Геофизические процессы и биосфера: статья

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ ОСЕЙ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ ПО СВЕТОДАЛЬНОМЕРНЫМ ДАННЫМ МЕТОДОМ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА (ПЕТРОПАВЛОВСКИЙ ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОЛИГОН, П-ОВ КАМЧАТКА)
ФАТТАХОВ ЕВГЕНИЙ АЛЬБЕРТОВИЧ
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Россия, 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1
Журнал: Геофизические процессы и биосфера
Том: 20
Номер: 4
Год: 2021
Страницы: 138-146
УДК: 551. 24, 551. 243, 550. 342
DOI: 10.21455/GPB2021.4-9
Аннотация
Ключевые слова: ОБСЕРВАТОРИЯ "МИШЕННАЯ", ЗОНА СУБДУКЦИИ, ВУЛКАНЫ, СВЕТОДАЛЬНОМЕРНЫЕ ЛИНИИ, ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКАЯ РОЗЕТКА, ГЛАВНЫЕ ОСИ СЖАТИЯ И РАСТЯЖЕНИЯ, ГЕОДИНАМИЧЕСКИЙ ПОЛИГОН, ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ, ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ
Аннотация: Данные о напряженно-деформированном состоянии земной коры, полученные в процессе прецизионных наблюдений, исследовались методом тензометрического анализа, основанным на геометрической теории деформации. На одном из геодинамических полигонов в г. Петропавловск-Камчатский были произведены наземные светодальномерные наблюдения для расчетов главных осей сжатия и растяжения. Из 10 исходных линий были выбраны четыре варианта тензометрической розетки, которые позволили вычислить инвариантные характеристики деформационного процесса по измеренным смещениям земной поверхности. Тензометрический анализ результатов наблюдений заключался в определении величин главных деформаций, а также в вычислении угла между доминирующей осью нагружения и осью укорочения. В качестве факторов, задающих доминирующую ось нагружения, предложены два источника воздействия - магматизм (расположенные поблизости от места наблюдений активные вулканы) и зона субдукции (воздействие погружающейся Тихоокеанской плиты). Поскольку исследовался сейсмоактивный регион, для выявления возможной связи между землетрясениями и характеристиками деформационного процесса при анализе учитывались сильные ( М > 5.5) землетрясения.
Список литературы: 1. Авдейко Г.П., Палуева А.А. Сейсмотектоническая активность Камчатской зоны субдукции и оценка сейсмоопасности и цунамиопасности // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. 2008. № 1. С. 48-66. EDN: IUKFFV

Контекст: ...По результатам изучения работ [Левин и др., 2006, 2014; Авдейко, Палуева, 2008; Левин, 2009], в которых приводится направление движения Тихоокеанской плиты, а также модели, в которой рассматривается распределение деформаций в зоне субдукции [Стеблов и др., 2018; Стеблов, Сдельникова, 2019], доминирующее направление нагружения от зоны субдукции принято в направлении линии...



2. Бахтиаров В.Ф., Левин В.Е. Деформации земной поверхности по данным круглогодичных светодальномерных наблюдений из обсерватории "Мишенная", Камчатка, с 1979 по 1985 г. // Вулканология и сейсмология. 1989. № 2. С. 94-101.

Контекст: ...В ряде работ излагаются результаты проведенных наблюдений и делается попытка увязать наблюдаемые деформации с сейсмическими событиями региона [Бахтиаров, Левин, 1989; Чуриков, 1997; Кузьмин, Чуриков, 1998; Churikov, Kuzmin, 1998; Левин и др., 2006; Левин, 2009; Кузьмин, Фаттахов, 2018]...



3. Грунин А.Г., Кузьмин Ю.О., Фаттахов Е.А. Проблемные вопросы проектирования геодинамических полигонов на месторождениях УВ // Маркшейдерский вестн. 2014. № 6. С. 24-31. EDN: TFYMNL

Контекст: ...С одной стороны, это было верное решение, так как в настоящее время многие исследователи считают, что за спутниковыми наблюдениями будущее, а с другой - в ряде работ показано, что даже через 20 лет точность и детальность наблюдений на пунктах наземной геодезии остается выше, чем у спутниковой [Грунин и др., 2014; Квятковская и др., 2017; Кузьмин, 2017, 2019а; Квятковская, Фаттахов, 2019]...



4. Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 1. Требования к программе обработки // Сейсмические приборы. 2016а. Т. 52, № 1. С. 61-82. EDN: VLPCPF

Контекст: ...Поэтому обработка исходных длительных рядов наблюдений проводилась в пакете программ WinABD, который нацелен на полный статистический комплекс обработки и анализа экспериментальных временны́х геофизических рядов [Дещеревский и др., 2016а, б, 2019]...



5. Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Ч. 2. WinABD - пакет программ для сопровождения и анализа данных геофизического мониторинга // Сейсмические приборы. 2016б. Т. 52, № 3. С. 50-80. EDN: WAZAHP

Контекст: ...Поэтому обработка исходных длительных рядов наблюдений проводилась в пакете программ WinABD, который нацелен на полный статистический комплекс обработки и анализа экспериментальных временны́х геофизических рядов [Дещеревский и др., 2016а, б, 2019]...



6. Дещеревский А.В., Сидорин А.Я., Фаттахов Е.А. Комплексная методика описания и фильтрации экзогенных эффектов в данных мониторинга, учитывающая вид наблюдений и дефекты экспериментальных данных // Наука и технологические разработки. 2019. Т. 98, № 2. С. 25-60. EDN: UVQMOP

Контекст: ...Поэтому обработка исходных длительных рядов наблюдений проводилась в пакете программ WinABD, который нацелен на полный статистический комплекс обработки и анализа экспериментальных временны́х геофизических рядов [Дещеревский и др., 2016а, б, 2019]...



7. Есиков Н.П. Современные движения земной поверхности с позиций теории деформации. Новосибирск: Наука, 1991. 223 с.

Контекст: ...Возможность применимости этих формул для неоднородных сред обосновывается в известных монографиях [Костров, 1975; Есиков, 1991]...



8. Изюмов С.Ф., Кузьмин Ю.О. Исследование современных геодинамических процессов в Копетдагском регионе // Физика Земли. 2014. № 6. С. 3-16. EDN: STHELZ

Контекст: ...Некоторые из этих полигонов существуют и по сей день, и непрерывные ряды наблюдений на них насчитывают уже более 50 лет [Изюмов, Кузьмин, 2014; Кузьмин, 2021]...



9. Квятковская С.С., Фаттахов Е.А. Сравнительный анализ деформационных процессов на подземных хранилищах газа // Проблемы недропользования. 2019. № 4 (23). С. 38-49. EDN: VODUTC

Контекст: ...спутниковыми наблюдениями будущее, а с другой - в ряде работ показано, что даже через 20 лет точность и детальность наблюдений на пунктах наземной геодезии остается выше, чем у спутниковой [Грунин и др., 2014; Квятковская и др., 2017; Кузьмин, 2017, 2019а; Квятковская, Фаттахов, 2019]...

...работ показано, что даже через 20 лет точность и детальность наблюдений на пунктах наземной геодезии остается выше, чем у спутниковой [Грунин и др., 2014; Квятковская и др., 2017; Кузьмин, 2017, 2019а; Квятковская, Фаттахов, 2019]...



10. Квятковская С.С., Кузьмин Ю.О., Никитин Р.С., Фаттахов Е.А. Анализ деформаций земной поверхности на Степновском подземном хранилище газа методами спутниковой и наземной геодезии // Вестн. СГУГиТ. 2017. Т. 22, № 3. С. 16-32. EDN: WTPCAY

Контекст: ...спутниковыми наблюдениями будущее, а с другой - в ряде работ показано, что даже через 20 лет точность и детальность наблюдений на пунктах наземной геодезии остается выше, чем у спутниковой [Грунин и др., 2014; Квятковская и др., 2017; Кузьмин, 2017, 2019а; Квятковская, Фаттахов, 2019]...



11. Костров Б.В. Механика очага тектонического землетрясения. М.: Наука, 1975. 176 с.

Контекст: ...Возможность применимости этих формул для неоднородных сред обосновывается в известных монографиях [Костров, 1975; Есиков, 1991]...



12. Кузьмин Ю.О. Тектонофизика, и современная геодинамика // Физика Земли. 2009. № 11. С. 44-60. EDN: KXLAGT

Контекст: ...[Фаттахов, 2017], сопоставимы по уровню с 1-2 амплитудами земноприливных деформаций в регионе с аномально высокой сейсмотектонической активностью, что является действительно парадоксальной ситуацией [Кузьмин, 2009, 2013, 2018, 2019б]...



13. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломов и парадоксы скоростей деформаций // Физика Земли. 2013. № 5. С. 28-46. EDN: QYXGOV

Контекст: ...[Фаттахов, 2017], сопоставимы по уровню с 1-2 амплитудами земноприливных деформаций в регионе с аномально высокой сейсмотектонической активностью, что является действительно парадоксальной ситуацией [Кузьмин, 2009, 2013, 2018, 2019б]...



14. Кузьмин Ю.О. Парадоксы сопоставительного анализа измерений методами наземной и спутниковой геодезии в современной геодинамике // Физика Земли. 2017. № 6. С. 24-39. EDN: ZIEMHD

Контекст: ...а с другой - в ряде работ показано, что даже через 20 лет точность и детальность наблюдений на пунктах наземной геодезии остается выше, чем у спутниковой [Грунин и др., 2014; Квятковская и др., 2017; Кузьмин, 2017, 2019а; Квятковская, Фаттахов, 2019]...



15. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика раздвиговых разломов // Физика Земли. 2018. № 6. С. 87-105. EDN: YNDTRR

Контекст: ...В ряде работ излагаются результаты проведенных наблюдений и делается попытка увязать наблюдаемые деформации с сейсмическими событиями региона [Бахтиаров, Левин, 1989; Чуриков, 1997; Кузьмин, Чуриков, 1998; Churikov, Kuzmin, 1998; Левин и др., 2006; Левин, 2009; Кузьмин, Фаттахов, 2018]...

...[Фаттахов, 2017], сопоставимы по уровню с 1-2 амплитудами земноприливных деформаций в регионе с аномально высокой сейсмотектонической активностью, что является действительно парадоксальной ситуацией [Кузьмин, 2009, 2013, 2018, 2019б]...



16. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика: от движений земной коры до мониторинга ответственных объектов // Физика Земли. 2019а. № 1. С. 78-103. EDN: SLJIIX

Контекст: ...[Фаттахов, 2017], сопоставимы по уровню с 1-2 амплитудами земноприливных деформаций в регионе с аномально высокой сейсмотектонической активностью, что является действительно парадоксальной ситуацией [Кузьмин, 2009, 2013, 2018, 2019б]...

...а с другой - в ряде работ показано, что даже через 20 лет точность и детальность наблюдений на пунктах наземной геодезии остается выше, чем у спутниковой [Грунин и др., 2014; Квятковская и др., 2017; Кузьмин, 2017, 2019а; Квятковская, Фаттахов, 2019]...



17. Кузьмин Ю.О. Индуцированные деформации разломных зон // Физика Земли. 2019б. № 5. С. 61-75. EDN: HGLIBP

Контекст: ...[Фаттахов, 2017], сопоставимы по уровню с 1-2 амплитудами земноприливных деформаций в регионе с аномально высокой сейсмотектонической активностью, что является действительно парадоксальной ситуацией [Кузьмин, 2009, 2013, 2018, 2019б]...

...а с другой - в ряде работ показано, что даже через 20 лет точность и детальность наблюдений на пунктах наземной геодезии остается выше, чем у спутниковой [Грунин и др., 2014; Квятковская и др., 2017; Кузьмин, 2017, 2019а; Квятковская, Фаттахов, 2019]...



18. Кузьмин Ю.О. Геодинамическая эволюция Центральной Азии и современная геодинамика Копетдагского региона (Туркменистан) // Физика Земли. 2021. № 1. С. 144-153. EDN: WGSUEK

Контекст: ...Некоторые из этих полигонов существуют и по сей день, и непрерывные ряды наблюдений на них насчитывают уже более 50 лет [Изюмов, Кузьмин, 2014; Кузьмин, 2021]...



19. Кузьмин Ю.О., Жуков В.С. Современная геодинамика и вариации физических свойств горных пород. М.: Изд-во МГГУ, 2004. 262 с. EDN: SUTMVT

Контекст: ...В то же время результаты экспериментов на образцах показывают [Кузьмин, Жуков, 2004], что если задать инвариантную в течение всего периода доминирующую ось воздействия (например, одноосное нагружение на образце), угол между доминирующей осью и осью сжатия, измеренный по локальным тензометрическим датчикам, будет меняться всегда, так как это происходит в локальной области...

...При этом инвариантные результаты получаются только в однородной среде, когда воздействие происходит от одного источника как в ситуации с экспериментом на образце [Кузьмин, Жуков, 2004]...



20. Кузьмин Ю.О., Чуриков В.А. Механизм формирования аномальных деформационных процессов в период подготовки Камчатского землетрясения 2 марта 1992 г. // Вулканология и сейсмология. 1998. № 6. C. 37-51. EDN: WGBDBL

Контекст: ...В ряде работ излагаются результаты проведенных наблюдений и делается попытка увязать наблюдаемые деформации с сейсмическими событиями региона [Бахтиаров, Левин, 1989; Чуриков, 1997; Кузьмин, Чуриков, 1998; Churikov, Kuzmin, 1998; Левин и др., 2006; Левин, 2009; Кузьмин, Фаттахов, 2018]...



21. Кузьмин Ю.О., Фаттахов Е.А. Тензометрический метод анализа результатов наблюдений на геодинамических полигонах // Маркшейдерский вестн. 2016. № 5. С. 22-25. EDN: WZRDDJ

Контекст: ...Анализ длительных рядов прецизионных наблюдений с привлечением знаний о тектонике плит и направлениях движений этих плит дает возможность вычислить направление главных осей сжатия и растяжения в зонах сочленения с помощью тензометрического анализа [Кузьмин, Фаттахов, 2016]...



22. Кузьмин Ю.О., Фаттахов Е.А. Анализ повторных нивелирных наблюдений в зонах разломов методами теории деформаций // Вестн. СГУГиТ. 2018. Т. 23, № 4. С. 67-84. EDN: YRJFZZ

Контекст: ...В ряде работ излагаются результаты проведенных наблюдений и делается попытка увязать наблюдаемые деформации с сейсмическими событиями региона [Бахтиаров, Левин, 1989; Чуриков, 1997; Кузьмин, Чуриков, 1998; Churikov, Kuzmin, 1998; Левин и др., 2006; Левин, 2009; Кузьмин, Фаттахов, 2018]...

...[Фаттахов, 2017], сопоставимы по уровню с 1-2 амплитудами земноприливных деформаций в регионе с аномально высокой сейсмотектонической активностью, что является действительно парадоксальной ситуацией [Кузьмин, 2009, 2013, 2018, 2019б]...



23. Левин В.Е. GPS-мониторинг современных движений земной коры на Камчатке и Командорских островах 1997-2007 гг. // Вулканология и сейсмология. 2009. № 3. С. 60-70. EDN: KMLRGD

Контекст: ...В ряде работ [Левин и др., 2006, 2014; Левин, 2009] проводились расчеты главных осей сжатия и растяжения по данным светодальномерных и спутниковых измерений на геодинамическом полигоне на Камчатке (созданном более 60 лет назад), но ни в одной из них не отслеживалось изменение главных осей во времени...

...В ряде работ излагаются результаты проведенных наблюдений и делается попытка увязать наблюдаемые деформации с сейсмическими событиями региона [Бахтиаров, Левин, 1989; Чуриков, 1997; Кузьмин, Чуриков, 1998; Churikov, Kuzmin, 1998; Левин и др., 2006; Левин, 2009; Кузьмин, Фаттахов, 2018]...

...По результатам изучения работ [Левин и др., 2006, 2014; Авдейко, Палуева, 2008; Левин, 2009], в которых приводится направление движения Тихоокеанской плиты, а также модели, в которой рассматривается распределение деформаций в зоне субдукции [Стеблов и др., 2018; Стеблов, Сдельникова, 2019], доминирующее направление нагружения от зоны субдукции принято в направлении линии Р09...



24. Левин В.Е., Магуськин М.А., Бахтиаров В.Ф., Павлов В.М., Титков Н.Н. Мультисистемный геодезический мониторинг современных движений земной коры на Камчатке и Командорских островах // Вулканология и сейсмология. 2006. № 3. С. 54-67. EDN: HTUGVV

Контекст: ...В ряде работ [Левин и др., 2006, 2014; Левин, 2009] проводились расчеты главных осей сжатия и растяжения по данным светодальномерных и спутниковых измерений на геодинамическом полигоне на Камчатке (созданном более 60 лет назад), но ни в одной из них не отслеживалось изменение главных осей во времени...

...В ряде работ излагаются результаты проведенных наблюдений и делается попытка увязать наблюдаемые деформации с сейсмическими событиями региона [Бахтиаров, Левин, 1989; Чуриков, 1997; Кузьмин, Чуриков, 1998; Churikov, Kuzmin, 1998; Левин и др., 2006; Левин, 2009; Кузьмин, Фаттахов, 2018]...

...По результатам изучения работ [Левин и др., 2006, 2014; Авдейко, Палуева, 2008; Левин, 2009], в которых приводится направление движения Тихоокеанской плиты, а также модели, в которой рассматривается распределение деформаций в зоне субдукции [Стеблов и др., 2018;...



25. Левин В.Е., Бахтиаров В.Ф., Титков Н.Н., Сероветников С.С., Магуськин М.А., Ландер А.В. Современные движения земной коры (СЗДК) на Камчатке // Физика Земли. 2014. № 6. С. 17-36. EDN: STHEND

Контекст: ...В ряде работ [Левин и др., 2006, 2014; Левин, 2009] проводились расчеты главных осей сжатия и растяжения по данным светодальномерных и спутниковых измерений на геодинамическом полигоне на Камчатке (созданном более 60 лет назад), но ни в одной из них не отслеживалось изменение главных осей во времени...

...По результатам изучения работ [Левин и др., 2006, 2014; Авдейко, Палуева, 2008; Левин, 2009], в которых приводится направление движения Тихоокеанской плиты, а также модели, в которой рассматривается распределение деформаций в зоне субдукции [Стеблов и др., 2018;...



26. Ляв А. Математическая теория упругости / Пер. с 4-го англ. изд. Б.В. Булгакова и В.Н. Натанзона. М.; Л.: ОНТИ, 1935. 674 с.

Контекст: ...Расчеты по результатам измерений в тензометрических розетках основаны на геометрической теории деформации, выведенной из формул Коши [Ляв, 1935; Новожилов, 1958; Филоненко-Бородич, 1959]...



27. Новожилов В.В. Теория упругости. Л.: Судпромгиз, 1958. 374 с.

Контекст: ...Расчеты по результатам измерений в тензометрических розетках основаны на геометрической теории деформации, выведенной из формул Коши [Ляв, 1935; Новожилов, 1958; Филоненко-Бородич, 1959]...



28. Пригоровский Н.И. Методы и средства определения полей деформаций и напряжений. М.: Машиностроение, 1983. 248 с.

Контекст: ...Линейные деформации вычисляют из системы уравнений [Пригоровский, 1983] (1) где βxy - расчетная деформации сдвига в декартовой системе координат...



29. Стеблов Г.М., Сдельникова И.А. Закономерности пространственно-временных вариаций деформационных процессов в районе японской зоны субдукции // Физика Земли. 2019. № 4. С. 89-98. EDN: IIMXGW

Контекст: ...По результатам изучения работ [Левин и др., 2006, 2014; Авдейко, Палуева, 2008; Левин, 2009], в которых приводится направление движения Тихоокеанской плиты, а также модели, в которой рассматривается распределение деформаций в зоне субдукции [Стеблов и др., 2018; Стеблов, Сдельникова, 2019], доминирующее направление нагружения от зоны субдукции принято в направлении линии Р09...



30. Стеблов Г.М., Лобковский Л.И., Владимирова И.С., Баранов Б.В., Сдельникова И.А., Габсатаров Ю.В. Сейсмотектонические деформации Курильской островной дуги на различных стадиях сейсмического цикла, связанные с Симуширскими землетрясениями // Вулканология и сейсмология. 2018. № 6. С. 57-69. EDN: YOJTZB

Контекст: ...По результатам изучения работ [Левин и др., 2006, 2014; Авдейко, Палуева, 2008; Левин, 2009], в которых приводится направление движения Тихоокеанской плиты, а также модели, в которой рассматривается распределение деформаций в зоне субдукции [Стеблов и др., 2018; Стеблов, Сдельникова, 2019], доминирующее направление нагружения от зоны субдукции принято в направлении линии Р09...



31. Терещенко В.Е., Лагутина Е.К. Сравнение относительных смещений пунктов сети постоянно действующих базовых станций Новосибирской области, полученных с использованием различных онлайн-сервисов обработки спутниковых измерений // Вестн. СГУГиТ. 2019. Т. 24, № 2. С. 76-94. EDN: ZYJIMX

Контекст: ...Кроме того, точность измеренных данных спутниковой геодезии сильно зависит от применяемого пакета обработки данных [Терещенко, Лагутина, 2019]...



32. Фаттахов Е.А. Спектрально-временной анализ светодальномерных наблюдений на Камчатском и Ашхабадском геодинамических полигонах // Вестн. СГУГиТ. 2017. Т. 22, № 4. С. 5-17. EDN: YTZDSI

Контекст: ...С помощью пакета WinABD был проведен первичный анализ данных, а также рассчитаны спектры Фурье и периодограммы [Фаттахов, 2017]...

...При этом среднегодовые скорости горизонтальных деформаций по светодальномерным линиям, полученные по результатам спектрально-временно́го анализа [Фаттахов, 2017], сопоставимы по уровню с 1-2 амплитудами земноприливных деформаций в регионе с аномально высокой сейсмотектонической активностью, что является действительно парадоксальной ситуацией [Кузьмин, 2009, 2013, 2018, 2019б]...



33. Филоненко-Бородич М.М. Теория упругости. М.: Гос. изд-во физ.-мат. литературы, 1959. 364 с.

Контекст: ...Расчеты по результатам измерений в тензометрических розетках основаны на геометрической теории деформации, выведенной из формул Коши [Ляв, 1935; Новожилов, 1958; Филоненко-Бородич, 1959]...



34. Чуриков В.А. Исследование взаимосвязи современных деформационных и сейсмических процессов в зонах разломов, на примере Камчатки: Дис.... канд. физ.-мат. наук. М., 1997. 118 с. EDN: ZLRVRN

Контекст: ...В ряде работ излагаются результаты проведенных наблюдений и делается попытка увязать наблюдаемые деформации с сейсмическими событиями региона [Бахтиаров, Левин, 1989; Чуриков, 1997; Кузьмин, Чуриков, 1998; Churikov, Kuzmin, 1998; Левин и др., 2006; Левин, 2009; Кузьмин, Фаттахов, 2018]...



35. Churikov V.A., Kuzmin Yu.O. Relation between deformation and seismicity in the active fault zone of Kamchatka, Russia // Geophys. J. Inter. 1998. V. 133. P. 607-614. EDN: LFCQTV

Контекст: ...В ряде работ излагаются результаты проведенных наблюдений и делается попытка увязать наблюдаемые деформации с сейсмическими событиями региона [Бахтиаров, Левин, 1989; Чуриков, 1997; Кузьмин, Чуриков, 1998; Churikov, Kuzmin, 1998; Левин и др., 2006; Левин, 2009; Кузьмин, Фаттахов, 2018]...