Анализ и мониторинг скоростей деформаций земной поверхности локальных геодинамических полигонов с учетом масштабного эффекта

При оценке геодинамического состояния различных по степени тектонической активности районов необходима корректная оценка деформаций земной коры. Один из методов исследования деструкции земной коры — это постановка наблюдений глобальными навигационными спутниковыми системами (ГНСС). Использование ГНСС наблюдений за современными движениями земной коры позволяет собирать наиболее достоверные данные на разных масштабных уровнях (локальном или региональном). Анализ данных о деформациях земной поверхности позволяет получать фундаментальные знания о геодинамическом режиме исследуемого региона или локальной области и оценивать инженерное состояние природно-технических систем. Цель настоящего исследования — разработка и апробация методики анализа скоростей деформации земной поверхности с учетом масштабного эффекта для локальных геодинамических полигонов. В задачи работы входило: создание каталога данных скоростей деформации; выполнение анализа деформаций с учетом их пространственной масштабируемости; оценка перспектив применения полученных результатов. В работе исследовался эффект уменьшения скоростей деформаций и их производных с увеличением дистанции между пунктами наблюдений. Представлена процедура расчетов, приведены полученные распределения и регрессионные зависимости скоростей деформаций. По выявленным обобщенным зависимостям можно априорно оценивать деформационный режим на геодинамическом полигоне (либо уточнять степень тектонической активности, либо прогнозировать аномально возможные деформации).

Маневич А.И. Анализ и мониторинг скоростей деформаций земной поверхности локальных геодинамических полигонов с учетом масштабного эффекта // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6-1. — С. 194–203. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-61-0-194-203.

Работа выполнена в рамках государственного задания ГЦ РАН, утвержденного Минобрнауки России.

Маневич Александр Ильич — научный сотрудник лаборатории геодинамики, Геофизический центр Российской Академии Наук. 119296, г. Москва, ул. Молодежная, д. 3, e-mail: ai.manevich@yandex.ru

1. Кафтан В.И., Гвишиани А.Д. Морозов В.Н., Татаринов В.Н. Методика и результаты определения движений и деформаций земной коры по данным ГНСС на геодинамическом полигоне в районе захоронения радиоактивных отходов // Современные проблемы дистанционного зондирования из космоса. — 2019. — №1. — С. 83—94. DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-83-94.

2. Татаринов В.Н., Морозов В.Н., Кафтан В.И., Маневич А.И., Татаринова Т.А. Подземная исследовательская лаборатория: задачи геодинамических исследований // Радиоактивные отходы. — 2019. — № 1 (6). — С. 77—89.

3. Татаринов В.Н., Морозов В.Н., Кафтан В.И., Маневич А.И. Современная геодинамика южной части Енисейского кряжа по результатам спутниковых наблюдений // Геофизические исследования. — 2018. — Т. 19. — № 4. — С. 64—79, DOI: 10.21455/ gr2018.4—5.

4. Kaftan V., A. Melnikov. Deformation precursors of large earthquakes derived from long term GNSS observation data, Russian Journal of Earth Science. — 2016. — ES3001. DOI:10.2205/2016ES000568.

5. Руководство по безопасности при использовании атомной энергии «Оценка исходной сейсмичности района и площадки размещения объекта использования атомной энергии при инженерных изысканиях и исследованиях» 2018. РБ-019—18.

6. Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии «Учет внешних воздействий природного и техногенного происхождения на объекты использования атомной энергии». 2017. НП-064—17.

7. Гусева Т.В., Мишин А.В., Сковородкин Ю.П. Современные горизонтальные движения на разных масштабных уровнях // Физика Земли. — 1996. — №12. — С. 86—91.

8. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика: от движений земной коры до мониторинга ответственных объектов // Физика Земли. — 2019. — № 1. — С. 78–103. DOI: 10.31857/S0002—33372019178—103.

9. Татаринов В.Н., Бугаев Е.Г., Татаринова Т.А. Оценка деформаций земной коры по данным спутниковых наблюдений при обосновании безопасности подземной изоляции радиоактивных отходов // Горный журнал. — 2015. — №10. — С. 27—31. DOI: 10.17580/gzh.2015.10.05.

10. Коновалова Ю.П. Особенности учета геодинамических факторов при выборе безопасных площадок размещения ответственных объектов недропользования // Известия вузов. Горный журнал. — 2018. — №6. —Сc. 6 — 17. DOI: 10.21440/0536-10282018-6-6-17.

11. Manevich A.I., Tatarinov V.N., Kolikov K.S. Detection of crustal deformation anomalies with regard to spatial scale effect // Eurasian mining. — 2019. — no. 2. — рp. 19—22. DOI: 10.17580/em.2019.02.03.

12. Zubovich A.V., Wang X., Scherba Y.G., Schelochkov G.G., Reilinger R., Reigber C., Mosienko O.I., Molnar P., Michajljow W., Makarov V.I., Li J., Kuzikov S.I., Herring T.A., Hamburger M.W., Hager B.H., Dang Y., Bragin V.D., Beisenbaev R.T., GPS velocity field for the Tien Shan and surrounding regions // Tectonics. — 2010. — Vol. 29. — TC6014. DOI:10.1029/2010TC002772.

13. Murray J.R., Svarc J. Global Positioning System data collection, processing, and analysis conducted by the U.S. Geological Survey Earthquake Hazards Program // Seismological Research Letters. — 2017. — Vol. 88. — Iss. 3. DOI:10.1785/0220160204.

14. Лухнев А.В., Саньков В.А., Мирошниченко А.И., Ашурков С.В., Кале Э. Вращения и деформации земной поверхности в Байкало-Монгольском регионе по данным GPS-измерений // Геология и геофизика. — 2010. — Т. 51. — № 7. — C. 1006—1017.

15. Агибалов А.О., Зайцев В.А., Сенцов А.А., Девяткина А.С. Оценка влияния современных движений земной коры и активизированного в новейшее время докембрийского структурного плана на рельеф Приладожья (юго-восток Балтийского щита) // Геодинамика и тектонофизика. — 2017. — Т. 8. — № 4. — C. 791—807. DOI:10.5800/ GT-2017-8-4-0317.

16. Déprez A., Doubre C., Masson F., Ulrich P. Seismic and aseismic deformation along the East African Rift System from a reanalysis of the GPS velocity field of Africa // Geophysical Journal International. — 2013. — Vol. 3. — Iss. 193. — p.1353 — 1369.

17. Shuanggen J., Li Z., Park P.H. Seismicity and GPS constraints on crustal deformation in the southern part of the Korean Peninsula // Geosciences Journal. — 2006. — Vol. 10. — No. 4. — p. 491 — 497.

18. Милюков В.К., Миронов А.П., Стеблов Г.М., Шевченко В.И., Кусраев А.Г., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М. Современные горизонтальные движения основных элементов тектонической структуры осетинской части Большого Кавказа по GPS измерениям // Физика Земли. — 2015. — №4. — С. 68—80.

19. Tiryakioğlu I., Özkaymak C., Baybura T., Sözbilir H., Uysal M. Comparison of palaeostress analysis, geodetic strain rates and seismic data in the western part of the Sultandağı fault in Turkey // Annals of geophysics. — 2018. — Vol. 61. — No. 3. DOI: 10.4401/ag-7591

20. Drewes H. and Sánchez L. Velocity model for SIRGAS 2017: VEMOS2017 Technische Universitaet Muenchen, Deutsches Geodaetisches Forschungsinstitut DGFITUM, IGS RNAAC SIRGAS