Геофизические процессы и биосфера: статья

ДЕФОРМАЦИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ В ОСЕТИНСКОМ РЕГИОНЕ БОЛЬШОГО КАВКАЗА ПО ДАННЫМ ГНСС-ИЗМЕРЕНИЙ
МИРОНОВ АЛЕКСЕЙ ПАВЛОВИЧ1,2
МИЛЮКОВ ВАДИМ КОНСТАНТИНОВИЧ1,2
СТЕБЛОВ ГРИГОРИЙ МИХАЙЛОВИЧ3,4
ДРОБЫШЕВ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ2
КУСРАЕВ АНАТОЛИЙ ГЕОРГИЕВИЧ2
ХУБАЕВ ХАРИТОН МАЙОРОВИЧ2
1 Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Россия, 119234, г. Москва, Университетский просп., д. 13 2 Владикавказский научный центр РАН, Россия, 362027, Республика Северная Осетия-Алания, г. Владикавказ, ул. Маркуса, д. 22 3 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Россия, 123242, г. Москва, Б. Грузинская ул., д. 10, стр. 1 4 Федеральный исследовательский центр «Единая геофизическая служба РАН», Россия, 249035, Калужская обл., г. Обнинск, пр. Ленина, д. 189
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 20
Номер: 4
Год: 2021
Страницы: 122-137
УДК: 551.24
DOI: 10.21455/GPB2021.4-8
Аннотация
Ключевые слова: СОВРЕМЕННАЯ ГЕОДИНАМИКА, СПУТНИКОВАЯ ГЕОДЕЗИЯ, ГЛОБАЛЬНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ, ГНСС, СОВРЕМЕННЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ, КАВКАЗ
Аннотация: По результатам многолетних наблюдений на объектах Осетинской региональной сети ГНСС, которая в настоящее время состоит из 59 пунктов и 7 станций, выполнены оценки скорости деформации и пространственного распределения в Осетинской части Большого Кавказа. Первичный анализ данных заключался в оценке координат определяемых пунктов ГНСС путем уравнивания показателей региональной сети с рассчитанным в мировых центрах данных глобальным решением. В качестве опорных были выбраны 45 станций IGS, включенных в международную земную систему отсчета (ITRF). Расчет тензора скорости деформаций производился по методу Шена. Для интерпретации геодинамической обстановки была использована информация о региональной сейсмичности, полученная из базы данных «Землетрясения России» ФИЦ «Единая геофизическая служба РАН». Полученные результаты показывают, что в целом Осетинский регион находится в условиях тектонического сжатия, на фоне которого выявлен ряд особенностей отдельных структур региона. Главный Кавказский хребет и прогиб Южного склона находятся в условиях не только субмеридионального сжатия, но и субширотного растяжения, что приводит к интенсивному дилатантному расширению восточного сегмента данного участка. Деформационный режим северной части Осетинского региона отличается от южной. Северный склон зоны Главного Кавказского хребта и предгорный прогиб, включающий Владикавказскую разломную зону, находятся в условиях сжатия с умеренной интенсивностью. В то же время анализ распределения эпицентров землетрясений показал, что в настоящее время в центральной и восточной частях Владикавказского разлома северная ветвь асейсмична. Данная геодинамическая специфика свидетельствует о высокой степени сейсмического потенциала Владикавказской разломной зоны.
Список литературы: 1. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. В 2-х т. М.: Картгеоцентр, 2005. Т. 1. 334 с.; 2006. Т. 2. 360 с. EDN: QKFOTZ

Контекст: ...На втором этапе обработки включение результатов измерений на опорных станциях IGS в первичное уравнивание позволяет выполнить совместное взвешенное уравнивание полученных первичных оценок с аналогичными результатами уравнивания тех же опорных станций в составе всей мировой сети IGS [Антонович, 2005, 2006; Herring et al., 2010a]...



2. Кадиров Ф.А., Гулиев И.С., Фейзуллаев А.А., Сафаров Р.Т., Маммадов С.К., Бабаев Г.Р., Рашидов Т.M. Деформации земной коры в Азербайджане по GPS-данным и их влияния на сейсмичность и грязевой вулканизм // Физика Земли. 2014. Т. 6. С. 99-107. DOI: 10.7868/S0002333714060027 EDN: STHETH

Контекст: ...Данный подход был реализован в методе Шена [Shen Zheng-Kang et al., 1996] и в дальнейшем успешно применен в ряде проектов по оценки скоростей коровых деформаций по данным GPS-наблюдений [Sagiya et al., 2000; Костюк и др., 2010; Кадиров и др., 2014]...



3. Костюк А.Д., Сычева Н.А., Юнга С.Л., Богомолов Л.М., Яги Ю. (Y. Yagi). Деформация земной коры Северного Тянь-Шаня по данным очагов землетрясений и космической геодезии // Физика Земли. 2010. Т. 3. С. 52-65. EDN: LOIOYN

Контекст: ...Данный подход был реализован в методе Шена [Shen Zheng-Kang et al., 1996] и в дальнейшем успешно применен в ряде проектов по оценки скоростей коровых деформаций по данным GPS-наблюдений [Sagiya et al., 2000; Костюк и др., 2010; Кадиров и др., 2014]...



4. Милюков В.К., Дробышев В.Н., Миронов А.П., Овсюченко А.Н., Хубаев Х.М. Создание высокоточной геодезической сети для изучения современных движений Владикавказской разломной зоны с использованием GPS-технологий // Вестн. Владикавказ. науч. центра. 2014a. Т. 14, № 4. С. 25-29. EDN: TESUDF

Контекст: ...Кавказа в регионе начиная с 2010 г. действует и постоянно пополняется спутниково-геодезическая сеть, состоящая из станций непрерывных наблюдений и полевых пунктов для периодически-повторных измерений [Milyukov et al., 2010; Милюков и др., 2014а, б, 2015а, б, 2017]...



5. Милюков В.К., Дробышев В.Н., Миронов А.П., Стеблов Г.М., Хубаев Х.М. Осетинская геодезическая спутниковая сеть: Создание и первые результаты геодинамического мониторинга // Вестн. Владикавказ. науч. центра. 2014б. Т. 14, № 4. С. 2-11. EDN: TESUCB

Контекст: ...Кавказа в регионе начиная с 2010 г. действует и постоянно пополняется спутниково-геодезическая сеть, состоящая из станций непрерывных наблюдений и полевых пунктов для периодически-повторных измерений [Milyukov et al., 2010; Милюков и др., 2014а, б, 2015а, б, 2017]...



6. Милюков В.К., Миронов А.П., Рогожин Е.А., Стеблов Г.М. Оценки скоростей современных движений Северного Кавказа по GPS-наблюдениям // Геотектоника. 2015а. № 3. С. 56-65. [Milyukov V.K., Mironov A.P., Rogozhin E.A., Steblov G.M. Velocities of contemporary movements of the Northern Caucasus estimated from GPS-observations // Geotectonics. 2015a. V. 49 (3). P. 210-218. 10.1134/S0016852115030036]. DOI: 10.7868/S0016853X15030042 EDN: UGDXYN

Контекст: ...Кавказа в регионе начиная с 2010 г. действует и постоянно пополняется спутниково-геодезическая сеть, состоящая из станций непрерывных наблюдений и полевых пунктов для периодически-повторных измерений [Milyukov et al., 2010; Милюков и др., 2014а, б, 2015а, б, 2017]...



7. 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. 2015б. № 4. С. 68-80. DOI: 10.7868/S0002333715040079 EDN: TXUESZ

Контекст: ...Кавказа в регионе начиная с 2010 г. действует и постоянно пополняется спутниково-геодезическая сеть, состоящая из станций непрерывных наблюдений и полевых пунктов для периодически-повторных измерений [Milyukov et al., 2010; Милюков и др., 2014а, б, 2015а, б, 2017]...



8. Милюков В.К., Миронов А.П., Стеблов Г.М., Овсюченко А.Н., Рогожин Е.А., Дробышев В.Н., Кусраев А.Г., Хубаев Х.М., Торчинов Х.З. Спутниковый геодезический мониторинг зоны Владикавказского активного разлома: Первые результаты // Физика Земли. 2017. № 4. С. 110-117. DOI: 10.7868/S0002333717040068 EDN: YTMDKL

Контекст: ...Кавказа в регионе начиная с 2010 г. действует и постоянно пополняется спутниково-геодезическая сеть, состоящая из станций непрерывных наблюдений и полевых пунктов для периодически-повторных измерений [Milyukov et al., 2010; Милюков и др., 2014а, б, 2015а, б, 2017]...

...Отсутствие здесь заметной сейсмичности может свидетельствовать о накоплении напряжений и возможной сейсмической активизации этого региона в будущем [Рогожин и др., 2014, 2019; Милюков и др., 2017]...



9. Одуан К., Гино Б. Измерение времени: Основы GPS. М.: Техносфера, 2002. 400 с.

Контекст: ...Так, в ГНСС-системе NAVSTAR-GPS при обработке фазовых задержек сигнала определение координат за сутки достигает миллиметровой, а в случае непрерывных наблюдений за год и более - субмиллиметровой точности [Одуан, Гино, 2002]...



10. Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Лутиков А.И., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Горбатиков А.В. Эндогенные опасности Большого Кавказа. M.: ИФЗ РАН, 2014. 256 с. EDN: ZPKBCV

Контекст: ...Отсутствие здесь заметной сейсмичности может свидетельствовать о накоплении напряжений и возможной сейсмической активизации этого региона в будущем [Рогожин и др., 2014, 2019; Милюков и др., 2017]...



11. Рогожин Е.А., Милюков В.К., Миронов А.П., Овсюченко А.Н., Горбатиков А.В., Андреева Н.В., Лукашова Р.Н., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М. Характеристики современных горизонтальных движений в зонах заметных землетрясений начала XXI в. в центральном секторе Большого Кавказа по данным GPS-наблюдений и их связь с новейшей тектоникой и глубинным строением земной коры // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 1. С. 91-102. DOI: 10.21455/GPB2019.1-8 EDN: ZAMVJB

Контекст: ...Отсутствие здесь заметной сейсмичности может свидетельствовать о накоплении напряжений и возможной сейсмической активизации этого региона в будущем [Рогожин и др., 2014, 2019; Милюков и др., 2017]...

...Подобная особенность деформационного режима, возможно, связана с восходящим флюидом под горным сооружением Главного Кавказского хребта в Осетинском регионе [Рогожин и др., 2019]...



12. Скворцов А.В. Триангуляция Делоне и ее применение. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. 128 с.

Контекст: ...Параметр D мы оценили по триангуляции Делоне [Скворцов, 2002]...



13. Федоткин М.А. Модели в теории вероятностей. М.: Физматлит, 2012. 608 с. EDN: UGLJAD

Контекст: ...Значение нормально распределенной случайной величины с вероятностью 0.997 лежит в доверительном интервале (μ - 3σ; μ + 3σ), где μ и σ - математическое ожидание и среднеквадратическая ошибка случайной величины соответственно [Федоткин, 2012]...



14. Altamimi Z., Metivier L., Collilieux X. ITRF2008 plate motion model // J. Geophys. Res. 2012. V. 117. B07402. DOI: 10.1029/2011JB008930 EDN: KJVICH

Контекст: ...Решения выполнены в международной земной отсчетной основе ITRF2014 [Altamimi et al., 2012]...



15. Bock Y., Melgar D. Physical applications of GPS geodesy: A review // Reports on Progress in Physics. 2016. V. 79 (10). 106801. DOI: 10.1088/0034-4885/79/10/106801 EDN: XTNXQP

Контекст: ...скачкообразные изменения местоположения станции (gi,k - коэффициент при единичной ступенчатой функции Хевисайда H), обозначающие величину одномоментного смещения [Nikolaidis et al., 1997; Dong et al., 2002; Bock, Melgar, 2016; Heflin et al., 2020]...



16. Dong D., Fang P., Bock Y., Cheng M.K., Miyazaki S.I. Anatomy of apparent seasonal variations from GPS-derived site position time series // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2002. V. 107 (B4). P. ETG9-(1-16). DOI: 10.1029/2001JB000573

Контекст: ...полугодовые - e, f) и скачкообразные изменения местоположения станции (gi,k - коэффициент при единичной ступенчатой функции Хевисайда H), обозначающие величину одномоментного смещения [Nikolaidis et al., 1997; Dong et al., 2002; Bock, Melgar, 2016; Heflin et al., 2020]...



17. Heflin M., Donnellan A., Parker J., Lyzenga G., Moore A., Ludwig L.G., Rundle J., Wang J., Pierce M. Automated estimation and tools to extract positions, velocities, breaks, and seasonal terms from daily GNSS measurements: Illuminating nonlinear salton trough deformation // Earth and Space Sci. 2020. V. 7 (7). e2019EA000644. DOI: 10.1029/2019EA000644

Контекст: ...местоположения станции (gi,k - коэффициент при единичной ступенчатой функции Хевисайда H), обозначающие величину одномоментного смещения [Nikolaidis et al., 1997; Dong et al., 2002; Bock, Melgar, 2016; Heflin et al., 2020]...



18. Herring T.A., King R.W., McClusky S.C. Introduction to GAMIT/GLOBK, Release 10.4. Cambridge: Mass. Inst. of Technol, 2010a.

Контекст: ...IGS в первичное уравнивание позволяет выполнить совместное взвешенное уравнивание полученных первичных оценок с аналогичными результатами уравнивания тех же опорных станций в составе всей мировой сети IGS [Антонович, 2005, 2006; Herring et al., 2010a]...

...Обработка осуществлялась пакетом программ GAMIT/GLOBK, предназначенным для высокоточных геодезических определений по радионавигационным спутниковым измерениям [Herring et al., 2010a] на комплексе хранения и обработки астрономических данных ГАИШ МГУ (см. сайт в Интернете: https://istina.msu.ru/equipment/card/9351754/)...

...Для этого применяется алгоритм линейных преобразований над большим количеством случайных величин [Herring et al., 2010a, b]...



19. Herring T.A., King R.W., McClusky S.C. GLOBK: Global Kalman filter VLBI and GPS-analysis program, Release 10.4. Cambridge: Dept. of Earth Atmos. and Planet. Sci.; Mass. Inst. of Technol., 2010b. 91 p.

Контекст: ...IGS в первичное уравнивание позволяет выполнить совместное взвешенное уравнивание полученных первичных оценок с аналогичными результатами уравнивания тех же опорных станций в составе всей мировой сети IGS [Антонович, 2005, 2006; Herring et al., 2010a]...

...Обработка осуществлялась пакетом программ GAMIT/GLOBK, предназначенным для высокоточных геодезических определений по радионавигационным спутниковым измерениям [Herring et al., 2010a] на комплексе хранения и обработки астрономических данных ГАИШ МГУ (см. сайт в Интернете: https://istina.msu.ru/equipment/card/9351754/)...

...Для этого применяется алгоритм линейных преобразований над большим количеством случайных величин [Herring et al., 2010a, b]...



20. McClusky S., Balassanian S., Barka A., Demir C. Ergintav S., Georgiev I., Gurkan O., Hamburger M., Hurst K., Kahle H., Kastens K., Kekelidze G., King R., Kotzev V., Lenk O., Mahmoud S., Mishin A., Nadariya M. Global positioning system constraints on plate kinematics and dynamics in the Eastern Mediterranean and Caucasus // J. Geophys. Res. 2000. V. 105. P. 5695-5719. DOI: 10.1029/1999JB900351 EDN: LGCJCJ



21. Milyukov V., Kopaev A., Zharov V., Mironov A., Myasnikov A., Kaufman M., Duev D. Monitoring crustal deformations in the Northern Caucasus using a high precision long base laser strainmeter and the GPS/GLONASS network // J. Geodyn. 2010. V. 49. P. 216-223. DOI: 10.1016/j.jog.2009.10.003 EDN: MXNCGN

Контекст: ...Для детального исследования современной геодинамики Осетинской части Большого Кавказа в регионе начиная с 2010 г. действует и постоянно пополняется спутниково-геодезическая сеть, состоящая из станций непрерывных наблюдений и полевых пунктов для периодически-повторных измерений [Milyukov et al., 2010; Милюков и др., 2014а, б, 2015а, б, 2017]...



22. Nikolaidis R. Reilinger R., McClusky S., Souter B., Hamburger M., Prilepin M., Mishin A., Guseva T., Balassanian S. Preliminary estimates of plate convergence in the Caucasus collision zone from global positioning system measurements // Geophys. Res. Let. 1997. V. 24 (14). P. 1815-1818. DOI: 10.1029/97GL01672 EDN: LEBCGP

Контекст: ...(годовые - c, d, и полугодовые - e, f) и скачкообразные изменения местоположения станции (gi,k - коэффициент при единичной ступенчатой функции Хевисайда H), обозначающие величину одномоментного смещения [Nikolaidis et al., 1997; Dong et al., 2002; Bock, Melgar, 2016; Heflin et al., 2020]...



23. Observation of geodetic and seismic deformation with the Global Position System. San Diego: Univ. of California, 2002. 265 р. URL: http://sopac.ucsd.edu/input/processing/pubs/nikoThesis.pdf.

24. Sagiya T., Miyazaki S., Tada T. Continuous GPS array and present-day crustal deformation of Japan // Pure and Appl. Geophys. 2000. V. 157 (11-12). P. 2303-2322. 10.1007/PL00022507 (URL: https://link.springer.com/article/10.1007/PL00022507). DOI: 10.1007/PL00022507(URL EDN: ASWQYJ

Контекст: ...Данный подход был реализован в методе Шена [Shen Zheng-Kang et al., 1996] и в дальнейшем успешно применен в ряде проектов по оценки скоростей коровых деформаций по данным GPS-наблюдений [Sagiya et al., 2000; Костюк и др., 2010; Кадиров и др., 2014]...



25. Shen Zheng-Kang, Jackson D.D., Ge Bob X. Crustal deformation across and beyond the Los Angeles basin from geodetic measurements // J. Geophys. Res. Solid Earth. 1996. V. 101 (B12). P. 27957-27980. DOI: 10.1029/96JB02544

Контекст: ...Данный подход был реализован в методе Шена [Shen Zheng-Kang et al., 1996] и в дальнейшем успешно применен в ряде проектов по оценки скоростей коровых деформаций по данным GPS-наблюдений [Sagiya et al., 2000; Костюк и др., 2010; Кадиров и др., 2014]...