatky z oblasti Großer Rachel (Roklan)
2023
Publikace: Papež D., Duffek V., Mentlík P., Tábořík P. (2023):Could long valley glaciers have been extended in the Bohemian Forest? Geophysical insights from Großer Rachel Region. Acta Geodynamica et Geomaterialia 20, No. 3 (211), 103–110. DOI: https://doi.org/10.13168/AGG.2023.0010
Historie aktivity zlomu Zlatitsa na základě paleoseismického průzkumu a odhad stavu korového napětí s potenciální reaktivací okolních zlomů. První paleoseismická data z Balkánského pohoří
2023
Poklesové zlomy tvoří v Balkánském pohoří basin-and-range reliéf s malou historickou seismicitou i rychlostí extenze. Na zlomu Zlatitsa byl proveden paleoseismický průzkum, který odhalil dvě velká zemětřesení za 42 tisíc let. Tato zemětřesení jsou podobná klastru s M 6,8–7,1 na přilehlých zlomech v r. 1904 a 1928. Geodetický rate na východních zlomech je shodný se zjištěným paloeseismickým. To může znamenat, že zatímco zlom Zlatitsa prochází fází obnovování napětí, sousední zlomy již mohou být blízko kolapsu.
Publikace: Radulov A., Dilov T., Rockwell T., Štěpančíková P., Yaneva M., Donkova Y., Stemberk J., Sana H., Nikolov N. (2023): First paleoseismic data from the Balkan Range. Tectonophysics 863, 230009. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.230009
Image
Geologický profil průzkumnou rýhou přes Zlatitsa zlom. Geologický profil průzkumnou rýhou přes Zlatitsa zlom s vyznačenými zlomy a hranicemi dvou identifikovaných zemětřesení za posledních 40 tis. let. Kalibrované radiokarbonové stáří je představeno mediánem.
Torkhamský skalní sesuv z 18. dubna 2023 v Pákistánu: souhra geomorfologie, geologie, řezání svahu a klimatu
2023
Publikace: Sana H., Ullah R., Zinke R., Fielding E. (2023): Torkham Rockslide of April 18, 2023, in Pakistan: an interplay of geomorphology, geology, slope cutting, and climate. Landslides. https://doi.org/10.1007/s10346-023-02164-x
Geo/termo-chronologie ostrova Dismal (Marguerite Bay, Antarktický poloostrov)
2023
Publikace: Karaoğlan F., Karataş B., Özdemir Y., Gülyüz E., Vassilev O., Selbesoğlu M. O., Gildir S. (2023): The geo/thermo-chronology of Dismal Island (Marguerite Bay, Antarctic Peninsula). Turkish Journal od Earth Sciences, 32, 975-988. doi:10.55730/1300-0985.1887
Vícefázová deformace, proudění tekutin a mineralizace v epitermálních systémech: Inference ze struktur, žilních textur a brekcií epitermálního Au-Ag ložiska Kestanelik, SZ Turecko
2022
Vícefázová deformace, proudění tekutin a mineralizace v epitermálních systémech byly zkoumány detailním studiem žilních textur a brekcií epitermálního Au-Ag ložiska Kestanelik. Prostorové rozložení brekcií na žilách ve zlomových zónách naznačuje, že intenzita koseismické hydrotermální brekciace je řízena blízkostí úrovně varu. Různý počet mineralizačních událostí naznačuje, že každé jednotlivé zemětřesení znovu otevřelo pouze jednu nebo více uzavřených žil, ale ne všechny najednou.
Publikace: Gülyüz N., Shipton Z. K., Kuşcu İ (2022): Multiphase deformation, fluid flow and mineralization in epithermal systems: Inferences from structures, vein textures and breccias of the Kestanelik epithermal Au-Ag deposit, NW Turkey. Turkish Journal of Earth Sciences. Manusctipt no. YER-2206-13, accepted 2022. 10.55730/1300-0985.1828 IF2021 1.543 (Q4)
Image
Hypotetické modely vnitřní strukturální evoluce poruch hostitelských žil a žil módu I na ložisku Kestanelik Au-Ag, severozápadní Turecko. Obrázek znázorňuje: (a) hypotetický model vnitřního strukturního vývoje žil ve zlomové poruše opakovaným otevíráním poruchy podél kontaktu žil a následným zhojením (mineralizací), (b) hypotetický strukturální model vnitřního vývoje žil módu I opakovaným otevřením (fraktury v módu I) podél některého z kontaktů žil a následné zhojení a utěsnění (mineralizace).
Neogenní změny směru neotethyanské sutury ve střední Anatolii (Turecko)
2022
Výsledky studia paleomagnetismu na 40 nových a 27 již dříve publikovaných míst poskytují důkazy o opakovaných rotacích bloků ve střední Anatolii od miocénu. Výsledky zde prováděných výzkumů poukazují na to, že tzv. „Neotethyan Suture Belts“, které dnes mají orientaci převážně ve směru V-Z až ZSZ-VJV, měly ještě před koncem miocénu orientaci přibližně S-J.
Publikace: Özkaptan, M., Gülyüz, E., Kaymakcı, N., Langereis, C.G, (2021): Neogene Restoration of Geometry of the Neotethyan suture zone in Central Anatolia (Turkey). International Geology Review, DOI: 10.1080/00206814.2021.2010133, IF: 3.958 (2020, Q1)
Neogenní rotace bloků okolo vertikální osy v centrální části Anatolie, Turecko. Obrázek ukazuje lokality a výsledky paleomagnetického výzkumu z období neogénu.
Předběžné výsledky studie antiklinály Manabhum: možný klíč k lepšímu pochopení kvartérní tektoniky v "Eastern Himalayan Syntaxial Zone
2022
Článek se zaměřuje na kvartérní vývoj antiklinály Manahum v předpolí východního Himálaje (EHS). Ukazuje, jak v této oblasti došlo k deformaci reliéfu, vzniku elevací a dále k ukládání sedimentů a jejich následnému porušení. Studie dále interpretuje, jak tyto elevace vznikly – jedná se o tzv. „rampovou“ antiklinálu přesunutou přes přesmykovou strukturu paralelní k přesmykem Mishmi (součást EHS). Výsledky studie mohou v budoucnu posloužit jako vodítko pro objasnění kvartérního vývoje EHS.
Publikace: Chandreyee Goswami Chakrabarti, Narzary B., Weber J. C., Jana P., Bhattacharjee S., Jaiswal M. (2022): Preliminary Study of the Manabhum Anticline: A Possible Key to Better Understanding the Quaternary Tectonics of the Eastern Himalayan Syntaxial Zone. In: Bhattacharya H. N., Bhattacharya S., Das B. C., Islam A. (eds.): Neotectonic Movements and Channel Evolution in the Indian Subcontinent. A Book of collection, Springer Nature. DOI: 10.1007/978-3-030-95435-2_9
Model struktury antiklinály Manabhum v předpolí východního Himálaje (EHS).
Geofyzikální zobrazování absorpčních a vodivostních zón kořenů stromů v polních podmínkách: srovnání běžných geoelektrických metod
2022
Publikace: Majewski R.S.,Valenta J., Tábořík P., Weger J., Kučera A., Patočka Z., Čermák J. (2022): Geophysical imaging of tree root absorption and conduction zones under field conditions: a comparison of common geoelectrical methods. Plant and Soil. DOI: 10.1007/s11104-022-05648-2, IF2021 4.993 (Q1)
Geologie a petrografie uranových bitumenů v permokarbonských sedimentech (Vrchlabí, Česká republika)
2022
Publikace: Havelcová M., Sýkorová I., René M., Mizera J., Coubal M., Machovič V., Strunga V., Goliáš V. (2022): Geology and Petrography of Uraniferous Bitumens in Permo-Carboniferous Sediments (Vrchlabí, Czech Republic). Minerals 12(5), 544, 1-19. DOI: 10.3390/min12050544 IF2021 2.818 (Q2)
Neogenní obnova geometrie neotethyánské zóny ve střední Anatolii (Turecko).
2022
Publikace: Özkaptan M., Gülyüz E., Kaymakcı N., Langerei C. (2022): Neogene restoration of geometry of the Neotethyan suture zone in Central Anatolia (Turkey). International Geology Review 64 (21), 2985-3004. ISSN 0020-6814. E-ISSN 1938-2839. https://doi.org/10.1080/00206814.2021.2010133
Termochronologická laboratoř pro nízkoteplotní (U-Th)/heliové datování
Termochronologie se zabývá studiem tepelné historie hornin. Minerály, jako je např. apatit a zirkon, datujeme pomocí (U-Th)/heliového datování, abychom zjistili, kdy vzorek horniny naposledy prošel teplotou v rozmezí ~40-70 °C u apatitu a 120-180 °C u zirkonu. Při standardním geotermálním gradientu ~25 °C/km pro svrchní kůru odpovídají tyto teploty hloubkám ~1,5-3 km a 5-7 km.
Metoda využívá α-rozpadu 238U a 232Th ("rodičovské izotopy“), při němž vznikají atomy 4He („dceřiné izotopy“), které se v cílových minerálech zachovávají pouze při specifických teplotách. Díky tomu můžeme měřením všech tří izotopů a řešením rovnice rozpadu přesně určit dobu, kdy byly tyto teplotní prahy překročeny.
Tato metoda vyžaduje pečlivý výběr ideálních cílových krystalů minerálů pod mikroskopem a také vysoce citlivou analýzu poměru rodičovských (U/Th) a dceřiných (He) izotopů, aby bylo možné získat přesná, spolehlivá a reprodukovatelná data. Naše nová laboratoř nám toto umožňuje.
