Skorupa ziemska zbudowana z wielu bloków tektonicznych, poruszających się swobodnie po plastycznym płaszczu, jest bardzo dynamiczna. Bloki przemieszczają się kolidując ze sobą lub rozchodząc się, co prowadzi do gromadzenia się ogromnych naprężeń.
Celem pracy było stworzenie modelu metodą elementów skończonych deformacji litosfery na obszarze kontynentalnej części Płyty Euroazjatyckiej oraz poznanie pola naprężeń powstających w skorupie pod wpływem sił działających na kontynent generowanych przez ruch obocznych struktur. Największy nacisk na Europę występuje w rejonie Adriatyku, gdzie mniejsza płyta adriatycka wciskana jest w kontynent przez wielką płytę afrykańską. Podobnie generowanych jest ruch w rejonie Turcji. Widocznym objawem ruchu płyt jest wzmożona aktywność sejsmiczna na tym obszarze. Niewielki nacisk występuje również ze strony płyty atlantyckiej. Sztywny blok kratonu wschodnioeuropejskiego stanowi w modelu masę oporową.
Model wykonano w oprogramowaniu ABAQUS w preprocesorze graficznym CAE oraz obliczono w module ABAQUS/Standard. Model powstał w przestrzeni dwuwymiarowej na podstawie danych geologicznych. Do dyskretyzacji wykorzystane zostały elementy trójkątne o wymiarach zróżnicowanych w obrębie całego modelu, z punktu widzenia przewidywanych deformacji w poszczególnych regionach. Uwzględnia on podział na 48 mniejszych bloków odmiennych pod względem właściwości mechanicznych oraz najważniejsze strefy uskokowe, mogące mieć znaczący wpływ na rozkład naprężeń. Jako materiał symulujący zachowanie skorupy ziemskiej wykorzystano ten o właściwościach sprężystych. Dzięki zróżnicowaniu wartości modułu Young’a dopasowano sztywności do rzeczywiście występujących, a także zasymulowano miąższość skorupy w poszczególnych regionach. Do zamodelowania nacisku sąsiednich bloków litosfery wykorzystano ciśnienie oraz naprężenia ścinające.
Na podstawie danych geologicznych oraz przeprowadzanych już analiz metodą elementów skończonych można stwierdzić, że otrzymane kierunki i wartości naprężeń i deformacji litosfery zbliżone są do znanych z literatury. Do porównania otrzymanych wyników wykorzystano m.in. dane na temat występowania trzęsień Ziemi z Europejskiego Centrum Sejsmologicznego (EMSC) (trzęsienia Ziemi jako efekt rozładowywania naprężeń zgromadzonych w skorupie ziemskiej), a także deformacje obliczone z pola prędkości poziomych na terenie Polski z obserwacji satelitarnych.
Analiza wyników modelowania wykazała ponadto, że zastosowany program ABAQUS można wykorzystywać w tego typu zadaniach. Ograniczenia z punktu widzenia przeznaczenia programu tylko w niewielkim stopniu utrudniły przygotowanie modelu. Było to głównie związane z gabarytami analizowanego obszaru, co powinno zobowiązywać do uwzględniania kulistości Ziemi. Projekcja fragmentu litosfery w płaskim układzie współrzędnych w przypadku rozważań geodynamicznych nie wprowadza jednak znaczących błędów.
Stworzony model jest częścią projektu i wstępem do prowadzenia dalszych, bardziej szczegółowych badań na tym polu. Zmiany parametrów mechanicznych modelowanych struktur tektonicznych w kierunku właściwości lepkich i lepko-sprężystych pozwoliłyby na uzyskanie danych nowej jakości. W rezultacie wyniki takich analiz mogą być bezpośrednio porównywane z danymi pochodzącymi z innych źródeł, takich jak pole prędkości i deformacje wyliczone z pomiarów permanentnych GNSS. W ten sposób możliwe będzie określenie możliwości wykorzystania takich danych do badania długoterminowych zmian współrzędnych stacji permanentnych (EPN i ASG-EUPOS) pod kątem ruchów bloków litosferycznych.
