Microearthquakes detection by synthetic template matching

Abstract

Microearthquakes detection by Synthetic Template Matching abstract This article-based dissertation focuses on monitoring local seismicity in regions without natural seismic activity, with an emphasis on potential induced seismicity linked to geothermal or other underground operations. It presents three case studies, of which I am the first author, that form a comprehensive framework for assessing seismic network sensitivity and the effectiveness of automatic detection algorithms. The first study introduces a novel computational approach to 3D sensitivity estimation for networks operating in aseismic environments, using real noise measurements and station geometry. The second study evaluates the performance of the automatic detector and locator PEPiN using realistic synthetic seismograms designed for the Litoměřice region. The third study extends detection capabilities through a synthetic template-matching routine, including focal mechanism estimation. The findings demonstrate that even in seismically quiet regions, effective monitoring of potential seismicity is achievable with appropriate methods, contributing to safer planning of deep subsurface projects and advancing detection methodologies under low-activity conditions.

Detekce mikroseismických jevů pomocí korelace se synthetickými seismogramy abstrakt Tato kompilační disertační práce se zaměřuje na monitoring lokální seismicity v oblastech bez přirozené seismicity, zejména v souvislosti s možnou indukovanou seismicitou spojenou s geotermálními nebo jinými podzemními projekty. Práce obsahuje tři případové studie, jejichž jsem první autor, které společně tvoří ucelený rámec pro hodnocení citlivosti seismických sítí a efektivity automatických detekčních algoritmů. V první studii je představen nový výpočetní přístup k 3D odhadu citlivosti seismické sítě v oblastech bez zaznamenané seismicity, využívající reálná šumová data a geometrii stanic. Druhá studie testuje výkonnost automatického detektoru a lokátoru PEPiN pomocí realistických syntetických seismogramů pro oblast Litoměřic. Třetí studie rozšiřuje možnosti detekce pomocí rutiny založené na syntetických šablonách, včetně odhadu fokálních mechanismů. Výsledky ukazují, že i v seismicky tichých oblastech lze pomocí vhodných metod účinně sledovat potenciální seismicitu, čímž práce přispívá k bezpečnějšímu plánování hlubinných projektů a k vývoji detekčních metod v podmínkách nízké aktivity.