Приливные и медленные деформации земной коры юга Сибири по экспериментальным данным

Тимофеев, Владимир Юрьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Приливные и медленные деформации земной коры юга Сибири по экспериментальным данным
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Приливные и медленные деформации земной коры юга Сибири по экспериментальным данным"

На правах рукописи

ТИМОФЕЕВ Владимир Юрьевич

ПРИЛИВНЫЕ И МЕДЛЕННЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ ЮГА СИБИРИ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ДАННЫМ

25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

НОВОСИБИРСК 2004

Работа выполнена в Институте геофизики Сибирского отделения Российской Академии наук

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент РАН

Защита состоится /¿июня 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.003.050.05 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале ОИГГМ.

Адрес: 630090, Новосибирск 90, проспект Ак.Коптюга, 3 Факс (383-2) 33-27-92

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН

Ведущая организация: Институт физики Земли РАН (ИФЗ РАН, г. Москва)

Автореферат разослан «

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор физико-математических наук Ю.А.Дашевский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Настоящая работа посвящена исследованиям интенсивно развивающегося в настоящее время направления физики Земли: динамике системы Земля-Луна, деформациям Земли, вызванным приливными силами, и региональным современным движениям, деформациям и порождающим их тектоническим силам.

Объектом данного исследования являются процессы современного деформирования земной коры регионов юга Сибири и Дальнего Востока, определяемые реологическими характеристиками коры и мантии, отражающиеся в изменениях полей силы тяжести, наклонов, деформаций и смещений и вызванные приливными, тектоническими силами и сезонными нагрузками в частотном диапазоне часы - десятки лет.

Актуальность проблемы. Экспериментальная проверка моделей приливной деформации Земли является актуальной проблемой современной геофизики. Новые решения этой проблемы связываются с разработкой новых средств геофизических, геодезических, астрометрических измерений, высокая точность которых требует надежного исключения влияния приливных деформаций, а с другой стороны — открывает новые возможности изучения внутреннего строения Земли по приливным данным (Wahr J., Молоденские М.С. и СМ., Dehant V. и др.). Теоретические исследования привели к созданию моделей, учитывающих особенности строения Земли (модели Гильберта-Дзивонского, томографические модели строения Земли). Отдельно стоит вопрос о влиянии структурных неоднородностей — от латеральных эффектов в верхней и нижней мантии, топографии границы ядро-мантия до глубинных разломов земной коры (Harrison J., Молоденский СМ., Blair D., Beaumont С, Berger J. и др.) - на приливные параметры. Проверка существующих моделей для Земли в целом проводится по спутниковым данным, а по отдельным регионам адекватность моделей можно оценить только по данным экспериментов на трансконтинентальных профилях. Так, результаты исследования по широтному земноприливному профилю Западная Сибирь - Дальний Восток, пересекающему Байкальскую рифтовую зону с неоднородностями мантии, позволяют провести верификацию современных приливных моделей в различных частях континента Евразия, наиболее крупного на Земле. Эффекты глубинных неоднородностей составляют малую величину от полной приливной реакции (Ю''+IO"4), поэтому учет их влияния требует повышения точности аппаратурного комплекса (приливные гравиметры, наклономеры, деформографы), усовершенствования методов сбора и обработки информации.

Экспериментальные данные важны при разработке моделей приливной деформации, для расчетов приливных поправок при высокоточных измерениях силы тяжести, при высокоточных геофизических измерениях, отражающих вариации деформации и напряжений в земной коре, для определении смещений земной поверхности в геоцентрической системе координат (по методам космической геодезии VLBI, GPS/GLONASS, SLR, LLR, DORIS, Sat. Alt). Определение приливных параметров с точностью до десятой доли процента позволяет проводить расчет смещений до десятых долей миллиметра. В связи с развитием методов космической геодезии на территории Сибири и Дальнего Востока России вопрос о приливных параметрах тесно связан с точностью оценок, получаемых GPS-методом.

Современные деформации активно проявляются на границах тектонических плит, в зонах контакта платформ и сейсмоактивных областей, в зонах глубинных разломов земной коры. Современная граница зоны активных деформаций Центральной Азии расположена на юге Сибири. Моделирование процессов деформирования требует знания величин эффективных реологических параметров среды, определяемых по данным многолетних измерений. Несмотря на активное развитие различных методов измерения смещений и деформаций, мониторинг процессов в приразломных зонах возможен только методами подземной наклонометрии и деформографии. Практически только в области деформографии и наклонометрии получены многолетние ряды непрерывных наблюдений, позволяющие рассматривать процесс деформирования во времени. Для интерпретации полученных данных требуется рассмотрение различных реологических моделей среды. Наличие информации о долговременных изменениях перемещений, силы тяжести, деформаций и наклонов позволяет оценивать напряжения в земной коре, изучать структуру, реологию региона и связь с сейсмической активностью. Изменение деформаций во времени и реология среды активно исследуются в зоне Тихоокеанского кольца на границе континентальных и океанических плит. Внутриконтинентальная же зона активных сейсмических процессов Центральной Азии изучена недостаточно. Отсюда рассмотрение процессов на этой границе (на примере юго-западной части Байкальской рифтовой зоны) является актуальным.

Цель исследований: количественно оценить эффекты приливного и долговременного деформирования Земли на транссибирском профиле с учетом влияния латеральных неоднородностей коры и мантии, эффектов постсейсмической релаксации коры и верхней мантии.

Основные задачи исследования:

- проверка соответствия моделей приливной деформации Земли Вара-Дюхан в статической и динамической части, приливной модели Мирового океана Швидерского на основе экспериментального определения приливных параметров для станций субширотного трансазиатского профиля с точностью до третьего-четвертого знака.

- установить количественно влияние неоднородностей мантии на приливный гравиметрический фактор (для Байкальской рифтовой зоны и транссибирского профиля).

- с учетом моделей разлома Бамонта-Бергера-Молоденского рассмотреть влияние разломов на приливные параметры, полученные из анализа наклонов и деформаций (для границы Байкальской рифтовой зоны и Сибирской платформы).

- на основе многолетних изменений наклона выбрать модель деформирования и получить значения реологических параметров, определить модель деформирования и смещения блоков земной коры по вариациям скоростей деформаций (в зоне контакта БРЗ и платформы), определить значения эффективной вязкости при различных моделях деформирования.

Фактический материал и методы исследований.

автором проведены многолетние высокоточные измерения с помощью приливных наклономеров (1985 - 2003 гг.), гравиметров (1991 - 2003 гг.), штанговых деформографов (1989 - 2003 гг.) и получены уникальные данные. Подобные ряды экспериментальных данных для рассматриваемых регионов получены впервые и отличаются высокой точностью.

Данные по абсолютной гравиметрии (1992 - 2003 гг.), лазерной деформографии (1992 - 2003 гг.) и водомерным измерениям (1979 — 1990 гг.) получены автором» совместно с Арнаутовым Г.П., Стусем Ю.Ф., Калишем Е.Н., Рыбушкиным А.Ю., Фоминым Ю.Н.. Аппаратурный комплекс, используемый в исследованиях, включал в себя приборы, принадлежащие Институту геофизики СО РАН, Институту автоматики и электрометрии СО РАН, Королевской обсерватории Бельгии, Байкальской опытно-методической сейсмологической экспедицией и Сибирской опытно-методической лазерной партии. В комплексных исследованиях использовались материалы, полученные Институтом земной коры СО РАН, Байкальской опытно-методической сейсмологической экспедицией и ВСНИИФТРИ (г.Иркутск). Анализ приливных данных проводился с использованием материалов банка данных Международного приливного центра (ICET).

Основные методы исследования: приливный анализ, эксперимент, сопоставление адаптированных моделей и приливных параметров. Методика обработки материалов приливных измерений соответствует требованиям Международного приливного центра, использовались программы для ПК, разработанные Venedikov (Болгария), Wenzel (Германия) и Ducarme (Бельгия). Рассматривались модели приливной деформации Земли Молоденского М.С. и СМ., Wahr J., Duhant V., Beaumont С. и Berger J., а также модели влияния океана по Schiwiderski E., данные по движению полюса международного центра вращения Земли (Севр, Франция).

Использовалась совокупность экспериментальных методов:

- для гравиметров впервые использовались сверка на базовой приливной обсерватории Уикль (Бельгия) мировой сети ICET и метод калибровок с применением гравиметра ГАБЛ. Использование комплекса методов калибровки гравиметров обеспечило точность, соответствующую четвертому знаку в приливном параметре;

- для приливных кварцевых наклономеров впервые использован «нулевой» метод и проведена сверка приборов на Приливной обсерватории Вальферданже (Люксембург) Европейского центра по геодинамике. С использованием электромагнитного метода и метода смещений с помощью кварцевой пружины получена высокая точность как в приливном диапазоне (до 10-10), так и в многолетнем (до 10*7);

- для всех видов измерений проведена оценка сезонных эффектов (температурные, барические эффекты и нагрузка оз.Байкал) и их вклад в результаты наблюдений;

одновременное использование линейных штанговых и лазерных деформографических систем позволяет достигать высокую точность в приливном диапазоне (до 10-11) и в многолетнем диапазоне (до 10-8).

Данные по космической геодезии на постоянных пунктах Азии и по сетевым измерениям (Алтай, Новосибирск, Иркутск, БРЗ) получены Calais E., Deverchere J.,

Леви К.Г., Саньковым В.А., Трапезниковым Ю.А., Зубовичем А.В., Братины В.Д. и

автором работы. Результаты GPS измерений обрабатывались по программам GPSurvay, GAMIT-Globk, как в Институте геофизики СО РАН, так и в мировых и региональных центрах обработки данных. В исследованиях современных движений земной коры юга Сибири привлекались результаты, полученные геодезистами ГУГКа, Колмогоровыми В.Г. и П.П. и др. Строение регионов юга Сибири рассматривалось с учетом представлений: Пузырева Н.Н., Фотиади Э.Э., Крылова СВ., Дучкова А.Д., Зорина Ю.А., Логачева НА., Артюшкова Е.В., Ружича В.В. и др. Гравиметрические приливные измерения (ст.Ключи) и обработка материалов проводилось при участии Сарычевой Ю.К.. Модели деформирования земной коры юго-западной части БРЗ разрабатывались с учетом моделей Elsasser W., Budiansky В., Amazigo J., Rice J., Nur J., Hager В., Herring Т. и др.

Исследования проводились согласно планам НИР Института геологии и геофизики СО АН СССР и Института геофизики СО РАН, в соответствии с программой ГНТП «Глобальные изменения природной среды и климата», а также при поддержке грантов РФФИ № 93-05-14021, № 95-05-15517с, № 97-05-96502, № 98-05-65228, № 98-05-05-65227, № 01-05-471, № 01-05-478 и в рамках интеграционного проекта 77 СО РАН «Стратегия прогноза землетрясений на ЮжноБайкальском геодинамическом полигоне». Под руководством автора выполнены исследования по проектам «Земноприливные исследования в Сибири» и «Земноприливные исследования в Сибири и на Дальнем Востоке России» согласно межправительственным российско-бельгийским соглашениям 1995г., 1997 г., 1999 г., 2002 г. и по проекту ИНТАС № 97-30874.

Защищаемые положения:

1. Экспериментально, с использованием математических и физических построений теории приливных деформаций Земли подтверждена корректность моделей Вара-Дюхан с параметрами Земли по Гильберту-Дзивонскому (PREM) для северной части Азии, впервые в России получена экспериментальная кривая резонанса в районе частоты свободной нутации жидкого ядра Земли в суточном приливном диапазоне.

2. Экспериментально, с использованием модели Молоденского СМ. для латеральных неоднородностей, сделана количественная оценка влияния неоднородностей мантии на гравиметрический фактор (0.06%) для Байкальской рифтовой зоны.

3. Экспериментально на приливных параметрах, определяемых по наклономерным и деформографическим измерениям, получено их соответствие приливным моделям Бамонта-Бергера-Молоденского (неоднородность по упругим модулям) для зоны глубинного разлома (до 10 % и до 9°), выделены вариации во времени приливных амплитуд и фаз (до 5% и 5°).

4. Используя реологические модели Кельвина-Фойхта и Максвелла по кривым затухания наклонов и деформаций после сильных (магнитуда 6-7) землетрясений региона, получена оценка реологического параметра - эффективной вязкости для зоны разлома (1018 Пас), нижней коры и астеносферы (10 + 1020 Байкальской рифтовой зоны.

Научная новизна и личный вклад:

1. По данным многолетнего мониторинга приливных вариаций силы тяжести, полученным с помощью гравиметров Аскания и ЛаКоста-Ромберга, при

использовании современных методов подготовки и анализа данных (приливные программы Венедикова-Дюкарма и ETERNA, программа расчета влияния океана), определены значения региональных приливных параметров - амплитудного фактора и фазового запаздывания для приливных волн 01, PI, S1, К1, yl, N2, М2 и S2 (Западная, Восточная Сибирь и Дальний Восток). Использованы оригинальные серии данных длиной от 1.5 до 6 лет полученные автором на обсерваториях Ключи (Новосибирск), Иркутск - ВНИИФТРИ, Талая (оз.Байкал), Забайкальское (Хабаровский край). Полученные результаты позволяет провести верификацию моделей приливной деформации Вара-Дюхан-1993 и Дюхан-Дефрейн-Вара-1999. Точность оценок приливных параметров по Трансазиатскому профилю позволила разделить модели и остановиться на модели Вара-Дюхан1993 с упругой мантией. Данная оценка подтверждена результатами европейских станций (Международный приливный банк данных ЕСЕТ) для трансконтинентального профиля для средних широт. Восточную часть профиля и составляет представленный трансазиатский профиль.

2. Используя анализ результатов по приливным вариациям силы тяжести, наклонов и деформаций по обсерваториям Ключи, Иркутск и Талая получены значения частоты свободной нутации жидкого ядра отражающей динамический эффект жидкого ядра Земли. Результаты показали отличие от условий равновесия (модель WD93) на границе мантии и жидкого ядра Земли (5-8%). Полученные результаты соответствуют результатам по гравиметрам на основе эффекта сверхпроводимости (SG) и по VLBI методу, полученным в Западной Европе и Северной Америке.

3. По данным о наклонах, полученным кварцевыми наклономерами, и о деформациях, полученным штанговыми и лазерными деформографами, оценены локальные вариации приливных параметров для приливных волн 01 и М2 в различных азимутах для зоны разлома на границе Сибирской платформы и юго-западной части Байкальской рифтовой зоны. В результатах отмечены азимутальные различия (до 10-15 % в приливной амплитуде наклонов и деформаций, и до 9° в фазовом запаздывании), связанные с существованием глубинного разлома земной коры. Полученные отличия могут быть вызваны аномальными упругими свойствами зоны разлома (по Vp до 6%). Подход с использованием положений статической теории приливных деформаций позволил исключить искажение поля деформаций, вызванное локальными источниками. Получено значение числа Шила 1 = 0.0839+0.0001 с высокой точностью.

4. По данным о деформациях, полученным лазерным деформографом, определен характер изменений во времени приливных параметров (амплитуды и фазы приливной волны М2) разломной зоны в юго-западной части Байкальского региона Вариации в амплитуде могут достигать 1-5 %, в фазе 1-5°, что может быть связано с вариациями упругих модулей в зоне разлома (по Vp до 2%). Вариации приливных амплитуд и фаз, полученные на трехмесячных сериях лазерным деформографом, коррелируют с периодами сильных землетрясений юго-западной части Байкальской рифтовой зоны (27.12.1991 г., М =7; 29.06.1995 г., М=5.5,25.02.1999 г., М=5.8).

платформы и Байкальского рифта (юго-западная часть - ст. Талая). В периоды сильных землетрясений изменения составляют от 10-5 до 10-6 в год, при обычных значениях -10-8+ 10-7 в год.

6. По данным, полученным с помощью кварцевых наклономеров (1985-2003 гг.), выделены циклы в ходе наклонов от 3 до 18.5 лет: моменты поворота вектора наклона совпадают с сильными (М>5) локальными (L<200 км) землетрясениями. На кривой хода наклонов выделена фаза нагружения и разгрузки, используя модель Кельвина-Фойхта, проведена оценка эффективной вязкости зоны глубинного разлома(2-1018 Па с) и переменной части тектонических напряжений (2МПа).

7. По данным деформографических измерений, получены значения главных деформаций и их изменения во времени. Ориентация главных осей деформации соответствует наличию к северу от пункта субширотной границы Байкальской рифтовой зоны. Характер изменения кривой сдвиговой деформации в период сильного землетрясения на границе БРЗ (М = 7) указывает на вязко-упругий характер деформирования приразломной части литосферы по модели Максвелла (1019Па с).

8. Показано, что горизонтальные деформации в приразломной зоне (с.Талая) связаны с субширотными перемещениями блоков земной коры вдоль разлома (от 1 до 10 мм в год). По экспериментальным данным за 12 лет выделены вариации, связанные с накоплением и релаксацией деформации при сильных землетрясениях в земной коре региона. На периодах более года для интерпретации результатов могут быть использованы модели типа литосфера-астеносфера и двухслойные модели земной коры. В зависимости от вида модели эффективная вязкость оценивается значениями от 1019 до 1020 Па с.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований позволили обосновать возможность применения приливных моделей Вара-Дюхан (1993) и океанических приливных моделей Швидерского (1980-1983) для расчета поправок при определении значения ускорения силы тяжести и измерении смещений методами космической геодезии в азиатской части России. Точность полученных экспериментальных оценок (0.1%) приливных параметров позволяет проводить расчеты приливных поправок до 0.1 микрогала в гравиметрии и до 0.1 мм в смещениях (методы GPS геодезии и др.). Эти результаты подтверждают достоверность полученных в последние годы оценок скоростей современных движений (Саньков, Кале, Зубович, Тимофеев) и возможность их использования для проверки различных геодинамических моделей. Полученные экспериментальные и теоретические оценки эффектов мантии накладывают ограничения на латеральные аномалии по профилю, менее 1% для верхней мантии (мощность 300 км) и менее 0.3% для мантии в целом. Исследования в восточной части профиля позволяют начать верификацию существующих и построение новых моделей Мирового океана для северо-западной части Тихого океана и морей восточной части России. Мониторинговые исследования наклонов и деформаций показали связь поверхностных наклонов и деформаций с развитием сейсмического процесса (для средних и сильных землетрясений). Полученные зависимости будут использованы при построении теории развития сейсмического процесса и при исследованиях по прогнозу землетрясений. Полученные значения эффективной вязкости для зоны

разлома, нижней коры и астеносферы могут быть использованы при моделировании процессов деформирования Байкальской рифтовой зоны.

Апробация работы. Подходы и результаты, полученные в работе, неоднократно докладывались автором на российских и зарубежных конференциях. Среди конференций можно выделить следующие: «Метрология в гравиметрии», (Харьков. 1980, 1984, 1991); «Современные движения земной коры», (Кишинев. 1982); II Орловская конференция «Изучение Земли как планеты методами геофизики и астрономии», (Полтава, 1986); Симпозиум КАПГ по изучению современных движений земной коры. (Дагомыс, 1988); Совещания по сейсмологии и прогнозу землетрясений (Иркутск, 1987,1989,1990); « Геодезия и сейсмология, деформация и прогноз», (Ереван, 1989); «Геолого-геофизические исследования в сейсмоопасных зонах СССР», (Фрунзе, 1989); «Разломообразование в литосфере: тектонофизические аспекты», (Иркутск, 1990); Zonenshain memorial conference on plate tectonics, (Москва, 1993); «Геодинамика, структура и металлогения складчатых сооружений юга Сибири», (Новосибирск, 1994); «Напряжения в литосфере (глобальные, региональные, локальные)», (Москва, 1994); Conference on stress and stress release in the lithosphere, (Karlsruhe, Germany, 1995); «Gravity and Geoid» (Graz, Austria, 1995); «Continental rift tectonics and evolution of sedimentary basins», (Новосибирск, 1996); 13* International Symposium on Earth Tides, (Brussels, Belgium,

1997), "Method of study, structure and monitoring of the lithosphere" (Новосибирск,

1998); «Современная сейсмология: Достижения и проблемы» (Москва, 1998); IUGG 99 (Birmingham UK, 1999); «300 лет геологической службе России» (Санкт-Петербург, 2000); «Внутреннее ядро Земли. Геофизическая информация о процессах в ядре» (Москва, 2000), международный семинар "On the Use of Space Techniques for Asia-Pacific Regional Crustal Movements Studies", APSG, (Иркутск, 2002), Второй международный семинар по Геодинамике и проблемам окружающей среды высокогорных регионов, (Бишкек, 2002), LIII конференция «Современные проблемы геодезии и оптики», СГТА, (Новосибирск, 2003).

По теме диссертации опубликовано более 100 работ (около 50 статей в реферируемых журналах).

Структура' диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 296 наименований. Полный объем диссертации 297 страниц, включая 75 рисунков и 83 таблицы.

Благодарности. В заключение автор считает своим приятным долгом сказать, что в процессе исследований на различных этапах многолетней работы он ощущал благожелательное внимание и содействие, а также получал ценные советы и помощь коллег и специалистов - Э.Э. Фотиади, СВ. Крылова, Н.Н. Пузырева, Н.Л. Добрецова, Д.Г Гриднева, Н.Н. Парийского, С.М. Молоденского, А.В. Ладынина, Ю.К. Сарычевой, Б.П. Перцева, Л.А. Ладыниной, В.Д. Суворова, Б.П.Сибирякова,

B.Г. Колмогорова, П.П.Колмогоровой, А.Г. Кирдяшкина, Г.П. Арнаутова, Е.Н.Калиша, Ю.Ф. Стусь, М.Г. Смирнова, В.М.Семибаламута, В.А.Орлова, П.Мельхиора, Б.Дюкарма, М. Ван Раумбеке, М.Бонадца, А.В. Зубовича, О.И. Мосиенко, П.Г. Дядькова и многих других. Большая и неоценимая помощь в экспериментальных исследованиях была оказана О.К.Масальским, Л.В.Анисимовой,

C.Ф.Паниным, В.А.Ощепковым, В.Ф.Ощепковой, А.Ю.Рыбушкиным, А.Н.

Фоминым, ЕА Грибановой, П.Ю. Горновым, СЮ. Хомутовым, B.C. Яковенко, ДХ.Ардюковым, ЕАЗапреевой и другими. Всем им автор искренне благодарен.

Автор особо признателен С.В.Гольдину, А.Д.Дучкову и М.И. Эпову, настойчивые и дружеские советы, которых в значительной мере способствовали появлению этой работы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении.обосновывается актуальность темы диссертации, определены цели работы, перечислены положения диссертации, которые выносятся на защиту.

Первая глава посвящена приливным явлениям, истории их изучения и нерешенным проблемам, современному состоянию вопроса о смещениях и деформациях земной коры юга Сибири.

В разделе (1.1.) содержатся сведения о приливном потенциале, статической теории приливных деформаций Земли, динамическом эффекте жидкого ядра и методах анализа

Приливы являются геофизическим явлением с точно известной силой воздействия. Это глобальное планетарное явление с большой длиной волны и, следовательно, трудно выделяемой локальной и даже региональной составляющей. Приливы занимают частный диапазон (периоды от 8 часов до 30 часов) между сейсмическими, собственными частотами Земли (периоды меньше 1 часа) и периодом движения полюса (434 дня). Приливные силы играют важную роль в динамике системы Земля-Луна и определяют многие природные процессы (Авсюк Ю.Н., 1996). По тригонометрическим соотношениям с использованием полиномов Лежандра (Р) выделяются три вида приливов второго порядка: полусуточные приливы с географическим распределением, представленным секториальными сферическими гармоническими функциями (n = m в уравнении 1); суточными приливами с распределением, представленным тессеральными сферическими гармоническими функциями (m > n в уравнении 1); двухнедельные, месячные, полугодовые и годовые приливы с распределением, представленным зональными сферическими гармоническими функциями (m = 0 в уравнении 1). Секториальные волны вызывают вековое замедление скорости вращения Земли. Тессеральные волны связаны с прецессией и нутацией, зональные - вызывают периодические флуктуации в скорости вращения Земли. Общее выражение приливного потенциала (W) может быть записано в виде: (1)

^-zt w.'+yO«-'»)*]?:^«*

К — произведение постоянной Дудсона (D) и функции широты (9); D — где f- постоянная тяготения, mm, m, - массы Луны и Солнца, а -средний радиус Земли, с - среднее расстояние от Земли до Луны.

Виды разложения приливного потенциала для различных эпох приведены в таблице 1. Статическая приливная теория (инерционные эффекты не учитываются) строилась численным интегрированием уравнений деформации, с учетом внутреннего строения Земли, для самогравитирующей планеты с радиально

неоднородной упругой оболочкой и неоднородным сжимаемым ядром при следующих упрощающих предположениях:

а) приливы в идеально упругой оболочке и идеально жидким ядром во всех случаях рассматривались в статическом приближении; б) не учитывались эффекты влияния горизонтальных неоднородностей; в) не принимались во внимание существование океанического прилива и диссипация приливной энергии в океане. Использование этих моделей и данных измерений позволило ограничить модуль сдвига ядра величиной ц £ 1 ГПа (Такеучи, 1950).

Таблица 1. Составляющие приливного разложения,

Циф- Длин Суточ Полу Треть Чет- Всего ст

ры в ноле ные суточ суточ- верть

Anmi риод ные ные ные сут.

Doodson(1921) 5 99 158 115 14 - 386 50

Cartwright-Tayler

Edden(1973) 5 128 205 155 17 - 505 35

Bullesfeld (1985) 5 169 246 195 42 4 656 40

Xi Qin Wen (1987) 5 263 457 374 77 7 1178 15

Tamura(1987) 6(+) 281 450 377 82 10 1200

О 2 2 4

Примечание: ст - стандартное отклонение в наногалах согласно анализу теоретических серий; (*) - включая члены, вызванные Венерой и Юпитером; (+) -соответственно до 0.8 наногал для каждой компоненты

С конца 19-ого века рассматривается проблема эллипсоидального невязкого, жидкого ядра, вращающегося внутри твердой тонкой оболочки (Гук 1895; Слудский, 1895; Пуанкаре 1910). По этому поводу М.С.Молоденский в 1961 году опубликовал работу, которая вскоре была экспериментально проверена. Динамический эффект жидкого ядра Земли наблюдается в суточной части приливного спектра. Моменты сил, вызывающие прецессию и нутацию, обязаны тессеральному приливу. Для теоретических расчетов используются уравнения моментов для различных оболочек Земли. Резонансная частота, на которой жидкое ядро может иметь нутации по отношению к твердой мантии, существенно зависит от сжатия границы ядро-мантия. Если вращение планеты является гидростатически равновесным, сжатие определяется дифференциальным уравнением второго порядка, численное интегрирование которого дает величину сжатия 1/392,8.

Экспериментальное определение частоты свободной нутации ядра проводится по наблюдаемым резонансам в тессеральных приливах. Анализ этих измерений дает важный инструмент для исследования структуры и динамики жидкого ядра Земли и оценки приливных моделей.

В дальнейшем концепция переходных функций (чисел Лява и Шида) была расширена для постоянно вращающейся, слабо эллиптической Земли с упругим внутренним ядром, жидким внешним ядром и упругой мантией (Wahr, 1981), с учетом широтной зависимости чисел Лява. Эффекты неупругости мантии

рассматривались в работе С.М.Молоденского (1984). Позднее эффекты неупругости мантии были введены в уравнения (Duhant et al., 1987, 1999), используя комплексные выражения для модуля сдвига, и далее интегрируя дифференциальные уравнения, получены комплексные приливные параметры.

Используя модельные значения переходных функций (чисел Лява) и расчет приливного потенциала, строится теоретическая приливная реакция Земли для данной точки и определенного вида наблюдений. Приливный «гармонический» анализ заключается в сравнении наблюденного и теоретического значения. Он основывается на методе наименьших квадратов с использованием специальных цифровых фильтров для разделения трех лапласовых серий приливов перед выделением наибольшего количества спектральных линий в зависимости от длины записи.

В 70-е годы, когда гравиметрические измерения распространились в Европе, Северной Америке и Японии стало реальным начать программу «Мирового приливного гравиметрического профиля». Банк данных ICET содержит информации о 327 различных станциях. Главными целями создания мировой сети станций были уточнение приливной теории и оценка возможности моделирования приливного взаимодействия океан-континент. Проверка показала существование расхождений в существующих приливных картах океанов.

В разделе 12 рассматриваются модели океанического прилива и эффекты нагружения. Основные уравнения даны еще Лапласом, но несколько существенных факторов добавлено позднее для реального описания явления: трение на дне океана; вязкая турбулентная диссипация; вторичный приливный потенциал W*. Он представляет собой комбинацию: 1) добавки в ньютоновский потенциал, вызванной притяжением от океанического прилива; 2) дополнительный упругий потенциал, вызванной деформацией океанического дна под действием океанической приливной нагрузки (нагрузочное число к'„); 3) деформация дна океана и смещение от океанической нагрузки (нагрузочное число

Расчеты проводились многими авторами (Longman, 1962; Farrell, 1972; Hendershott, 1972). Наиболее признанной сейчас версией является решение (Schwiderski, 1980,1983), которое удовлетворительно согласуется с мировой картой -по экстремальным высотным точкам и по давлению на дне морей. Океаническую поправку необходимо учитывать при анализе приливного фактора и сравнении с приливной моделью Земли. Для отдельной волны элементарная векторная комбинация из наблюдаемого вектора А (А,а) с упругим модельным откликом без океанов R (R,0), океанической нагрузкой L (L,X) и эффектом притяжения позволяет вычислить остаток

A - R - L = X (2)

Убирая все моделируемые эффекты (модели отклика Земли и океанической нагрузки с притяжением) из наблюдений, можно исследовать другие эффекты: неупругость, влияние горизонтальных неоднородностей, корреляцию с тепловым потоком.

Следующий раздел (1.3) посвящен проявлениям приливного воздействия в гидрогеологии, сейсмологии, вулканологии.

В разделе 1.4 рассматриваются кинематические модели смещений для Азии. Использование современных приливных моделей позволяет в результатах анализа

получать точности для смещений 0.1+1.0 мм. Результаты измерений современных смещений в геоцентрической системе координат методами космической геодезии (VLBI, GPS, SLR, DORIS) показали преобладающее твердотельное вращение тектонических плит по модели NNR-NUVEL1A. Вычисление внутриплитных перемещений проводится относительно твердотельного вращения основной плиты. Полученное в последние годы решение для Азии свидетельствует о наличие северной границы активных деформаций протянувшейся от Северного Тянь-Шаня через Алтай, Саяны до Байкальского рифта (Абдурахматов К. и др., 1996; Кале Э. И др., 1999, 2002, 2003; Саньков В. и др., 2003; Тимофеев В. и др., 2003). От поля скоростей можно перейти к скоростям деформаций (для различных районов Азии -10 -10-9). Более сильные деформации регистрируются, в основном, по границам плит и в зонах глубинных разломов. При изучении деформаций существуют два подхода В первом предполагается, что деформации концентрируются вдоль узких зон, разделяющих твердые литосферные блоки. Во втором - литосферно-континентальная деформация аппроксимируется как вязкое течение и концентрация на разломах рассматривается как несущественная и не учитывается. Моделирование процессов определяется граничными условиями, величинами реологических параметров среды, скоростями перемещений и деформаций. Существует противоречие между геологическими оценками скоростей перемещений и современным полем скоростей и деформаций. Более высокие горизонтальные скорости для отдельных районов Азии свидетельствуют о сложном сочетании твердотельных вращений микроплит, пластического течения, упругой и вязко-упругой реакции среды в зонах сильных землетрясений. Оценки вертикальных смещений в зоне активных деформаций (Алтай, БРЗ), на платформах юга Сибири, полученные методами нивелирования (Колмогоров В.Г., Колмогорова П.П., 2002) и методом водного уровня (Тимофеев В.Ю. и др., 1997), показали низкие значения (0-3 мм/год) в платформенных областях и высокие значения (3-20 мм/год) в узких (до 10 км) приразломных зонах. Размер и периодичность движений (3-20 лет) свидетельствует о деформировании приразломных зон.

Современные GPS определения на постоянных станциях с учетом повторных высокоточных абсолютных гравиметрических измерений дают для платформенных областей (Новосибирск, Красноярск, Иркутск) еще более жесткое ограничение на вертикальную скорость < 1 мм/год.

Анализ современного состояния проблемы приливных и современных движений для северной Азии позволяет сформулировать следующие задачи исследований:

- экспериментальное определение приливных параметров для субширотного профиля через азиатский континент, проверка на соответствие параметров и существующих моделей явления в статической и динамической частях приливной теории Земли, оценка влияния неоднородностей мантии на гравиметрический фактор,

- оценка особенностей приливных параметров наклонов и деформаций для границы зоны активных деформаций на севере Азии, на примере зоны разлома на границе Байкальского рифта и Сибирской платформы,

- определение скоростей деформаций и наклонов, параметров затухания деформаций и значения эффективной вязкости среды в зоне глубинного разлома на границе Байкальского рифта и Сибирской платформы.

Вторая глава диссертационной работы посвящена методам высокоточных измерения приливных и медленных вариаций силы тяжести, наклонов, деформаций и смещений. Рассматриваются связь задач исследований с возможностями измерительного комплекса (2.1).

В разделе (2.2) изложена история и состояние приливных исследований в Сибири и России от первых опытов А.Л.Орлова (1910, 1911) в Юрьеве, Томске и в других обсерваториях с наклономерами до настоящего времени. Приливные исследования на оз. Байкал проводились рядом авторов (Екимов и Кравец, 1926, Парфианович, 1928, Штернек, 1928, Грэйс, 1931 и Аксентьева, 1948). С 50-х годов приливные измерения с помощью гравиметров, наклономеров и деформографов активно развиваются в СССР. Основная и наибольшая сеть станций наблюдений находилась в Средней Азии и на Кавказе, а в середине 60-х годов начаты наклономерные измерения на Саяно-Шушенской ГЭС и на гравиметрической станции Ключи (Новосибирск).

В последнее время удалось организовать совместные измерения на базовой станции Международного приливного центра (Уикль, Брюссель, Бельгия), на станциях европейской России (Копаев, 2000), Сибири (Тимофеев и др., 2002) и Дальнего Востока (Тимофеев и др., 2003) т.е. появилась возможность реализации идеи профиля через континент Евразия с целью проверки современных моделей приливной деформации. Земли с оценкой эффектов от мантии. Проведение высокоточных измерений определяет особые требования к аппаратурному комплексу.

В разделе 2.3 рассматриваются вопросы калибровки относительных гравиметров — для гравиметра Аскания это метод наклона на специальной плите и метод поверки при одновременных наблюдениях с лазерным абсолютным гравиметром ГАБЛ-М (ИАиЭ СО РАН). При одновременных измерениях относительным и абсолютным гравиметром (ГАБЛ с ошибкой 0.5-2 микрогал) сравнение проводится в точках максимума и минимума прилива. Определение масштабного коэффициента, например, для периода июнь-июль 1991 года по методу наклона дало К = 2.704 ± 0.001 мкгал/мм, а используя экстремумы на приливной кривой, по определениям абсолютного гравиметра К = 2.705 ± 0.005 мкгал/мм. Следующим методом калибровки является сверка на базовой приливной станции Уикль (приливный центр ICET). Для гравиметра ЛаКоста-Ромберга (LCR) G-402 она проводилась до и после измерений с гравиметром на отдельных станциях профиля (таблица 2). На сибирских станциях определение масштаба записи цифрового гравиметра LCR G-402 проводилось способом перемещений с помощью микрометра

В разделе 2.4 рассмотрены особенности абсолютного гравиметра (ГАБЛ-М) и возможности его использования для мониторинга высоты и вариаций плотности. Опыт повторных измерений по Иркутской GPS станции (1995-2002 гг., стабильность -0.6+1.0 мкгал) показат хорошую сходимость по вертикальной скорости, определенной методом GPS (0.3±0.4 мм в год) за период 1995-2001 гг.. Исследования на станции Талая позволили выявить стабильный период и эпоху вариаций силы тяжести (Калиш и др., 2000). Рис.1. Раздел 2.5 посвящен кварцевым наклономерам,

используемым при регистрации приливных и медленных вариаций наклона земной поверхности на станциях Сибири. Поверка кварцевых наклономеров проводилась на станциях Уикль (Брюссель) и Вальферданже (Люксембург).

Январь 92 Январь 96 Январь 00 Январь 04

Рис. 1. Вариации силы тяжести на пунктах Талая, Иркутск и Листвянка.

Тестирование наклономеров как с использованием крападинов, так и по анализам приливных вариаций (таблица 3) показало высокое качество инструмента. Проанализированы результаты эталонирования наклономеров с помощью кварцевой пружины и электромагнита на сибирских станциях (масштаб записи до 3000 мм на сек.дуги).

В разделе 2.6 рассматриваются деформографические системы. Нами использовались кварцевые и инварные штанговые деформографы с базами от 1.5 до 9 метров. Тестирование штанговых приборов осуществлялось лазерными деформографами, в основу которых положена двухчастотная интерферометрическая система с двумя синхронизированными по фазе лазерами (Орлов В.А., 2003), что позволяет проводить измерения деформаций на уровне 10-9— 10-10.

Раздел 2.7 посвящен эффектам статического нагружения среды барическими нагрузками. Экспериментально с использованием цифровых гравиметров и GPS приемников получены коэффициенты связи силы тяжести, смещений и атмосферного давления для БРЗ: 0.30-0.34 мкгал/мбар для вариаций силы тяжести и 0.6 мм/мбар для вертикальных смещений.

В последнем разделе главы (2.8) рассматриваются цифровые системы DAS и

(накопление от 1 секунды до 1 часа) созданные для мониторинга приливных и медленных процессов.

Третья глава состоит из разделов, в которых проведена оценка статической и динамической части теории приливной деформации Земли на основании приливного анализа, результатов многолетних измерений вариаций силы тяжести, наклонов и деформаций на сибирских станциях (Рис.2). Обсуждаются особенности учета неоднородностей структуры и реологии Земли в приливных исследованиях. На основе теоретических расчетов (Молоденский СМ., 1984), полученных для модели

Таблица. 2. Сравнение показаний гравиметра LCR G-402 со значениями на базовой станции мирового центра (Уикль, Брюссель, Бельгия). ICET система - приливные параметры по определениям различными типами гравиметров от Аскании, LCR до SC гравиметров по сериям до десяти лет без поправок.

Параметр Набл знач (08 03. - 12 04 2001 г) Значение (ICET)

Амплитудный фактор 5 (0|) 1 15573±0 00337 1 153±0 002

Запазд фазы в градусах Д<р(0|) 0 0652±0 1655 0 069±0 004

Амплитудный фактор 6 (Мг) 1 1823110 00210 1 184±0 002

Запазд фазы в градусах Дф(Мг) 2 7438±0 1019 2 741±0 003

ЗСМзКб (О,) 10230 1 0265

Таблица 3. Результаты приливного анализа для полусуточной волны М2 по наблюдениям на станции Вальферданже кварцевыми (УМЗЗ, УМ66, УМ10АГМЯ50), уровневыми наклономерами (№Т 202553) и кварцевым наклономером Гриднева (НК) в азимуте В-3.

Инструмент VM33 VM66 VM10/VMR50 WT202553 НК

Серия в час 48288 134064 102000 5760 890

у(М2) 0 8525± 0 9101± 0 8680± 0 8206± 0 8194±

0 0018 0 0007 0 00U 0 0013 0 0130

Рис. 2. Положение приливных станций (средние широты).

сферически несимметричной Земли с латеральными вариациями упругих параметров мантии, можно ожидать эффектов на уровне третьего знака в приливном гравиметрическом факторе, например, в районе Байкальской рифтовой зоны, где скоростная аномалия (от 0 до 3 % по Vp) выделена в 250 км слое верхней мантии (Мордвинова и др., 2000).

В разделе 3.2 сделан анализ результатов приливных гравиметрических наблюдений на станциях сибирской части трансконтинентального профиля - Ключи (Новосибирск), Талая (Байкальская рифтовая зона) и Забайкальское (Хабаровский край). Измерения на станциях выполнялись в специальных камерах с активным (Ключи) или пассивным (Талая, Забайкальское) термостатированием. Приливный анализ серий гравиметра Аскания GS-12 №186 (Ключи) включает результаты, полученные с 1987 по 1996 гг (Saritcheva Y.K., Timofeev V.Y., Khomoutov S.J. 1998). Обработка данных проводилась по трём программам: Венедиков 66 (В66), ETERNA 3.0 (ЕЗ) и Венедикова-Дюкарма (ВД). Использовано разложение потенциала Cartwright-TayIer-Edden-1973 и Tamura-1987 (таблица 1). Результаты обработки получены как для годовых серий (эффективность от 93% до 47%) так и для периодов 1987-1989 гг. и 1991-1996 гг., обработка выполнялась в ИГФ СО РАН и в Королевской обсерватории Бельгии (КОБ). Рассматривая результаты, полученные различными методами анализа и на различных периодах, выбрана наиболее точная и достоверная серия 1991-1996 гг., Таблицы 4 и 5.

Таблица 4. Приливный анализ (ЕЗ) за 1991-1996 гг., серия 33888 часов, GS-12

№186, ст.Ключи (Новосибирск).

М2 S2 Ol Kl

Приливный

фактор 1.1544 1.1451 1.1444 1.1350

Ошибка 0.0014 0.0030 0.0012 0.0008

Фазовое

запаздывание -0.18 +1.13 +0.51 +0.60

Ошибка (градусы) 0.08 0.17 0.06 0.05

Таблица 5. Отстаточный фактор относительно модели Вара-Дюхан.

В р L X X

бн Дфн Ат

Ol Kl Ш S2

1.1444 0.51

1.1350 0.61

1.1544 -0.18

1.1451 1.14

5м

1.1528 1.1322 1.1605

29.27 41.16 24.92 11.60 1.1608

0.387 140 0.510 77 0.178 -149 0.322 135

0.17 79 0.18 91 0.22-133 0.09 177

0.385 115 0.338 70 0.070 178 0.267 159

Примечание: столбцы 2 и 3: наблюденные значения; далее — теоретическая амплитуда волны Ат; 6м - по модели Вара-Дюхан (ШЭ); В, р: остаток; В окр = 6н Ат со5(Дфн) - 5м Ат; В втр = 5н Ат 5т(Д<рн); ЬД- эффект океана согласно SCW80 котидальной карте и расчетов по программе; X, остаточный вектор, амплитуда и фаза; Хсоэх = Всовф) - Ьа«(Х); Хбшх = В$т(Р)-Ь5т(Х).

Для главной лунной волны М2 остаток (X, х) составляет всего 0.070 мкгал (7-10-11 от go), что меньше 0.3% в амплитуде волны. Отклонения по трем другим волнам вызваны старением прибора и эффектом атмосферного давления на этих частотах.

Совместные измерения двумя гравиметрами (GS-12 №186 и LCR G-402) на станции Ключи начаты в конце 1995 года. Приливный анализ месячных серий измерений LCR G-402 дал для волны М2 хорошее соответствие данным анализа по гравиметру GS-12 №186 за 1991-1996 годы по наиболее сильной волне М2 фактор 5 = 1.154 ± 0.002 (таблицы 4, 5). Приведенные значения по обоим приборам показывают хорошее соответствие модели WD&SCW80 с упругой мантией (волна М2 фактор 5 = 1.1541 и фазовое запаздывание-0.32°).

Наблюдения с гравиметром LCR G-402 на станции Талая (БРЗ) проводились в специальной камере гравиметрических наблюдений. С 1992 года здесь проводятся режимные измерения с помощью гравиметра ГАБЛ-М. Результаты наблюдений с апреля 1996 по октябрь 1997 анализировались с помощью двух программ приливного анализа в ИГФ СО РАН и в КОБ. Результаты анализа по программе ETERNA 3.0 говорят о слабой положительной аномалии в наблюденных приливных параметрах как по суточной составляющей прилива (О1) так и по полусуточной (М2). В таблице 6 приведены наблюденные значения и теоретические с учетом влияния океанов для серии в 412 дней. Теоретически - аномальное уменьшение скорости продольных волн в верхней мантии БРЗ (на 1 % в слое 250 км) в пересчете дает положительный эффект в 8 факторе, составляющий 0.06 %.

Таблица 6. Результаты приливного анализа ЕЗ (Талая, гравиметр LCR G-402).

Волна М2 S2 Ol К.1

Амплитуда в мкГал 33.37 15.64 35.07 48.24

Амплитудный фактор бнабл. 1.1549± 0.0019 1.1635± 0.0035 1.1598± 0.0022 1.1344± 0.0017

Фаза набл. в градусах 0.15± 0.53 0.47± 0.55 0.34± 0.53 0.49± 0.51

Модельное значение 5т. 1.1543 1.1580 1.1592 1.1371

Фаза теор. в градусах (с учетом влияния океанов) 0.15 0.36 0.43 0.24

Измерения на пункте Забайкальское проводились с апреля 2001 года по октябрь 2003 года. Результаты анализа по разным программам представлены в таблице 7. Анализ в различные периоды (зима-лето) отразил сильное влияние влажности в летнее время, более надежный результат получен зимой.

Гравиметрические станции Сибири и Дальнего Востока (Ключи, Талая, Забайкальское) являются восточной частью трансконтинентального земноприливного профиля. Профиль «Западная Европа — Дальний Восток» лежит в полосе широт 45° 55°, а по долготе от -4° до 140°, т.е. практически проходит по центральной части Евразии. Модельные значения приливных параметров приведены в таблице 8, а экспериментальные результаты для 10 станций Западной Европы, Обнинска (банк данных 1СЕТ; Копаев, 2000; Дюкарм, 2002) и трех станций Азии

(Ключи, Талая и Забайкальское) получены следующие: 5(Oj) = 1.1516 ± 0.0005,5(Мг) = 1.1553 ±0.0005.

Таблица 7. Приливный анализ по программам ETERNA и VAV03 ст.Забайкальское, Дальний Восток) и модельное значение WD+SCW80.

Волна Ol К1 М2 М2/01

Teop.aMiui.(nm.s''<) 309.357 435.077 341.255

ETERNA 5 а 8 а 8 а

Зима 1.18619 0.785 1.17256 0.668 0.9885

±00735 ±355 ±00616 ±301 ±0096

Лето 1.19691 0.724 1.17597 0.004 0.9825

±00837 ±402 ±00386 ±186 ±0092

Глоб. Анализ 1.19241 0.719 1.16076 0.191 1.17449 0.340 0.9850

±00544 ±262 ±00422 ±208 ±00359 ±175 ±0065

VAV03

Зима 1.18397 0.750 1.17343 0.680 0.9911

±00836 ±406 ±00490 ±239 ±0094

Лето 1.20034 0.180 1.16873 -0.028 0.9736

±00690 ±330 ±00433 ±210 ±0081

Глоб. Анализ 1.19146 0.568 1.16753 0.529 1.17207 0.358 0.9837

±00577 ±278 ±00458 ±230 ±00329 ±161 ±0066

Среднее по 2-м анализам

Глобальным 1.1919 0.644 1.1641 0.360 1.1733 Т).349 0.9843

Зимним 1.1851 0.768 1.1730 0.674 0.9898

Теорст. значение DW 93 + SCW 80 1.1868 0.770 1.1639 0.193 1.1736 0.585 0.9889

Для трансконтинентального профиля можно констатировать хорошее соответствие экспериментальных данных модели WD93&SCW80 с чисто упругой мантией на базе модели PREM. Отличия, связанные с мантийными неоднородностями на трансконтинентальном профиле выделены только в районе БРЗ.

Таблица 8. Расчетные значения фаетора 5 для суточной (01) и полусуточной (М2) приливных волн на средних широтах.

Модель земных приливов 6(0,) б(М2)

Wahr-Duhant —Чистоупругая мантия (PREM) Упруго-вязкая с зависимостью добротности мантии от частоты воздействия Q - 15 1.1519 1.1562 1.1567 1.1608

Раздел 3.3 содержит обзор моделей и экспериментальные данные о локальных и региональных влияниях в приливных наклонах и деформациях. Реакция в точке

измерений может быть описана с помощью спектральной функции Н, (0, которая обусловлена локальной St (0, приливной от тела Земли Gt (f), и океанической Lt (0 составляющими, в виде:

Н.ф-Ьф + Ъф+Ьф (3)

Функция St (f), может зависеть от влияния конфигурации штольни на перераспределение напряжений и соответственно деформаций и наклонов. Это рассмотрено во многих работах (Eshelby, 1957; Harrison, 1976; Blair, 1977; Beaumont&Berger, 1974; Молоденский СМ., 1984). Неоднородности свойств горных пород вызывают локальные аномалии поля напряжений, деформаций и наклонов. В центре штольни и вдоль главной оси искажение минимальны (¿1%). Поверхностные неоднородности - расчлененность рельефа в окрестностях пункта, определяют топографический эффект. Региональное влияние обусловлено неоднородностями в земной коре — глубинными разломами. При этом разлом моделируется, как вертикальное включение аномальное по упругим параметрам (аномалия скоростей Vp в 15 % приводит к изменению приливных амплитуд наклонов и деформаций на 50%, Рис.3).

В разделе 3.4 анализируются приливные параметры по наклономерным измерениям в азимутах С-Ю и В-3 в 90-метровой штольне Талая. Годовой эффект, вызванный поверхностными температурными напряжениями на рельефе, оценивается в 10-7 - 10-8 радиан. Кварцевые наклономеры установлены в штольню в марте 1985 г.. Станция Талая расположена в 3 км к югу от Главного Саянского разлома в 7 км к западу от оз.Байкал (в 15 км от ст.Слюдянка).

Для приливного анализа использовались данные, полученные в период 1988 — 1998 годы. Анализ проводился по программам Венедикова-Дюкарма и ETERNA 3.0 в ИГФ СО РАН и в Королевской обсерватории Бельгии. Анализ результатов проводился с использованием модели приливных деформаций Вара-Дюхан с поправкой за океан по Швидерскому. Рассмотрим результаты анализа по полусуточной волне М2, имеющей максимальную амплитуду и слабо подверженной метеовоздействиям. В таблице 9 для компоненты С-Ю представлены два анализа серий по 1924.3 дня и по 1455.5 дня. Для амплитуды получены положительные аномалии в 3%-4%. По фазовому запаздыванию аномалия достигает +9 градусов. По другой компоненте (В-3, таблица 9) в результатах двух анализов для серии в 2084.17 дня и для серии в 1541.50 дня имеются слабые отрицательные аномалии для фазового запаздывания до 1.5 градусов и положительные аномалии для амплитуд до 7% (при ошибке 0.5% или 2-10-10 радиан).

Анализ с учетом локальной топографии, ориентации приборов и штольни показал, что аномалии не связаны с эффектом полости либо с топографическим эффектом. Получены отклонения от глобальной приливной модели WD&SCW80 до 7% в амплитуде (В-3) и до +9° в фазе (С-Ю).

Приливный анализ данных по штанговым и лазерным деформографам приводится в разделе 3.5. Рассматриваются результаты по трем штанговым деформографам (С-Ю - 348 дней, В-3 - 366 дней и -22.5°N - 866 дней) и двум лазерным деформографам (-24°N и 66°N - 352 дня). Анализ показывает отличие от глобальной модели WD93 в амплитудах сильнейших волн до 10% (Таблица 10). Анализировались серии, полученные в период 1989-1997 годов с помощью различных программ анализа в ИГФ СО РАН и в КОБ. Отклонение от модели WD

как наклонов (до 7%) так и деформаций (до 10%) связано с наличием глубинного разлома (модель разлома - рис.3).

Таблица 9. Сравнение теоретических и наблюдаемых приливных наклонов (Талая) в азимутах С-Ю и В-3, анализ по двум программам.

Волна Теор. ампл. мс. Модель ампд. фактор Наблюл. ампл. фактор Разност ампл. фактор Ошибка ампл. фактор Модель фаза градус Набл. фаза градус Разность фаза градус Ошибка фаза градус

Компонента север-юг

Программа Венедиков-Дюкарм

М2 7.69 0.6792 0.7039 0.0247 0.0059 -0.16 +9.38 +9.54 0.48

Программа ETERNA 3.0

М2 7.69 0.6792 0.7036 0.0244 0.0043 -0.16 +9.57 +9.73 0.25

Компонента восток-запад

Программа Венедиков-Дюкарм

М2 9.80 0.6657 0.7111 0.0454 0.0051 +1.36 -0.14 -1.50 0.41

Программа ETERNA 3.0

М2 9.80 0.6657 0.7090 0.0433 0.0041 +1.36 +0.03 -1.33 0.23

Для открытой (невакуумированной) системы лазерного деформографа в двух ортогональных азимутах (-24°К и 66°К) наименее зашумленной является разностная деформация, позволяющая исключить влияние атмосферного давления.

Таблица 10. Экспериментальные и модельные значения амплитудного фактора Л для сильных волн по деформографам в разных азимутах.

Тип инструмента База в метрах Азимут Волна Л модели Л наблюден. ошибки

Кварц 1.3 Север-юг М2 0.7134 0.7189 0.0701

Кварц 2.0 Восток-запад 01 0.4510 0.4271 0.0456

Инвар 8.3 -22.5° М2 0.1457 0.1418 0.0123

Лазер 25 -24° М2 0.1457 0.1455 0.0110

Лазер 25 66° М2 0.1457 0.1217 0.0047

Результатом приливного анализа является линейная комбинация числа Шида, характеризующего горизонтальную деформацию Земли. При отсутствии стандартной программы счета разностной деформации были выведены теоретические значение для амплитудного фактора и для фаз (Тшю1ееу е1а1., 2000).

Суточные волны — Амплитудный фактор F2 = (21 /sin2в) ■yf(2cos0 sin2af + cos72a{2 - sin2в)1] Фаза Aq>2 = arctg [cos2a{2 - sin26)]/(2cos6 sin2a) (4)

Полусуточные волны - Амплитудный фактор F1 = 2¡-rfsin2 2a + co¿2a-cos6) Фаза A<pl = arctg [sin2a/(cos2a- cos&)J (5)

где а - азимут деформографа и 9 -широта пункта.

Как показал анализ данных за 1995-2003 годы с использованием программы ETERNA 3.0 по версии - (0) с исключением влияния локальных искажений поля деформаций число Шида (1) принимает значение 0.0839 ± 0.0001, что соответствует модели Вара-Дюхан (1993).

Результаты анализа трехмесячных серий разностной деформации по волне М2 за период 1990, 1995-2003 гг. с высокой точностью показывают вариации фаз приливной деформации до нескольких градусов и амплитуд до нескольких процентов (рис. 4 а и б). Изменения приливных параметров, возможно, связаны с изменением физических свойств (упругих модулей) в зоне глубинного разлома (Vp до 2%), рис.3 - модель разлома.

В разделе 3.6 рассматривается экспериментальная- оценка динамического эффекта жидкого ядра. В результатах гравиметрических, наклономерных и деформографических наблюдений отмечается зависимость амплитуд приливных суточных волн от частоты. Соответственно эффект резонанса присутствует и в определяемых числах Лява, h, к, I. Соотношения для чисел Лява имеют вид: ко (o)J = к0 (eo0¡) + к, (m„-0}Oi)/(cúi -т„),

(6)

lo (aj = lo (a>oi) + h (<оп-соо1У(о)1 -сэ„),

где о„ — приливная частота волны; Oot = 0,92700 цикл/зв. сутки; m¡ - резонансная частота (частота свободной нутации ядра).

Таблица 11. Значение частоты (со,) и часовой скорости (/о) по различным видам измерений на пунктах Талая, Ключи, Иркутск.

№ Тип прибора, период, станция, программа приливного ю,, /о,

п/п анализа ц.зв./сут градус/ч

1 Среднее из 9 определений по программе Венедикова 66 (гравиметры GS-11 №159., GS-12 №180 и №186, СКГ, 1977-1979 гг., Ключи, 1979-1982 гг., Иркутск; наклономеры (С-Ю и В-3), 1985-1990 гг.; деформографы (С-Ю и В-3), 1989-1991 гг.Далая) 1.00247 15.0782 ±0.0037

2 Цифровой гравиметр LCR G-402, Талая, 1996-1997 гг. ETERNA 3.0,412.5 дней 1.00174 15.0672

3 Цифровой гравиметр LCR G-402, Талая, 1996-1997 гг. Venedikov-Ducarme, 320 дней с учетом атм.давления 1.00225 15.0748

4 Среднее из 11 определений 1.00238 15.0769

Для получения экспериментального значения частоты было использовано отношение амплитудных факторов волн 01 и К1, либо других волн из суточного

спектра, и резонансное соотношение (6). Так по результатам приливного анализа по разным программам подготовки данных, приведенным на рис. 5 и в таблице 11, получено значение 15.077 °/час (по теории WD 15.07377час). Эти данные использовались для определения собственной частоты и параметра сжатия для жидкого ядра Земли. По известному соотношению (Duhant, 1993):

Отсюда получаем величину сжатия (1/375), что по сравнению с равновесным состоянием (1/392.8) говорит об увеличении силового взаимодействия ядро-мантия. Среднее значение частоты 1.00238 =1 + 1/ 420 (таблица 11) соответствует результатам определений по VLBI и SC гравиметрам в Западной Европе и Северной Америке.

В четвертой главе рассматриваются современные деформации земной коры в периоды перед и после сильных землетрясений региона. Анализ и количественные оценки скоростей деформирования проводятся по материалам, полученным в штольне сейсмостанции Талая (1985 -2003 гг.), расположенной к югу от Главного Саянского разлома. Разлом является границей Байкальской рифтовой зоны и Сибирской платформы и по сейсмическим данным (Недра Байкала, 1980) вертикально прослеживается в земной коре до границы Мохо.

В разделе 4.1 кратко рассматриваются основные черты глубинного строения БРЗ. Отмечаются особенности строения, распределения эпицентров землетрясений и характер перемещений блоков земной коры в центре БРЗ и на ее флангах. Расчеты распределения девиаторных напряжений в земной коре БРЗ, вызванных особенностями строения (Кабан и Юнга, 2000) показали, что наиболее значительные напряжения (до 35-40 МПа) концентрируются на западном и восточном флангах

БРЗ. Здесь же отмечаются наиболее сильные землетрясения и сдвиговый характер поля напряжений, возможно, связанный с субширотными горизонтальными смещениями блоков земной коры.

В разделе 4.2 рассматривается моделирование сезонных нагружений (до 1.5 м) оз.Байкал, проводятся расчеты и оценки эффектов на ст. Талая в наклонах и деформациях. Применяется метод расчета упругой реакции аналогичный подходу при оценке эффектов приливов в морях и океанах. Максимальный уровень сезонных эффектов в наклонах - 4 мсекдуги и в деформациях 10"8 (компонента восток-запад).

Исключение сезонных и приливных вариаций позволяет получать данные, характеризующие долговременное деформирование разломной зоны (4.3). Так на рис. 6 приведена векторная диаграмма хода наклонов за период 1985-2003 гг. Наклономерные измерения показывают циклический характер современных движений (от 3 до 18.5 лет). На векторной диаграмме выделяется период 1990-1995 гг., где систематический ход наклона в азимуте 339°К ортогональном изолиниям рельефа и простиранию глубинного разлома достигал 8 с.д. Максимальный уровень вариаций составил 50 мкрадиан (10 сек. дуги). Они могут быть связанны с сейсмическим процессом в регионе. На рис. 6 отмечены все землетрясения на расстоянии 50 км (Ь), события М £ 4.5 для 50 км < Ь < 100 км и события М ^ 5 для 100 км < Ь < 200 км. За период наблюдений произошло 4 сильных землетрясения М > 5: 01.03.87 и 13.05.89 на юге от пункта, 29.06.95 на востоке и 25.02.99 на западе. Периоды сильных землетрясений выделяются поворотом вектора наклона. Для 50-километровой зоны вокруг станции в сейсмической активности выделяются два. периода.

8 Я»« - ММ31Ч0 у— |°'«> | ._. 101 В9 1-^ [01 ю 1 ;—1 Г 1 ' \ 1 Н17Я \ У \ *

& * 01 оэ яг | 1*9 01*180 ¿Сао» \ V_[5ТТГ~| 7 той 4

■ [<»» 1 - А ч. ¿1 Ц ._|очз | п —/ /— 1°1М 1

: _ 3 | 10188 1 — г/ Ы«361«Л л / 1 .— [0385 | за«и Ч, __15ТеП

I- | [оТоГ)--- 2 в 10 12 1« 1в 1 ^^Г"™^ ____[0197 |

-4 ' 01ШС2 М=4 8 1.=*» |0Ю2 | На 1—-—1 / -Э5 02В9 [°1(" 1 1 / ¡Г М9»1>.'80 —-1 1 |оТ»5~| илом ■ шиуи •оегом-амаА • смумди дуги

Рис. 6. Векторная диаграмма хода наклона 1985-2002 гг. (ст.Талая) и землетрясения.

Рис. 7. Экспериментальный ход наклона (С-Ю) по ежемесячным данным за период с марта 1985 г. по январь 2003 г., ст. Талая, БРЗ и экспоненциальные кривые нагружения и затухания наклона (Т = 3 года, А = 9 сек.д.).

Первый, до 1990 года, характеризуется близкими (50 км) слабыми землетрясениями М=3.5+4.0 (1+2 события в год), второй - их отсутствием. Инверсия в ходе наклона в азимуте север-юг произошла в 1989 году, а инверсия в азимуте восток-запад в 1987, 1995 и 1999 годах. Как известно, вблизи поверхности вертикальная компонента и наклон появляются при наличии кривизны поверхности и разломов, разделяющих блоки. Изменение наклона в азимуте ортогональном рельефу описывается экспоненциальными кривыми (рис. 7), что позволяет использовать подход с линейной реологии среды (компонента С-Ю - и^). Исходя из данных о направлениях наклона и простых представлений об изменении напряжения (в период 1985-1989 г.г. 0 и после — стя = 0), можно выбрать параметры

реологического уравнения.

Представление о нулевой компоненте в азимуте 159°М соответствует деформографическим данным а об отсутствии вертикальной компоненты

смещений свидетельствуют данные измерений с гравиметром ГАБЛ. Начиная с 1996 года, отмечается изменение поля силы тяжести и измерение направления вектора наклона (рис. 1, 6, 7). Многолетнее затухание наклона (1990 -2003 гг.) можно описать моделью упруго-вязкого тела Кельвина, что позволяет оценить величину вязкости в зоне разлома. Для кривой разгрузки на участке после 1989 г. можем использовать соотношение:

е=е„.ехр(-1/1) (8)

где е - деформация ия в момент (, е0 - в момент /0, т], - эффективная вязкость, / — время , постоянная времени релаксации для жестко-вязкого течения,,

модуль сдвига.

Определение значения вязкости т], сделано по кривой затухания наклона (Г = 3-6 лет) с помощью соотношения (8) и при //,=20 ГПа получаем значение эффективной

вязкости г/, = 2•10l, Пас. По значению максимального изменения наклона (рис. 6) оцениваем вариацию напряжения в земной коре:

(9)

Из эксперимента имеем е = 10 X 4.8*10"® и для ц, =20 ГПа, получаем значение переменной части тектонического напряжения ст» = 20 бар (2 МПа).

В разделе 4.4 рассматриваются современные деформации земной коры и модели деформирования юго-западной части БРЗ. Известно, что на земной поверхности достаточно провести измерения в трех азимутах, чтобы получить значения компонент тензора деформаций. Измерения с горизонтальными штанговыми деформографами в штольне ст.Талая проводятся в азимутах С-Ю (база 1.3 метра), В-3 (база 2.0 метра) и 158°К (база 8.5 метров). Результаты отражают различные типы реакции среды. Так для быстрых деформаций в момент близкого землетрясения (23И 02т 29 июня 1995, М 5.3 - 5.5; 51.71° К, 102.85°Е, глубина 23 км) в 50 км к западу от станции Талая отмечена упругая реакция среды. В этот момент зафиксированы изменения на уровне 10'8 -10' и для главных деформаций получено:: 8, = 4.910"7, ф, = 39.5° N. е2 = -1.2-10"7, «р2= 129.5° N. е} = -1.210"6. Эти результаты на поверхности совпадают с ориентацией напряжений по сейсмологическим данным (Филина, 1997).

По многолетним измерениям в период 1990-2001 гг. определены величины и направления главных осей деформаций (рис. 8). Эти результаты в эпоху 1993-2000 гг. соответствуют левостороннему перемещению юго-западной части земной коры БРЗ по системе субширотных разломов (Тункинский, Главный Саянский), известному по геологическим данным (Карта активных разломов ..., под ред. В.Г. Трифонова, 1986) и положению осей напряжений в этой части БРЗ по сейсмологическим определениям (Солоненко А.В., 1993). Результаты долговременных изменений положения оси сжатия по месячным определениям приведены на рис. 9. Как показано на рис. 8, 9 в период с 1991 по 1993 годы зарегистрирована инверсия осей сжатия и растяжения.

В этот период произошло сильное Бусингольское землетрясение (27.12.1991, М = 7, 51.0° К, 98.0° Е), сопровождавшееся высокой афтершоковой активностью (450 событий за период 1992-1994 гг.). Несмотря на то, что эпицентр расположен в крайней западной части БРЗ, на северной границе БРЗ - отмечено изменение положения осей деформации (Рис. 8, 9). Изменения ориентации главных осей за период 1990-2000 годы совпадают с моментом землетрясения и имеют долговременный тренд. Косейсмические изменения сдвиговой деформации за год (лето 1991 - лето 1992 года) оценивается величиной 3-Ю5. Скачок сдвигового напряжения в районе Главного Саянского разлома оценивается величиной ~1 МПа (10 бар).

В период сильного землетрясения зафиксирована быстрая реакция среды, а далее долговременная, поэтому имеет смысл рассмотреть упруго-вязкую модель для описания этого явления. Используя модель Максвелла при скорости сдвиговой деформаций 3-1045 в год (на период 1992-1996 гг.) и при скачке напряжения в 1 МПа получено значение эффективной вязкости п = е'/д = 10" Па с (рис. 10). Вариации объемной деформация по периодам см. рис. 11. Возникает вопрос о том, какую часть среды характеризует полученное значение - узкую часть приразломной зоны или более глубинные части нижней коры, верхней мантии и астеносферы. Пункт

наблюдений расположен на северной границе блока земной коры юго-западной части БРЗ с горизонтальными размерами приблизительно 75 на 150 километров.

Блок ограничен линиями эпицентров землетрясений зарегистрированных за 1970-1996 гг. (Petit С. et.al., 1998). Рассмотрим вязко-упругое деформирование этого блока литосферы с разломом в пределах земной коры. Взаимодействие скольжения по разлому и крипа литосферы рассматривается на основе идеализированной вязкоупругой модели литосферы с ньютоновской вязкостью. Пусть литосферная плита толщиной b содержит нормальный к поверхности разлом глубиной а К плите приложено сдвиговое напряжение все напряжения и деформации независимы от координаты Y вдоль разлома Литосферная плита свободно скользит по астеносфере.

Имеется только одна компонента смещения: в направлении Y, w = w(x,z). Уравнения, связывающие сдвиговые напряжения и деформации, записываются для этого случая следующим образом:

r'*z=T'a/G+та/7] (10)

У у, = T'y, /G + Ту,/U, где G - модуль сдвига и Т| - вязкость.

Для эффективной вязкости литосферы имеется соотношение (Budiansky В., AmazigoJ.C, 1976), связывающее вязкость литосферной плиты - т|, относительную скорость движений в зоне разлома - о, величину сброса напряжений в зоне разлома -Tad и глубину открытой части разлома - а:

П=Тло-а/о, (И)

Скорость деформации за период 1992-1996 гг. - 2 -Ю^/год. Рассматривая деформирование узкой приразломной зоны получаем скорость смещения я 9 мм в год. Того же порядка оценки (4 -s-10 мм в год) получены по сетевым GPS-измерениям в БРЗ. Используя (11) получаем значение вязкости 2-Ю19 Пас.

(3)

(1)

Рис. 10. Изменение сдвиговой компоненты Uxy деформации по наблюдениям с деформографами в штольне станции Талая по периодам:

(1) Июль 1991 - Июль 1992, упругая реакция, скачок напряжений т0 = е- G, где: е = 3-Ю"5, G » 30 GPa (Е = 80 GPa и v = 0.26) и т = 1 МРа;

(2) 1992-1996, вязкая реакция, скорость изменения сдвиговой деформации ôe/dt = т (/ï|l = 3-10"6 в год. движений. Вязкость среды (тело Максвелла) T)L = т0 /г' slO" Pa s.

(3) 1996-2000, криповое движение в зоне разлома либо остановка. Деформация £[ s Const. Оси X и Y горизонтальны.

Предполагая, что скольжение охватывает всю зону разлома по глубине Ь, рассмотрим двухслойную модель: упругая литосферная плита (скорость Уо, толщина Ь и ширина Ц), и вязкая астеносфера (толщина астеносферы с течением Куэтта Из условий равновесия сил на границах плиты следует соотношение для вязкости астеносферы:

Л»= (b-G'h)/(L'Vo)

(12)

При параметрах b= 45 км, а = 1 МПа, h = 100 км, L = 75 км получаем значение вязкости для астеносферы региона- 2-1020 Пас. Приведенное определение получено в рамках модели с соотношением для касательного напряжения:

т = л-®'Л1, (13)

где h - толщина астеносферы, а - смещение и т| - средняя вязкость астеносферы. Более точное решение с использованием реологической модели Максвелла:

тЧ/G +T-h/n=co,> (14)

где ^ ? (я^)2 Н и Н - толщина литосферной плиты. Решение для осредненных по толщине плиты смещений описывается уравнением сходным с уравнением диффузии, а характерное время релаксации для модели Максвелла будет Т = [Мх, где а = h-H-G/т) есть коэффициент диффузии, ß=!;-H и G = 5.S-1010 Па (Rice J., 1980). Примем для характерного времени релаксации - время смены знака деформации, т.е. 2 года (рис. 8 и 9). Используя время релаксации Т =((7с/4)2 Н -Н) / (h-H-G/n) и соотношение для вязкости астеносферы:

Л = (ТМЗ)/((я/4)г-Н) (И)

получаем значение эффективной вязкости для астеносферы ц = 1.3-10 Па-с.. Значение эффективной вязкости можно так же формально получить используя соотношения для нелинейной реологии среды. Принимая, что л = А [П](,ч,у2п exp(E„/nR7), определяемое температурой (T), вторым инвариантом деформации (П) и параметрами горных пород БРЗ (п=3) (моделирование деформирования БРЗ по программе PLATES, (Polyansky, 2002)) можно сказать, что полученное нами значение эффективной вязкости 1019 - 1020 Пас по параметрам среды и температуре характерно для нижней коры - верхней мантии БРЗ.

В следующем разделе (4.5) рассматриваются пост-сейсмические смещения при значениях эффективной вязкости, полученных в разделе 4.4. Оценка смещений проводится при учете последних данных по космической геодезии для региона. Затухание смещений для постоянной GPS станции Иркутск, при периодических нагружениях (до 30 лет) на границе в зоне разлома в рамках двухслойной модели

(упругой и вязкой) оказываются в согласии с существующими оценками стабильности положения станции на плите (Kogan et.al., 2000). Пост-сейсмические смещения после мощного землетрясения (1905 г., М=8.4) при расчетах (Calais E. et al., 2002) по программе VISCO1D оказываются соответствующими оценкам смещений при эффективной вязкости нижней коры 1019 Пас.

В последнем разделе 4.6 сделано краткое заключение по медленным деформациям и реологическим параметрам для БРЗ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексные приливные исследования (силы тяжести, наклонов и деформаций) позволили прийти к выводу, что только гравиметрические наблюдения позволяют изучать особенности латеральных эффектов мантии в приливных деформациях Земли. Анализ приливных параметров по трансконтинентальному профилю Западная Европа - Дальний Восток России показал, что изменения по широте выделяются только в зоне Байкальского рифта. Теоретическая и экспериментальная оценка показали, что эффект мантии в БРЗ достигает 0.06% приливной амплитуд. Результаты по трансконтинентальному профилю показали, что статическая модель приливных деформаций Земли WD93 с упругой мантией и модель Мирового океана SCW80 соответствуют данным для внутриконтинентальных районов Евразии (профиль в полосе широт 45°N-55°N, 10 станций Западной Европы, Обнинск, Ключи, Талая и Забайкальское). Экспериментальные результаты, полученные с помощью гравиметров на пунктах земноприливного профиля, равны в суточном приливе 6(Oi)= 1.1516 ± 0.0005 и в полусуточном 5(Мг)= 1.1553 ± 0.0005. Анализ с привлечение данных по лазерным деформографам позволил получить значения чисел Лява h = 0.6066±0.0003, к = 0.3009±0.0001 и Шида 1 = 0.0839±0.0001 для внутриконтинентальных областей Евразии.

Статическая теория приливов в жидком ядре оказывается непригодной для описания суточных приливов в области частот, близких к частоте близсуточного резонанса и здесь используется динамическая теория приливов. Наблюдаемый спектр суточных волн для разных видов измерений отражает динамический эффект ядра, что позволило используя отношения приливных факторов для нескольких волн в суточном диапазоне определить частоту свободной нутации и параметр сжатия для жидкого ядра Земли. По результатам анализа получено значение 15.077 °/час (по теории WD93 15.07377час). Эксперимент на сибирских станциях показывает увеличение сжатия (1/375) по сравнению с равновесным состоянием(1/392), что говорит об увеличении силового взаимодействия ядро-мантия (5-8%).

Структурные неоднородности земной коры выделяются в реакции на приливную силу наклонов и деформаций. В приливных параметрах наклонов и деформаций выделена аномальная часть (до 10%), связанная с существованием глубинного разлома земной коры. Она может быть связана с понижением упругих модулей в зоне глубинного разлома (в терминах скоростей сейсмических волн Vp - 5 %). Временные вариации приливных параметров, полученых из анализа данных лазерной деформографии, достигают 5% в амплитуде и нескольких градусов в фазе. Вариации могут быть связаны с процессами (изменением упругих модулей (Vp -2 %)

и геометрии) в зоне глубинного разлома либо с появлением зоны дилатации (Vp - 15 %) в области подготовки сильных землетрясений региона (М=5.5-6.0 в зоне до 100 км).

Современные скорости горизонтальных и вертикальных смещений в платформенных областях Сибири (юг Сибирской платформы и Западно-Сибирской низменности) свидетельствуют о твердотельном вращении Евразийской плиты. Экспериментальные результаты показывают, что отклонение не превышает 2 мм в год. В областях активных движений (БРЗ и Алтай) и их контакта с платформами отклонения от твердотельного движения достигают 2-5-10 мм в год. Приведенные значения получены методами GPS геодезии, пересчета деформации приразломной зоны, абсолютной гравиметрии, методом водного уровня и нивелирования. Современная оценка скоростей содержит вековую часть, определяемую тектоническими силами и часть, связанную с деформационными процессами при сильных землетрясениях в регионах. Горизонтальные деформации в приразломной зоне ГСР связаны с перемещениями блоков земной коры. На временах более года процесс деформирования описывается моделями с линейной реологией. Так процессы в приразломной зоне позволили рассматривать модель Максвелла и получить значение эффективной вязкости среды 1019 Пас. В рамках различных моделей, связанных с субширотным смещением юго-западной части БРЗ -двухслойная упругая и вязкая кора, модель литосфера-астеносфера получены параметры эффективной вязкости 1019 Пас - 1020 Пас. Анализ моделей деформирования и пост-сейсмической релаксации показал, что полученные значения характерны для нижней коры и верхней мантии БРЗ.

Анализ хода наклонов (1985 - 2003 гг.) позволил сделать вывод, что изменения наклонов во времени связано с деформированием приразломной зоны Главного Саянского разлома (БРЗ) и с развитием сейсмического процесса в регионе. Циклический характер (от 3 до 18.5 лет) вариаций наклонов говорит об обратимости процесса и связи с сейсмичностью региона (до 200 км и М до 6). В локальном деформировании выделена часть, соответствующая твердому течению (модель Кельвина-Фойхта), что позволило определить значение эффективной вязкости среды 2-1018 Пас. Полученный результат следует рассматривать как характеристику зоны разлома на многолетних периодах.

Рассматривая перспективы развития приливных исследований, следует подчеркнуть необходимость продолжения приливных исследований на тихоокеанском побережье для разработки новых моделей влияния океанов и оценки эффектов глубинного строения мантии в приливных параметрах. Также необходимо развивать методы анализа, продолжить исследования, разработку и испытание моделей атмосферных влияний. Повышение точности и использование в России гравиметров на эффекте сверхпроводимости остается важной задачей, тем более что в мире уже используется второе поколение приборов этого класса. В области исследования медленных деформаций и смещений в настоящее время происходит бурное накопление данных и развитие методов анализа и моделирования. Хотя время процессов и связь с сильными землетрясениями затрудняет постановку и планирование экспериментов, развитие современных сетей GPS измерений и наклономерно-деформографических станций позволяет надеяться на получение интересных результатов в ближайшем будущем.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Timofeyev V.Y., Saricheva Y.K., Panin S.F., Anisimiva L.V. Parameters des marees d'apres les observations deformpgraphiques dans la zone de rift du Baikal. // Marees Terrestres, Bulletin D'Informations, Belgium - (BIM), 1994, n.120, p.8986-8989.

2. Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Панин С.Ф., Анисимова Л.В. , Гриднев Д.Г., Масальский O.K. Исследование наклонов и деформаций земной поверхности в БРЗ. // Геология и геофизика, 1994,3, с. 119-129.

3. Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Анисимова Л.В. , Панин С.Ф., Хомутов СЮ. Динамический эффект жидкого ядра в земно приливных наблюдениях на сибирских станциях (Новосибирск, Талая, Иркутск). // Геология и геофизика, 1994,11, с.108-117. -

4. Timofeev V.Y., Saricheva Y.K., Arnautov G.P., Kalish E.N., Stus Y.F., Tarassyuk V.G. Observations of tidal gravity changes by means of an absolute gravimeter and an Askania gravimeter at Novosibirsk station. // BIM, 1994, n. 120, p.8961-8970.

5. Semibalamut V.M., Fomin Yu.N., Timofeev V.Yu., Rybushkin A.Yu., Gribanova E. I., Kuznetsov S.Yu., Popov M.E., Sarycheva Y.K. Tidal parameters from the results of laser deformografic measurements in the South-West part of the Baikal rift, Talaya station. // BIM, 1995, n 123. p.9355-9364.

6. Stus Y.F., Arnautov G.P., Kalish E.N., Timofeev V.Y. Non-tidal Gravity variation and Geodynamic Processes. // "Gravity and Geoid", Shpringer, Germany, 1995, p.35-43.

7. Timofeyev V.Y., Saricheva Y.K. Recherches clinometriques a Niefteiougansk. // BIM, 1995, n. 123, p.9336-9343.

8. Timofeev V.Y., Saricheva Y.K., Anisimova L.V., Panin S.F., Khomoutov S.Y. Effect dynamique du noyau liquide dans les observations de marees terrestres dans les stations de Siberie (Novosibirsk, Talaya, Irkutsk). // BIM, 1995, n.123, p.9344-9354.

9. Тимофеев В.Ю., Арнаутов Г.П., Талиев С.Д., Сарычева Ю.К. Изучение современных движений земной коры в районах крупных водоемов юга Сибири методом регистрации водного уровня. // Геология и геофизика, 1997, т.38, 12, с.1991-1998.

10. Saritcheva Y.K., Timofeev V.Y., Khomoutov S.J. The results of Tidal observations in Novosibirsk (1991-1996). // Proceeding of the Thirteenth International Symposium on Earth Tides. Brussels, ORB, 1998, p.209-214.

11. Тимофеев В.Ю., Анисимова Л.В., Дюкарм Б., Сарычева Ю.К., Гриднев Д.Г., Масальский O.K. Оценка вязкости зоны разлома по наблюдениям наклонов земной поверхности. //Геология и геофизика, 1999,40,10, с.1495-1501.

12. Тимофеев В.Ю., Семибаламут В.М., Арнаутов Г.П., Калиш Е.Н., Стусь Ю.Ф., Дюкарм Б., Анисимова Л.В., Рыбушкин А.Ю., Фомин Ю.Н., Залуцкий В.Т. Модели деформирования земной коры юго-западной части Байкальской рифтовой зоны по экспериментальным данным. // Геология и Геофизика, 1999, 3, с. 387-394.

13. Тимофеев В.Ю., Арнаутов ГЛ., Калиш Е.Н., Стусь Ю.Ф., Дюкарм Б., Сарычева Ю.К., Анисимова Л.В., Смирнов М.Г.. Особенности современных

движений земной коры юга Сибири. //ДАН, 1999, т.369,4, с.537-541.

14. Timofeev V.Y., Ducarme В., van Ruymbeke M. Preliminary results of uDAS system for tilt-strain monitoring at Baikal rift. // Comptes-Rendus. JLG, 86th session, Universitat Bonn, Bonn, Deutschland, 2000, p.57-64.

15. Timofeev V.Y., Ducarme В., Saricheva Y.K., Vandercoilden L. Tidal Analysis of Quartz-Tiltmeter Observations 1988-1998 at the Talaya Observatory (Baikal rift). // BIM, 2000,133, p. 10447-10458.

16. Timofeev V.Y., Ducarme В., Semibalamut V., Ribushkin A., Fomin Y., Vandercoilden L. Tidal analysis of strain measurements in south west part of Baikal rift //BIM, 2000,133, p. 10459-10472.

17. Kalish E., Arnautov G., Ducarme В., Smirnov M., Stus Y., Timofeev V.. Gravity Variations at Novosibirsk Region and Irkutsk Region by Gabl-M Measurements. // Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et de Seismologie, Volume 17 - 2000. p. 187-192.

18. Timofeev V.Y., Ducarme В., Yakovenko V.S., Duchkov A.D., Saricheva Y.K., Kuchai O.A., Revtova E.A. Long-term and Tidal variation observed by tiltmeters and extensometers at the Ala-Archa Observatory (Tian Shan). // BIM, 2000, n. 133, p.10427-10446.

19. Тимофеев В.Ю., Яковенко B.C., Дучков А.Д, Дюкарм Б., Ревтова Е.А. Долговременные и приливные деформации по наблюдениям деформографами и наклономерами (Тянь-Шань - ст. Ала-Арча). // Геология и геофизика, 2001, 10, с. 1650-1658.

20. Тимофеев В.Ю., Дюкарм Б., М.Ван Руимбек, Сарычева Ю.К., Ревтова ЕА., Грибанова Е.И., Ардюков Д.Г. Экспериментальные приливные модели (для юга Сибири). // ДАН, 2002, т382,2, с.250-255.

21. Timofeev V.Y., Ardukov D.G., Zapreeva E.A., Calais E., Diuchkov A.D., Arnautov G.P., Kalish E.N., Stus Y.F., Smirnov M.G., Visotskyi E., Kazantsev S.A., Timofeev A.V., 2002. Altay GPS and gravity network for geodynamic studies.// Proceedings of the International Seminar "On the Use of Space Techniques for Asia-Pacific Regional Crustal Movements Studies", APSG-Irkutsk, RAS IA, GEOS, Moscow, 127-134 pp..

22. Тимофеев В.Ю., Запреева Е.А., Ардюков Д.Г. Мониторинг современных горизонтальных движений Алтая. Современные проблемы геодезии и оптики. Сборник материалов LIII конференции. Часть III. 2003, СГТА, с. 217-219.

23. Тимофеев В.Ю., Горнов П.Ю., Корчагин Ф.Г., Запреева ЕА., 2003, Мониторинг упругих параметров водонасыщенного пласта по наблюдениям уровня воды в скважине. // Геология и геофизика, т.44, №8, с.839-849.

24. Тимофеев В.Ю., Дюкарм Б., Горнов П.Ю., Корчагин Ф.Г., Эвераертс М., Запреева Е.А. 2003. Приливные вариации силы тяжести и модели приливных деформаций (Дальний Восток). // Напряженно-деформированное состояние и сейсмичность литосферы. СО РАН, Новосибирск, Изд. СО РАН, Филиал «ГЕО», с. 446-447.

25. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д Г., Дучков А.Д, Запреева ЕА., Кале Э., 2003. Космогеодезические исследования современной геодинамики западной части Алтае-Саянской области. // Геология и геофизика, т. 44, №11, с.1208-1215.

Технический редактор О.М.Вараксина Подписано к печати 15.04.04 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Таймс. Офсетная печать.

_Печ. л. 1.9. Тираж 140. Заказ 91._

Издательство СО РАН. 630090, Новосибирск, Морской пр. 2 Филиал «Гео». 630090, Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, 3

i-fi 465

Содержание диссертации, доктора физико-математических наук, Тимофеев, Владимир Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ТЕОРИЯ ПРИЛИВОВ, СОВРЕМЕННЫЕ СМЕЩЕНИЯ И

ДЕФОРМАЦИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ ЮГА СИБИРИ.

1.1. Приливный потенциал, статическая теория и динамический эффект жидкого ядра.

1.2. Океанический прилив и статическое нагружение.

1.3. Гидрогеология, сейсмология и вулканизм.

1.4. Современные смещения и деформации земной коры зоны активных деформаций Центральной Азии, кинематические модели процессов.

4 1.5. Задачи исследований.

Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИЛИВНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ, НАКЛОНОВ И ДЕФОРМАЦИЙ. ТЕСТИРОВАНИЕ АППАРАТУРНОГО КОМПЛЕКСА.

2.1. Приборный комплекс и задачи исследований.

2.2. Приливные измерения в Сибири и России.

2.3. Калибровка относительных приливных гравиметров.

2.4. Использование абсолютных гравиметров в геофизических экспериментах. ф 2.5. Приливные кварцевые наклономеры.

2.6. Системы регистрации приливных деформаций.

2.7. Вклад атмосферной нагрузки в вариации силы тяжести, смещения и деформации.

2.8. Цифровые системы регистрации для геофизического мониторинга.

Глава 3. ПРИЛИВНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ПО ИЗМЕРЕНИЯМ СИЛЫ

ТЯЖЕСТИ, НАКЛОНОВ И ДЕФОРМАЦИЙ НА СТАНЦИЯХ

АЗИАТСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ. у 3.1. Сибирская часть транконтинентального приливного профиля, эффекты верхней мантии в приливных параметрах.

3.2. Приливные вариации силы тяжести на станциях Ключи, Талая,

Забайкальское, приливные модели Земли W&D93 и SCW80, и мантийные эффекты.

3.3. Эффекты полости, топографии и геологических неоднородностей в деформациях и наклонах.

3.4. Анализ приливных наклонов (Талая, БРЗ), модель приливных деформаций (W&D93 и SCW80), локальные и региональные эффекты.

3.5. Приливные деформации, глобальные и региональные эффекты, вариации во времени.

3.6. Эффекты земного ядра по результатам приливных наблюдений на сибирских станциях.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Приливные и медленные деформации земной коры юга Сибири по экспериментальным данным"

Актуальность проблемы. Экспериментальная проверка моделей приливной деформации Земли является актуальной проблемой современной геофизики. Новые решения этой проблемы связываются с разработкой новых средств геофизических, геодезических, астрометрических измерений, высокая точность которых требует надежного исключения влияния приливных деформаций, а с другой стороны - открывает новые возможности изучения внутреннего строения Земли по приливным данным (Wahr J., Молоденские М.С. и С.М., Dehant V. и др.). Теоретические исследования привели к созданию моделей, учитывающих особенности строения Земли (модели Гильберта-Дзивонского, томографические модели строения Земли). Отдельно стоит вопрос о влиянии структурных неоднородностей - от латеральных эффектов в верхней и нижней мантии, топографии границы ядро-мантия до глубинных разломов земной коры (Harrison J., Молоденский С.М., Blair D., Beaumont С., Berger J. и др.) - на приливные параметры. Проверка существующих моделей для Земли в целом проводится по спутниковым данным, а по отдельным регионам адекватность моделей можно оценить только по данным экспериментов на трансконтинентальных профилях. Так, результаты исследования по широтному земноприливному профилю Западная Сибирь - Дальний Восток, пересекающему

Байкальскую рифтовую зону с неоднородностями мантии, позволяют провести верификацию современных приливных моделей в различных частях континента Евразия, наиболее крупного на Земле. Эффекты глубинных неоднородностей составляют малую величину от полной приливной реакции (lO^-s-lO"4), поэтому учет их влияния требует повышения точности аппаратурного комплекса (приливные гравиметры, наклономеры, деформографы), усовершенствования методов сбора и обработки информации.

Экспериментальные данные важны при разработке моделей приливной деформации, для расчетов приливных поправок при высокоточных измерениях силы тяжести, при высокоточных геофизических измерениях, отражающих вариации деформаций и напряжений в земной коре, для определении смещений земной поверхности в геоцентрической системе координат (по методам космической геодезии VLBI, GPS/GLONASS, SLR, LLR, DORIS, Sat. Alt.). Определение приливных параметров с точностью до десятой доли процента позволяет проводить расчет смещений до десятых долей миллиметра. В связи с развитием методов космической геодезии на территории Сибири и Дальнего Востока России вопрос о приливных параметрах тесно связан с точностью оценок, получаемых GPS-методом.

Современные деформации активно проявляются на границах тектонических плит, в зонах контакта платформ и сейсмоактивных областей, в зонах глубинных разломов земной коры. Современная граница зоны активных деформаций Центральной Азии расположена на юге Сибири. Моделирование процессов деформирования требует знания величин эффективных реологических параметров среды, определяемых по данным многолетних измерений. Несмотря на активное развитие различных методов измерения смещений и деформаций, мониторинг процессов в приразломных зонах возможен только методами подземной наклонометрии и деформографии. Практически только в области деформографии и наклонометрии получены многолетние ряды непрерывных наблюдений, позволяющие рассматривать процесс деформирования во времени. Для интерпретации полученных данных требуется рассмотрение различных реологических моделей среды. Наличие информации о долговременных изменениях перемещений, силы тяжести, деформаций и наклонов позволяет оценивать напряжения в земной коре, изучать структуру, реологию региона и связь с сейсмической активностью. Изменение деформаций во времени и реологии среды активно исследуются в зоне Тихоокеанского кольца на границе континентальных и океанических плит. Внутриконтинентальная же зона активных сейсмических процессов Центральной Азии изучена недостаточно. Отсюда рассмотрение процессов на этой границе (на примере юго-западной части Байкальской рифтовой зоны) является актуальным.

Основные задачи исследования:

Фактический материал и методы исследований.

Теоретической основой решения проблемы является теория приливных деформаций Земли и физические модели деформирования среды с линейной реологией. Для экспериментального изучения приливных и медленных эффектов автором проведены многолетние высокоточные измерения с помощью приливных наклономеров (1985 - 2003 гг.), гравиметров (1991 — 2003 гг.), штанговых деформографов (1989 - 2003 гг.) и получены уникальные данные. Подобные ряды экспериментальных данных для рассматриваемых регионов получены впервые и отличаются высокой точностью.

Данные по абсолютной гравиметрии (1992 - 2003 гг.), лазерной деформографии (1992 - 2003 гг.) и водомерным измерениям (1979 - 1990 гг.)

• получены автором совместно с Арнаутовым Г.П., Стусем Ю.Ф., Калишем Е.Н., Рыбушкиным А.Ю., Фоминым Ю.Н. Аппаратурный комплекс, используемый в исследованиях, включал в себя приборы, принадлежащие Институту геофизики СО РАН, Институту автоматики и электрометрии СО РАН, Королевской обсерватории Бельгии, Байкальской опытно-методической сейсмологической экспедицией и Сибирской опытно-методической лазерной партии. В комплексных исследованиях использовались материалы, полученные Институтом земной коры СО РАН, Байкальской опытно-методической сейсмологической экспедицией и ВСНИИФТРИ (г.Иркутск). Анализ приливных данных проводился с использованием материалов банка данных Международного приливного центра (ICET).

Щ С.М., Wahr J., Duhant V., Beaumont С. и Berger J., а также модели влияния океана по Schiwiderski Е., данные по движению полюса международного центра вращения Земли (Севр, Франция).

Использовалась совокупность экспериментальных методов:

- для приливных кварцевых наклономеров впервые использован «нулевой» метод и проведена сверка приборов на Приливной обсерватории Вальферданже (Люксембург) Европейского центра по геодинамике. С использованием электромагнитного метода и метода смещений с помощью кварцевой пружины получена высокая точность как в приливном диапазоне (до Ю~10), так и в многолетнем (до 10"7);

- одновременное использование линейных штанговых и лазерных деформографических систем позволяет достигать высокую точность в о приливном диапазоне (до 10" ) и в многолетнем диапазоне (до 10").

Данные по космической геодезии на постоянных пунктах Азии и по сетевым измерениям (Алтай, Новосибирск, Иркутск, БРЗ) получены Calais Е., ♦ Deverchere J., Леви К.Г., Саньковым В.А., Трапезниковым Ю.А., Зубовичем А.В.,

Брагиным В.Д. и автором работы. Результаты GPS измерений обрабатывались по программам GPSurvay, GAMIT-Globk, как в Институте геофизики СО РАН, так и в мировых и региональных центрах обработки данных. В исследованиях современных движений земной коры юга Сибири привлекались результаты, полученные геодезистами ГУГКа, Колмогоровыми В.Г. и П.П. и др. Строение регионов юга Сибири рассматривалось с учетом представлений: Пузырева Н.Н., Фотиади Э.Э., Крылова С.В., Дучкова А.Д., Зорина Ю.А., Логачева Н.А., ЧУ Артюшкова Е.В., Ружича В.В. и др. Гравиметрические приливные измерения ст.Ключи) и обработка материалов проводилось при участии Сарычевой Ю.К. Модели деформирования земной коры юго-западной части БРЗ разрабатывались с учетом моделей Elsasser W., Budiansky В., Amazigo J., Rice J., Nur J., Hager В., Herring Т. и др.

Исследования проводились согласно планам НИР Института геологии и геофизики СО АН СССР и Института геофизики СО РАН, в соответствии с программой ГНТП «Глобальные изменения природной среды и климата», а также при поддержке грантов РФФИ № 93-05-14021, № 95-05-15517с, № 97-0596502, № 98-05-65228, № 98-05-05-65227, № 01-05-471, № 01-05-478 и в рамках интеграционного проекта 77 СО РАН «Стратегия прогноза землетрясений на Южно-Байкальском геодинамическом полигоне». Под руководством автора выполнены исследования по проектам «Земноприливные исследования в Сибири» и «Земноприливные исследования в Сибири и на Дальнем Востоке Россиго> согласно межправительственным российско-бельгийским соглашениям 1995г., 1997 г., 1999 г., 2002 г. и по проекту ИНТАС № 97-30874.

Защищаемые положения:

Ф 2. Экспериментально, с использованием модели Молоденского С.М. для латеральных неоднородностей, сделана количественная оценка влияния неоднородностей мантии на гравиметрический фактор (0.06%) для Байкальской рифтовой зоны.

Щ вариации во времени приливных амплитуд и фаз (до 5% и 5°).

4. Используя реологические модели Кельвина-Фойхта и Максвелла по кривым затухания наклонов и деформаций после сильных (магнитуда 6-7) землетрясений региона, получена оценка реологического параметра -эффективной вязкости для зоны разлома (1018 Па-с), нижней коры и астеносферы (Ю19-И020 Па с) Байкальской рифтовой зоны.

Научная новизна и личный вклад:

1. По данным многолетнего мониторинга приливных вариаций силы тяжести, полученным с помощью гравиметров Аскания и ЛаКоста-Ромберга, при использовании современных методов подготовки и анализа данных (приливные программы Венедикова-Дюкарма и ETERNA, программа расчета влияния океана), определены значения региональных приливных параметров — амплитудного фактора и фазового запаздывания для приливных волн 01, PI, S1, К1, \|/1, N2, М2 и S2 (Западная, Восточная Сибирь и Дальний Восток). Использованы оригинальные серии данных длиной от 1.5 до 6 лет полученные автором на обсерваториях Ключи (Новосибирск), Иркутск - ВНИИФТРИ, Талая (оз.Байкал), Забайкальское (Хабаровский край). Полученные результаты позволяет провести верификацию моделей приливной деформации Вара-Дюхан-1993 и Дюхан-Дефрейн-Вара-1999. Точность оценок приливных параметров по Трансазиатскому профилю позволила разделить модели и остановиться на модели Вара-Дюхан1993 с упругой мантией. Данная оценка подтверждена результатами европейских станций (Международный приливный банк данных ЕСЕТ) для трансконтинентального профиля для средних широт. Восточную часть профиля и составляет представленный трансазиатский профиль.

2. Используя анализ результатов по приливным вариациям силы тяжести, наклонов и деформаций по обсерваториям Ключи, Иркутск и Талая получены значения частоты свободной нутации жидкого ядра отражающей динамический эффект жидкого ядра Земли. Результаты показали отличие от условий равновесия (модель WD93) на границе мантии и жидкого ядра Земли (5-8%). Полученные результаты соответствуют результатам по гравиметрам на основе эффекта сверхпроводимости (SG) и по VLB I методу, полученным в Западной Европе и Северной Америке.

3. По данным о наклонах, полученным кварцевыми наклономерами, и о деформациях, полученным штанговыми и лазерными деформографами, оценены локальные вариации приливных параметров для приливных волн 01 и М2 в различных азимутах для зоны разлома на границе Сибирской платформы и юго-западной части БРЗ. В результатах отмечены азимутальные различия (до 10-15 % в приливной амплитуде наклонов и деформаций, и до 9° в фазовом запаздывании), связанные с существованием глубинного разлома земной коры. Полученные отличия могут быть вызваны аномальными упругими свойствами зоны разлома (по Vp до 6%). Подход с использованием положений статической теории приливных деформаций позволил исключить искажение поля деформаций, вызванное локальными источниками. Получено значение числа Шида 1 = 0.0839±0.0001 с высокой точностью.

4. По данным о деформациях, полученным лазерным деформографом, определен характер изменений во времени приливных параметров (амплитуды и фазы приливной волны М2) разломной зоны в юго-западной части Байкальского региона. Вариации в амплитуде могут достигать 1-5 %, в фазе 1-5°, что может быть связано с вариациями упругих модулей в зоне разлома (по Vp до 2%). Вариации приливных амплитуд и фаз, полученные на трехмесячных сериях лазерным деформографом, коррелируют с периодами сильных землетрясений юго-западной части Байкальской рифтовой зоны (27.12.1991 г., М = 7; 29.06.1995 г., М = 5.5, 25.02.1999 г., М = 5.8).

5. С использованием кварцевых наклономеров, штанговых и лазерных деформографов, получены количественные оценки скоростей и многолетних вариаций деформации и наклонов земной поверхности на границе Сибирской платформы и Байкальского рифта (юго-западная часть - ст. Талая). В периоды сильных землетрясений изменения составляют от 10"5 до 10"6 в год, при обычных значениях - 10"8ч-10"7в год.

6. По данным, полученным с помощью кварцевых наклономеров (1985-2003 гг.), выделены циклы в ходе наклонов от 3 до 18.5 лет: моменты поворота вектора наклона совпадают с сильными (М>5) локальными (L<200 км) землетрясениями. На кривой хода наклонов выделена фаза нагружения и разгрузки, используя модель Кельвина-Фойхта, проведена оценка эффективной вязкости зоны глубинного разлома (2-Ю18 Пас) и переменной части тектонических напряжений (2МПа).

8. Показано, что горизонтальные деформации в приразломной зоне (с.Талая) связаны с субширотными перемещениями блоков земной коры вдоль разлома (от

1 до 10 мм в год). По экспериментальным данным за 12 лет выделены вариации, связанные с накоплением и релаксацией деформации при сильных землетрясениях в земной коре региона. На периодах более года для интерпретации результатов могут быть использованы модели типа литосфера-астеносфера и двухслойные модели земной коры. В зависимости от вида модели эффективная вязкость оценивается значениями от 1019 до 1020 Па-с.

•1 (1980-1983) для расчета поправок при определении значения ускорения силы тяжести и измерении смещений методами космической геодезии в азиатской части России. Точность полученных экспериментальных оценок (0.1%) приливных параметров позволяет проводить расчеты приливных поправок до 0.1 микрогала в гравиметрии и до 0.1 мм в смещениях (методы GPS геодезии и др.). Эти результаты подтверждают достоверность полученных в последние годы оценок скоростей современных движений (Саньков, Кале, Зубович, Тимофеев) и возможность их использования для проверки различных геодинамических моделей. Полученные экспериментальные и теоретические оценки эффектов мантии накладывают ограничения на латеральные аномалии по профилю, менее 1% для верхней мантии (мощность 300 км) и менее 0.3% для мантии в целом.

Исследования в восточной части профиля позволяют начать верификацию существующих и построение новых моделей Мирового океана для северозападной части Тихого океана и морей восточной части России. Мониторинговые исследования наклонов и деформаций показали связь поверхностных наклонов и деформаций с развитием сейсмического процесса (для средних и сильных землетрясений). Полученные зависимости будут использованы при построении теории развития сейсмического процесса и при исследованиях по прогнозу землетрясений. Полученные значения эффективной вязкости для зоны разлома, нижней коры и астеносферы могут быть использованы при моделировании процессов деформирования Байкальской рифтовой зоны.

Апробация работы. Подходы и результаты, полученные в работе, неоднократно докладывались автором на российских и зарубежных конференциях. Среди конференций можно выделить следующие: «Метрология в гравиметрии», (Харьков. 1980, 1984, 1991); «Современные движения земной коры», (Кишинев. 1982); II Орловская конференция «Изучение Земли как планеты методами геофизики и астрономии», (Полтава, 1986); Симпозиум КАПГ по изучению современных движений земной коры. (Дагомыс, 1988); Совещания по сейсмологии и прогнозу землетрясений (Иркутск, 1987, 1989, 1990); « Геодезия и сейсмология, деформация и прогноз», (Ереван, 1989); «Геолого-геофизические исследования в сейсмоопасных зонах СССР», (Фрунзе, 1989); «Разломообразование в литосфере: тектонофизические аспекты», (Иркутск, 1990); Zonenshain memorial conference on plate tectonics, (Москва, 1993); «Геодинамика, структура и металлогения складчатых сооружений юга Сибири», (Новосибирск, 1994); «Напряжения в литосфере (глобальные, региональные, локальные)», (Москва, 1994); Conference on stress and stress release in the lithosphere, (Karlsruhe, Germany, 1995); «Gravity and Geoid» (Graz, Austria, 1995); «Continental rift tectonics and evolution of sedimentary basins», (Новосибирск, 1996); 13th International Symposium on Earth Tides, (Brussels, Belgium, 1997), "Method of study, structure and monitoring of the lithosphere" (Новосибирск, 1998); «Современная сейсмология: Достижения и проблемы» (Москва, 1998); IUGG 99

Birmingham UK, 1999); «300 лет геологической службе России» (Санкт-Петербург, 2000); «Внутреннее ядро Земли. Геофизическая информация о процессах в ядре» (Москва, 2000), международный семинар "On the Use of Space Techniques for Asia-Pacific Regional Crustal Movements Studies", APSG, (Иркутск, 2002), Второй международный семинар по Геодинамике и проблемам окружающей среды высокогорных регионов, (Бишкек, 2002), LIII конференция «Современные проблемы геодезии и оптики», СГГА, (Новосибирск, 2003).

По теме диссертации опубликовано более 100 работ (около 50 статей в реферируемых журналах).

Структура диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы из 296 наименований. Полный объем ^ диссертации 297 страниц, включая 75 рисунков и 83 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Тимофеев, Владимир Юрьевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексные приливные исследования (силы тяжести, наклонов и деформаций) позволили прийти к выводу, что только гравиметрические наблюдения позволяют изучать особенности латеральных эффектов мантии в приливных деформациях Земли. Анализ приливных параметров по трансконтинентальному профилю Западная Европа - Дальний Восток России показал, что изменения по широте выделяются только в зоне Байкальского рифта. Теоретическая и экспериментальная оценка показали, что эффект мантии в БРЗ достигает 0.06% приливной амплитуд. Результаты по трансконтинентальному профилю показали, что статическая модель приливных деформаций Земли WD93 с упругой мантией и модель Мирового океана SCW80 соответствуют данным для внутриконтинентальных районов Евразии (профиль в полосе широт 45°N-55°N, 10 станций Западной Европы, Обнинск, Ключи, Талая и Забайкальское). Экспериментальные результаты, полученные с помощью гравиметров на пунктах земноприливного профиля, равны в суточном приливе 6(Oi)= 1.1516 ± 0.0005 и в полусуточном 6(М2)= 1.1553 ± 0.0005. Анализ с привлечение данных по лазерным деформографам позволил получить значения чисел Лява h = 0.6066±0.0003, к = 0.3009±0.0001 и Шида 1 = 0.0839±0.0001 для внутриконтинентальных областей Евразии.

Статическая теория приливов в жидком ядре оказывается непригодной для описания суточных приливов в области частот, близких к частоте близсуточного резонанса и здесь используется динамическая теория приливов. Наблюдаемый спектр суточных волн для разных видов измерений отражает динамический эффект ядра, что позволило используя отношения приливных факторов для нескольких волн в суточном диапазоне определить частоту свободной нутации и параметр сжатия для жидкого ядра Земли. По результатам анализа получено значение 15.075 °/час (по теории WD93 15.0737°/час). Эксперимент на сибирских станциях показывает увеличение сжатия (1/375) по сравнению с равновесным состоянием(1/392.8), что говорит об увеличении силового взаимодействия ядро-мантия (5-8%).

Современные скорости горизонтальных и вертикальных смещений в платформенных областях Сибири (юг Сибирской платформы и ЗападноСибирской низменности) свидетельствуют о твердотельном вращении Евразийской плиты. Экспериментальные результаты показывают, что отклонение не превышает 2 мм в год. В областях активных движений (БРЗ и Алтай) и их контакта с платформами отклонения от твердотельного движения достигают 2+10 мм в год. Приведенные значения получены методами GPS геодезии, пересчета деформации приразломной зоны, абсолютной гравиметрии, методом водного уровня и нивелирования. Современная оценка скоростей содержит вековую часть, определяемую тектоническими силами и часть, связанную с деформационными процессами при сильных землетрясениях в регионах. Горизонтальные деформации в приразломной зоне ГСР связаны с перемещениями блоков земной коры. На временах более года процесс деформирования описывается моделями с линейной реологией. Так процессы в приразломной зоне позволили рассматривать модель Максвелла и получить значение эффективной вязкости среды 1019 Па с. В рамках различных моделей, связанных с субширотным смещением юго-западной части БРЗ - двухслойная упругая и вязкая кора, модель литосфера-астеносфера получены параметры эффективной вязкости 1019 Па с - 1020 Па с. Анализ моделей деформирования и пост-сейсмической релаксации показал, что полученные значения характерны для нижней коры и верхней мантии БРЗ.

IЯ эффективной вязкости среды 2-10 Па-с. Полученный результат следует рассматривать как характеристику зоны разлома на многолетних периодах.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора физико-математических наук, Тимофеев, Владимир Юрьевич, Новосибирск

1. Авсюк Ю.Н. О движении внутреннего ядра. // ДАН СССР.- 1973.- т.212, №5, 1103-1105.

2. Авсюк Ю.Н. О приливной силе. // Письма в Астрономический Журнал.-1977.-Т. 3, №4, 184-188.

3. Авсюк Ю.Н. Возможное объяснение процесса изменения широт (Чандлеровы качания полюса). // ДАН. -1980.- т.254, №4, 834-838.

4. Авсюк Ю.Н. Приливные силы и природные процессы. М.ЮИФЗ РАН, 1996.-188 с.

5. Авсюк Ю.Н., Багин В.И., Левин Б.В., Исследования по геомагнитизму (аналитический обзор). // Вестник РФФИ.- 1997.-№ 4,37-43.

6. Авсюк Ю.Н., Арнаутов Г.П., Калиш Е.Н., Стусь Ю.Ф. Исследование приливной вариации силы тяжести абсолютным гравиметром ГАБЛ-М. // Физика Земли.- 1997.- № 9, 57-59.

7. Авсюк Ю.Н., Левин Б.В. К вопросу М.В.Ломоносова о перемещениях центра Земли. // Вестник РФФИ.- 1999.- 2(16), 4-11.

8. Аки К., Ричарде П. Количественная сейсмология: Теория и методы. Т 1. М.: Мир.- 1983.- 520 с.

9. Аксентьева З.Н., О приливах озера Байкал. // Труды Полтавской гравиметрической обсерватории, 1948,2, 102-106.

10. Артюшков Е.В., Физическая тектоника. М.: Наука, 1993. 455 с.

11. Артюшков Е.В., Якоби В.Р., Вязкость астеносферного слоя и силы, под влиянием которых происходит дрейф литосферных плит. // ДАН. -1994.- т.337, №6, 779-782.

12. Баленко В.Г., Барсенков С.Н., Булацен В.Г., Гриднев Д.Г., Дычко И.А., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Приливные изменения силы тяжести в Новосибирске в 1977-1979 гг. // Медленные деформации Земли и ее вращение. М.: Радио и связь. 1985.С. 40-59.

13. Ботт М. Внутреннее строение Земли. М.: Мир. 1974. 250 с.

14. Браун Д., Массет А. Недоступная Земля. М.: Мир. 1984. 262 с.

15. Буланже Ю. Д., Гриднев Д. Г., Давыдов В. И., Тененбаум С.Г., Власов Б.В. Кварцевый наклономер НК-1. // Приливные деформации Земли. М.: Наука, 1975. с. 149-157.

16. Варданян Г.С., Андреев В.И., Атаров Н.М., Горшков А.А. Сопротивление материалов с основами теории упругости и пластичности. М., Изд. Ассоц. Строит. Вузов, 1995. 572 с.

17. Витушкин A. JL, Фаллер Д. Е., Разработка и Исследование Компактного Транспортабельного Абсолютного Баллистического Гравиметра. // Измерительная техника, 2002, Сентябрь, стр. 3-10.

18. Витушкин A. JI., Разработка и исследование портативного абсолютного баллистического гравиметра с эксцентриковым механизмом бросания пробного тела: Автореф. дис. к-та техн. наук М. 2002.- 14 с.

19. Волков В.А., Шимон 3., Варга П., Гриднев Д.Г., Дитгфельд Г.Ю., Скальский Д. Методическое руководство по приливным наблюдениям с гравиметрами. Praha, КАПГ-раб.гр.3.3, 1976. 114 с.

20. Гик Л.Д., Калиш Е.Н., Петрашевич Л.А., Счетно-вычислительнй блок транспортабельного лазерного гравиметра. // Автометрия, 1974. №6, 76-83.

21. Гольдин С.В., Дядьков П.Г., Дашевский Ю.А. Стратегия прогноза землетрясений на Южно-Байкальском геодинамическом полигоне. // Геология и геофизика. 2001. Том 42, №10, 1484-1496.

22. Граф А. 1961. Гравиметр. М: Мир. 1961, 110 с.

23. Гриднев Д, Г., Сарычева Ю. К., Тимофеев В. Ю., Савиных А. В. Аномальные наклоны земной поверхности перед некоторыми землетрясениями // Геология и геофизика. 1987, 12, с. 78-82.

24. Гриднев Д. Г., Сарычева Ю. К., Тимофеев В. Ю. Квазисуточные неприливные наклоны земной поверхности в районе Новосибирска и Иркутска. М., 1988.-12 е.-Деп. в ВИНИТИ 31.08.88, 6781-В88.

25. Гриднев Д. Г., Сарычева Ю. К., Тимофеев В. Ю. Учет влияния наклонов постаментов в показаниях приливорегистрирующих гравиметров//Метрология в гравиметрии, Тез. докл. наВНТК, Харьков, 1984., с. 106-108.

26. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Определение масштаба записи приливорегистрирующего гравиметра GS -12 №186. // Геология и геофизика, 1982,3, с.96-101.

27. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Наблюдение изменений силы тяжести во время солнечного затмения 31 июля 1981 т. II Геология и геофизика, 1985,3, с. 93 100.

28. Гриднев Д.Г. Кварцевый измеритель плотности воздуха. // Приливные деформации Земли, М.: Наука, 1975.- с. 130-140.

29. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Временные изменения приливного фактора и упругие свойства верхней мантии в районе Иркутска. // Геология и геофизика, 1988, 7, с. 87-93.

30. Гриднев Д.Г., Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Наклоны земной поверхности в районе водохранилища Иркутской ГЭС. // Геология и геофизика, 1989, 3, с. 116-122.

31. Гриднев Д.Г., Тимофеев В.Ю. Способ определения модуля упругости горных пород. Авторское свидетельство № 1668663, приоритет от 28.04.1989 г.

32. Гриднев Д.Г., Тимофеев В.Ю. Способ определения модуля упругости горных пород. Авторское свидетельство № 1557318, приоритет от 4.04.1988 г.

33. Гриднев Д.Г., Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Анисимова Л.В., Масальский O.K., Глевский Г.Н., Панин С.Ф. Наклоны земной поверхности на юге Байкала (Талая). // Геология и геофизика, 1990, 5, с.95-104.

34. Гриднев Д.Г., Тимофеев В.Ю. Кварцевый наклономер с магнитным управлением. М. 1990.-10 е.- Депон.ВИНИТИ,07.06.90.-И.3214-В-90.

35. Гусева Т.В., Современные движения земной коры в зоне перехода от Памира к Тянь Шаню., М.: ИФЗ АН СССР, 1986, 171 с.

36. Деформационные процессы в период, предшествующий Спитакскому землетрясению. Под ред. И.Л.Нерсесова, Л.А.Латыниной, М.: ИФЗ АН СССР, 1989. 100 с.

37. Джеффрис Г. Земля, ее происхождение, история и строение. М.: ИЛ, 1960. 484 с.

38. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Глубинная геодинамика. Труды ОИГГМ СО РАН, Вып.830.- Новосибирск: Изд-е СО РАН. 1994, 150 с.

39. Добровольский И.П., Зубков С.И., Мячкин В.И., Об оценке размеров зоны проявления предвестников землетрясений. // Моделирование предвестников землетрясений. М.: Изд-е АН СССР, 1976. 7-44.

40. Дучков А.Д., Лысак С.В., Голубев В.А., Дорофеева Р.П., Соколова Л.С. Тепловой поток и геотемпературное поле Байкальского региона. // Геология и геофизика, 1999. т.40, №3. С.287-303.

41. Дядьков П.Г., Мельникова В.И., Саньков В.А., Назаров Л.А., Назарова Л.А., Тимофеев В.Ю. Современная динамика Байкальского рифта: эпизод сжатия и последующего растяжения в 1992-1996 гг. // ДАН, 2000. том 372, № 1, с.99-103.

42. Екимов А.П., Кравец Т.П., Предварительная заметка о приливах Байкала. // Труды Иркутск, магн. и метеорол. обе., 1926, N.1.

43. Жарков В.Н., Внутреннее строение Земли и планет. М.: Наука, 1983,415 с.

44. Жарков В.Н., Трубицин В.П. Физика планетных недр. М.: Наука. 1980.448 с.

45. Земные приливы и внутреннее строение Земли. Под ред. Н.Н.Парийского. М.: Наука, 1967.167с

46. Зоненшайн Л.П., Савостин Л.А. Введение в геодинамику. М.: Недра. 1979, 240 с.

47. Изучение земных приливов. Под ред. Н.Н.Парийского, М.: Наука, 1980.г248 с.

48. Кабан А., Юнга И., Напряжения земной коры Байкальского рифта. // ДАН, 2000. т.371, №4, 526-530 е.

49. Карта активных разломов СССР и сопредельных территорий. Ред. В .Г.Трифонов, М. ГИН АН СССР, ИЗК СО АН СССР. 1986.

50. Колмогоров В.Г., Колмогорова П.П. Современная кинематика земной поверхности юга Сибири. Новосибирск: Наука, 1990,152 с.

51. Колмогоров В.Г., Колмогорова П.П. Современные вертикальные движения Алтае-Саянекой области и их связь с новейшими движениями и сейсмичностью. // Геология и геофизика. 2002. т.43, №6, 567-578.

52. Копаев А.В. Аномалии гравиметрических приливов. // ДАН. 2000. Т.372, № 1, с.104- 107.

53. Кукол 3., Скорость геологических процессов. М.: Мир, 1987,246 с.

54. Латынина Л.А., Кармалеева Р.М. Деформографические измерения. М.: Наука, 1978. 154 с.

55. Леви К.Г., Аржанникова А.В., Буддо В.Ю., Кириллов П.Г., Лухнев А.В., Мирошниченко А.И., Ружич В.В., Саньков В.А. Современная геодинамика Байкальского рифта. // Разведка и охрана недр, 1997. №1. С. 10-20.

56. Леви К.Г., Мирошниченко А.И., Ружич В.В., Саньков В.А., Алакшин A.M., Кириллов П.Г., Колман С., Лухнев А.В. Современное разломообразование и сейсмичность в Байкальской рифтовой зоне. // Физическая мезомеханика, 1999. т.2, № 1-2. С. 171-180.

57. Магницкий В. А. Современные вертикальные движения земной коры: «парадокс» больших скоростей//Земля и Вселенная. 1985.4. с. 10-14.

58. Мельхиор П. Земные приливы. М.: Мир, 1968,482 с.

59. Мельникова В.И., Радзиминович Н.А. Механизм очагов землетрясений Байкальского региона за 1991 1996 гг. // Геология и геофизика, 1998. т.39, № 11, с. 1598-1607.

60. Методика измерений земных приливов и медленных деформаций земной поверхности. Под ред. Н.Н.Парийского. М.: Наука, 1970.184 с.

61. Миронов В. С., Курс гравиразведки. Л.: Недра, 1972. 512 е.

62. Молоденский М.С. Избранные труды. Гравитационное поле. Фигура и внутреннее строение Земли. М.: Наука, 2001.570 с.

63. Молоденский С.М. Приливы, нутация и внутреннее строение Земли. М.: ИФЗ АН СССР, 1984.215 с.

64. Мордвинова В.В., Винник Л.П., Косарев Г.Л.Телесейсмическая томография литосферы Байкальского рифта. // ДАН. 2000. т.372, № 2, с.248-252.

65. Недра Байкала по сейсмическим данным . Под редакцией Н. Н. Пузырева. Новосибирск: Наука, 1981. 173 с.

66. Орлов АЛ. Определение средней твердости Земли по наблюдениям в Юрьеве, Томске и Потсдаме. // Известия Русск. Геогр. Общества, 1915, 51, IX, 479-487.

67. Орлов В.А. Высокочувствительные лазерные измерения малых перемещений и скоростей в условиях сильных естественных помех: Автореф. дис. д-ра физ.-мат. наук. — Новосибирск, 2003. 36 с.

68. Островский А.Е. Деформации земной поверхности по наблюдениям наклонов. М.: Наука, 1978. 184.

69. Парийский Н.Н., Кузнецов М.В., Кузнецова Л.В. О влиянии океанического прилива на вековое замедление вращения Земли. // Известия АН СССР, сер. Физика Земли, 1972. 2, 50-55с.

70. Парийский Н.Н., Перцев Б.П. Влияние инерционных сил на наблюдаемые приливные изменения силы тяжести и наклонов. // Приливные вариации силы тяжести. Сб. трудов. Москва: ИФЗ АН. 1980. 100 с.

71. Парийский Н.Н., Перцев Б.П., Учет сил инерции при анализе земноприливных наблюдений. // Труды «З-rd International Symposium Geodesy and Physics of the Earth». Part 2. Potsdam. 1977. c. 12-20.

72. Парфианович И.А., Экспериментальное изучение приливов и отливов Байкала. // Известия Физ.-мат. института им. Стеклова АН СССР, 1928, № 3, с. 189-200.

73. Перцев Б.П., Влияние морских приливов ближних зон на земноприливные наблюдения. // Известия АН СССР, сер. Физика Земли, 1976. 1, 30-38.

74. Попов В. В. О температурных деформациях земной поверхности // Известия АН СССР. Физика Земли. 1961. 7, с. 3-10.

75. Приливные деформации Земли. Под ред. Н.Н.Парийского, М.: Наука, 1975. 187с.

76. Ржевский В.В., Новик ГЛ. Основы физики горных пород. М.: Недра, 1978. 390 с.

77. Роговская Н.В. Закономерности строения подземной гидросферы платформенных областей. М.: Наука, 1991. 231 с.

78. РужичВ.В., Сейсмотектоническая деструкция в земной коре Байкальской рифтовой зоны. Новосибирск: Изд-е СО РАН, 1997. 144 с.

79. Сарычева Ю. К. Приливные изменения силы тяжести в Новосибирске и причины вариаций гравиметрического фактора 8: Автореф. дис. к-та физ.-мат. наук. М., 1973. - 15 с.

80. Сарычева Ю. К., Тимофеев В. Ю. Первые наблюдения по программе Транссибирского приливного профиля // Метрология в гравиметрии. Харьков; Институт метрологии. 1980. с. 79-81.

81. Сарычева Ю. К., Тимофеев В. Ю. Исследование приливных вариаций силы тяжести в Сибири // Методика и результаты комплексных геофизических исследований. Новосибирск: ИГиГ СОАН СССР, 1981. с. 64-70.

82. Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Приливные параметры Земли по результатам новосибирских гравиметрических наблюдений. // Геология и геофизика, 1992, 2, с. 37-44.

83. Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Аномальная часть прилива в Иркутске и Новосибирске. // Геология и геофизика, 1992. 5, с. 120-124.

84. Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю. Приливные параметры Земли по результатам приливных наблюдений (ст.Ключи, Новосибирск). // Методика и результаты изучения пространственно-временных вариаций геофизических полей. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1992, с. 129 147.

85. Сарычева Ю.К., Тимофеев В.Ю., Приливные наклоны в Талой. // Методика и результаты изучения пространственно-временных вариаций геофизических полей. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1992, с. 173 194.

86. Солоненко А.В., 1993, Симметрия поля напряжений земной коры Байкальского рифта// ДАН, т.328, N6, 674-677.

87. Справочник для геологов по физическим константам, //Фр. Берг, Дж. Шерер, Г. Спайсер. М.: ИЛ, 1949,303 с.

88. Стейси Ф., Физика Земли. М.: Мир, 1972, 342 с.

89. Теркот Д., Шуберт Дж., Геодинамика: геологические приложения физики сплошных сред. М.: Мир, Ч. 2. 1985. 643 с.

90. Тимошенко С. П., Гудьер Дж., Теория упругости. М.: Наука, 1975. 576 с.

91. Тимофеев В.Ю., Комплексирование абсолютных и относительных измерений приливных вариаций силы тяжести. // Геология и геофизика, 1979, 11, с.108-113.

92. Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Наклономерные исследования в г.Нефтеюганске. // Методика и результаты изучения пространственно-временных вариаций геофизических полей. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН,, 1992, с. 208-220.

93. Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Панин С.Ф., Анисимова Л.В., Гриднев Д.Г., Масальский O.K., Исследование наклонов и деформаций земной поверхности в БРЗ. // Геология и геофизика, 1994,3, с. 119-129.

94. Тимофеев В.Ю., Сарычева Ю.К., Анисимова Л.В., Панин С.Ф., Хомутов С.Ю., Динамический эффект жидкого ядра в земноприливных наблюдениях на сибирских станциях (Новосибирск, Талая, Иркутск). // Геология и геофизика, 1994, 11, с.108-117.

95. Тимофеев В.Ю., Арнаутов Г.П., Талиев С.Д., Сарычева Ю.К. Изучение современных движений земной коры в районах крупных водоемов юга Сибири методом регистрации водного уровня. // Геология и геофизика, 1997. т.38, 12, с.1991-1998.

96. Тимофеев В.Ю., Анисимова Л.В., Дюкарм Б., Сарычева Ю.К., Гриднев Д.Г., Масальский O.K., Оценка вязкости зоны разлома по наблюдениям наклонов земной поверхности. // Геология и геофизика, 1999. т.40,10, с.1495-1501.

97. Тимофеев В.Ю., Арнаутов Г.П., Калиш Е.Н., Стусь Ю.Ф., Дюкарм Б., Сарычева Ю.К., Анисимова Л.В., Смирнов М.Г. Особенности современных движений земной коры юга Сибири. //ДАН, 1999. т.369,4, с.537-541.

98. Тимофеев В.Ю., Яковенко B.C., Дучков А.Д., Дюкарм Б., Ревтова Е.А. Долговременные и приливные деформации по наблюдениям деформографами и наклономерами (Тянь-Шань ст. Ала-Арча). // Геология и геофизика, 2001. 10, 1650-1658.

99. Тимофеев В.Ю., Дюкарм Б., М.Ван Руимбек, Сарычева Ю.К., Ревтова Е.А., Грибанова Е.И., Ардюков Д.Г. Экспериментальные приливные модели (для юга Сибири). // ДАН, 2002. т.382,2, с.250-255.

100. Тимофеев В.Ю., Горнов П.Ю., Корчагин Ф.Г., Запреева Е.А., Мониторинг упругих параметров водонасыщенного пласта по наблюдениям уровня воды в скважине. // Геология и геофизика, 2003, т.44, №8, с.839-849.

101. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Дучков А.Д., Запреева Е.А., Кале Э., Сеть измерений в западной части Алтае-Саянской области. // Геология и геофизика, 2003. т. 44, №11,1208-1215.

102. Тимофеев В.Ю., Запреева Е.А., Ардюков Д.Г. Мониторинг современных горизонтальных движений Алтая. // Современные проблемы геодезии и оптики. Сборник материалов LIII конференции. Часть III. 2003, СГТА, стр. 217-219.

103. Урманцев Ф. М., Оценка влияния суточных изменений атмосферного давления па показания гравиметров, наклономеров и на нивелирные работы // Известия АН СССР. Физика Земли, 1975. № 3, с.79-82.

104. Федеральная система сейсмологических наблюдений и прогноза землетрясений. // Инф.-анал. Бюллетень. Спец.выпуск 1995. Гл.ред. Лаверов Н.П., М.: МЧС России РАН. 236 с.

105. Филина А.Г. Землетрясения Алтае-Саянского региона. // "Землетрясения в России 1991", М.: Наука. 1997, с.55-65.

106. Фотиади Э.Э. Основные черты структуры и динамики литосферы Сибири по геолого-геофизическим данным. Новосибирск: Наука, Труды ИГиГ СО АН СССР, выпуск 738,1990. 116 с.

107. Agnew.D.C. Strainmeters and Tiltmeters. // Reviews of Geophysics, vol.24, n3, August 1986. pp. 579-624.

108. Alekseev A.S., Belonosov A.S., Petrenko V.E. On the multidisciplinary approach to determination of an integral earthquake precursor. // Journal of the Earthquake -Prediction Research. 2000. V. 8, No. 3, pp. 256-274.

109. Allen C.R., Luo Z., Qian H., Wen X., Zhou H., Huang W. Field study of a highly active fault zone: The Xianshuihe fault of southwestern China, // Geol. Soc. Am. Bull., 1991,103, 1178-1199.

110. Armijo, R. Late Cenozoic right-lateral strike-slip faulting in southern Tibet. // J.Geophys.Res., 1989, 94,2787-2838.

111. Armijo R.P., Tapponnier P., Merrier J.I., Han T.L. Quaternary extension insouthen Tibet: Field observations and tectonic implications. // J.Geophys.Res., 1986,91, 13,803-13,872.

112. Arnautov G.P., Kalish E.N., Smirnov M.G., Stus Yu.F., Tarasyuk V.G., 1994, GABL-M Ballistic Laser Gravimeter and Results of Observation of Gravity Variations, Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing, 3, 3-11.

113. Avouac, J.P., Tapponnier P. Kinematic model of active deformation in Central Asia. // Geophys.Res.Lett., 1993, 20, 895-898.

114. Baker Т., Curtis D., Dodson A. A new Earth tide models in central Europe. // Geophys. Res. Lett. 1996. V.23, n.24,3559-3562.

115. Baljinnyam I. Ruptures of major earthquakes and active deformation in Mongolia D and its surroundings. // Geol. Soc. Am. Mem., 1993. 181, 62.

116. Bayasgalan A. Field examples of strike-slip fault terminations in Mongolia and their tectonic significance.// Tectonics, 1999. 18, 394-411.

117. Beaumont C., Lambert A. Crustal Stracture from Surface Load Tilts, Using a Finite Element Model.// Geophys. J. R. astron. Soc. 1972. 29,203-226.

118. Beaumont C., Berger J. Earthquake Prediction: Modification of the Earth Tide tilts and Strains by Dilatancy // Geophys. J. R. astron. Soc. 1974. vol.39, pp. 111-121.

119. Beaumont C. Tidal loading: crustal structure of Nova Scotia and the M2 tide in the northwest Atlantic from tilt and gravity observations. // Geophys. J. Res., 1978. S.53,27.53.

120. Beavan J., Bilham R., Thermally induced errors in fluid tube tiltmeters.// J.Geophys.Res., 1977. 82,5699-5704.

121. Benioff H. A linear strain seismograph. // Bull.Seismol.Soc.America, 1935, v.25, N 4, p.283-309.

122. Blair D., Topographic, geologic and cavity effects on the harmonic content of tidal strain.// Geophys.J.R.astr.Soc., 1977.48,393-405.

123. Boucher C., Altamimi Z., Sillard P., Results and analysis of the ITRF97.// IERS m Technical note, 27, 1999, 191.

124. Brown L.D. Postseismic crustal uplift near Anchorage, Alaska. // J. Geophys. Res., 1977. 82, 3369-3378.

125. Budiansky В., Amazigo J.C. Interaction of Fault Slip and Lithospheric Creep. // J. Geophys. Res. 1976, vol.81, no.26,4897-4900.

126. Burov, E.B., Houdry, F., Diament, M., Deverchere, J. A broken plate beneath the North Baikal rift zone revealed by gravity modelling. // Geophys. Res. Lett. 1994,21, 129-132.

127. Cadek, O. Can long-wavelength dynamical signatures be compatible with layered and convection? // Geophys. Res. Lett., 1997. 24,2091-2094.

128. Calais, E., Lesne O., Deverchere J., Sankov V.A., Lukhnev A.V., Miroshnichenko A.I., and Levi K.G., GPS measurements of crustal deformation in the Baikal rift zone, Siberia// Geophys. Res. Lett., 1998. V.25, № 21, pp. 4003-4007.

129. Calais E., Amariargal S. New constraints on current deformation in Asia from continuous GPS measurements at Ulan Baater, Mongolia. // Geophys. Res. Lett., 2000. V.27, pp. 1527-1531.

130. Calais E., Vergnolle M., Deverchere J., San'kov V., Lukhnev A., Amariargal S. Are post-seismic effects of the M=8.4 Bolnay earthquake (1905 July 23) still influencing GPS velocities in the Mongolia-Baikal area? // Geophys. J. Int., 2002. 149, 157-168.

131. Cartwright, D.E. and Ray, R.D., New Estimates of Oceanic Tidal Energy Dissipation from Satellite Altimetry.// Geophys. Res. Letters, 1989. 16, nr 1, 73-76.

132. Cartwright, D.E. and Ray, R.D., Oceanic Tides from Geosat Altimetry.// J.Geoph.Res. 1990. 95, C3,3069-3090.

133. Cartwright, D.E. and Ray, R.D. and Sanchez, B.V., Oceanic Tide Maps and щ Spherical Harmonic Coefficients from Geosat Altimetry.// NASA Technical1. Memorandum 104544. 1991.

134. Cazenave, A. And Daillet, S., Lunar Tidal Acceleration from Earth Satellite Orbit Analyses. // J.Geoph.Res., 1981. 86, B3, 1659-1663.

135. Cazenave, A., Tidal Friction Parameters from Satellite Observations in "Tidal Friction and the Earth's Rotation II", Springer-Verlag, Berlin, 1982. 4-18.

136. Chemenda A., Deverchere J., Calais E. Three-dimensional laboratory modelling of rifting: application to the Baikal Rift, Russia.// Tectonophysics. 2002. v.356, pp.253273.

137. Chen Shaoxu, Ping Jianjun, Zhang Yuegang, A.S. Alekseev, A.S.Belonosov. Study of the crustal deformation field of seismic precursors. // Journal of Earthquake in China, V. 21, No. 1,2001,10 p.

138. Christodoulidis, D.C., Smith, D.E., Williamson, R.G. and Klosko, S.M., Observed * Tidal Braking in the Earth/Moon/Sun System.// J.Geoph.Res., 1988. 93, B6, pp.62166236.

139. Cohen S.C., Kramer M.J. Crustal deformation, the earthquake cycle, and models of viscoelastic flow in the asthenosphere. // Geophys. J. R.astr. Soc., 1984, v. 78, pp.735750.

140. Corrieu I. Mantle dynamic and geoid Green functions. // Geophys. J. Inter., 1995. v.128, pp.516-523.

141. Cummins, P. and Wahr, J., A study of the Earth's Core Nutation using Gravity data. // J.Geophys. Res., 1993. v.98, pp.2091-2104.

142. Darwin G.H., A numerical estimate of the rigidity of the Earth. // Nature, 1882, v.27, pp .22-23.

143. Defraigne P., Dehant V., Wahr J. Internal loading on an homogeneous compressible Earth with phase boundaries.// Geophys. J. Inter., 1996. v. 125, pp. 173192.

144. Dehant V. Tidal parameters for an inelastic Earth. // Physics of the Earth and Planetary Interior, 1987. vol. 49, p. 97-116, p.242-258.

145. Dehant, V. Tidal parameters for Earth. // Physics of the Earth and Planetary Interior, 1993. vol. 76, p. 259-315.

146. Dehant V., Defraigne P. New transfer functions for nutations of a non-rigid Earth. // J. Geophys.Res., 1997. 102, 27,659-27,688.

147. Dehant V., Defraigne P., Wahr J.M., Tides for a convective Earth. // Journal of Geophysical Research, 1999. vol.104, no.Bl, January 10, 1035-1058.

148. Deng J. et al., Viscoelastic flow in the lower crust after the 1992 Landers, California, earthquake.// Science, 1998. v.33, pp. 1689-1692.

149. Deverchere J. Depth distribution of earthquakes in the Baikal rift system and its implications for the rheology of the lithosphere. // Geophys. J.Int., 2001. v. 146, pp.714730.

150. De Vries, D. And Wahr, J.M. The Effects of the Solid Inner Core and Nonhydrostatic Structure on the Earth's Forced Nutations and Earth Tides.// J.Geoph.Res., 1991. v.96, B5, pp.8275-8293.

151. Ducarme В., Sun H-P. And Xu J-Q. New investigation of tidal gravity results from the GGP network.//BIM, 136, 15 AOUT2002, 10761-10776.

152. Dziewonski, A.D. and Anderson, D.L., Preliminary reference Earth model. // Phys.Earth Planet Inter., 25, 1981, 297-356.

153. Eanes R., Bettadpur. The CSR3.0 global ocean tide model: Diurnal and Semi-dirnal ocean tides from TOPEX/POSEIDON altimetry. // CRS-TM-96-05, Univ.of Texas, Centre for Space Research, Austin, Texas. 1996.

154. Egbert G., Bennett A., Foreman M., TOPEX/Poseidon tides estimated using a global inverse model. // J.Geophys.Res., 1994. 99(C12), 24821-24852.

155. Elsasser W.M. Convection and stress propagation in the upper mantle. // "The Application of Modern Physics to the Earth and Planetary Interior, ed. Runcorn, S.K., Wiley, New York, 1969.223-246.

156. Elsasser W.M. Two-Layer Model of Upper-Mantle Circulation. // J.Geophys. Res. 1971, vol.76, no.20,4744-4753.

157. Eshelby J.D., The determination of the elastic field of an ellipsoidal inclusion and related problems.// Proc. Roy. Soc. Ser. 1957. A, 241,376.

158. Francis, O. And Mazzega, P., What can we learn about Ocean Tides from Tide Gauge and Gravity Loading Measurements? //11-th Int.Symposium on Earth Tides, Helsinki, Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, 1991. 287-298.

159. Forte, A.M. and Paltier, W.R., Plate tectonics and a spherical Earth structure: The importance of poloidal-toroidal coupling. // J.Geophys. Res., 1987.92,3645-3679.

160. Forte, A.M. and Paltier, W.R., Viscous flow models of global geophysical observables, 1, Forward problems. // J.Geophys. Res., 1991. v. 96, pp. 20,131-20,159.

161. Forte A.M., Woodward R.L., Dziewonski A.M., Joint invertions of seismic and geodynamic data for models of three-dimentional mantle heterogeneity. // J.Geophys. Res., 99, 1994, pp. 21,857-21,877.

162. Gan F. Viscosity of the Earth's core.// J.Geophys. Res., 1977. v.77, pp. 360-366.

163. Gao, S., Davis, P.M., Liu, H., Slack, P.D., Zorin, Yu.A., Logatchev, N.A., Kogan, M.G., Burkholder, P.D., Meyer, R.P. Asymmertic upwarp of the asthenosphere beneath the Baikal rift zone, Siberia. // J.Geophys.Res. 1994. v.99, pp. 15319-15330.

164. Gaudemer Y. Partitioning of crustal slip between linked, active faults in the eastern Qilian Shan, and evidance for a maior seismic gap, the "Tianzhu gap", on the Western Haiyuan fault, Gansu (China), // GeophysJ.Int., 1995, v.120, pp. 599-645.

165. Gilbert, F. and Dziewonski A.M., An application of normal mode theory to the retrieval of structure parameters and source mechanisms for seismic spectra.// Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A, 278, 1975, 187-269.

166. Grace S.F., The semi-diurnal lunar motion of Lake Baikal and the derivation of the Earth-tides from the water-tides, // Mon. Not. Roy. Astron. Soc., Geoph. Suppl., 1931, v.2,N. 7, 301-309.

167. Gubanov, V. and Yagudin, L.I., Earth tides accoding to the new USSR Standard Time system for 1955-1974.// Sov.Astron.Lett., 1978. v.4, 57-59.

168. Gwinn C.R., Herring T.A., Shapiro I.I. Geodesy by radio interferometry: Studies of the forced nutations of the Earth, 2, Interpretation. // J.Geophys. Res., 1986. v.91, pp. 4755-4765.

169. Hager, B.H. Subducted slabs and the geoid: Excess on mantle rheology and flow.// J.Geophys. Res., 1984, v.89,6003-6015.

170. Hager, B.H., Clayton R.W., Richards M.A., Comer R., Dziewonski, A.M., Lower mantle heterogeneity, dynamic topography and the geoid. // Nature, 1985. v.313, pp. 541-545.

171. Hager, B.H. and Richards, M.A. Long-wavelength variations in Earth's geoid: Physical models and dynamical implications. // Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A, ,1989, v.328,309-327.

172. Hager, B.H. Reconciling rapid strain accumulation with deep seismogenic fault planes in the Ventura basin, California.// J.Geophys. Res., 1999, v.104,25207-25219.

173. Harrison J.C. Cavity and topographic effects in tilt and strain meaurement.// J.Geophys. Res., 1976, v.81,319-328.

174. Hefiy, J. and Capitane, N. The fortnightly and monthly zonal tides in the Earth's rotation from 1962 to 1988. //J.Geoph.Int. 1990, v.103, 219-231.

175. Hendershott, M.<C. The Effects of Solid Earth Deformation on Global Ocean Tides. //J.Geoph.Res., 1972, v.29, 389-402.

176. Herring T.A., Gwinn, C.R. and Shapiro, I.I. Geodesy by Radio Interferometry: Studies of the Forced Nutations of the Earth. I. Data Analysis; II. Interpretation. // J.Geoph.Res. 1986, 91, B5, 4745-4754, 4755-4765.

177. Hough, S.S., The oscillations of a rotating ellipsoidal containing fluid. //9

178. Phil.Trans.Royal Soc. London, 1895. v. 186,469-506.

179. Ionov, D.A., O'Reilly, S.Y., Ashechepkov, I.V., Feldspar-bearing Iherzolite xenoliths in alkalibasalts from Hamar-Daban, southern Baikal region, Russia. // Contrib. Mineral. Petrol. 1995.v.122, 174-190.

180. Jacobs J.A., The inner core and the geodynamo: determining their roles in the Earth history.// EOS, 1995. v.76, n.25,249.

181. Jeffreys, H., Dynamic effects of a liquid core. // Monthly Not.R.Astr.Soc., 1949, 109, nr 6, 670-687 and 1950. 110 nr 5,460-466.

182. Johnstone B. The land of the rising tide // New scientist. 1985. N I486. P. 15.

183. E. Kalish, G. Arnautov, B. Ducarme, M. Smirnov, Y. Stus, V. Timofeev. Gravity Variations at Novosibirsk Region and Irkutsk Region by Gabl-M Measurements. // Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et de Seismologie, Volume 17 2000. p. 187-192.

184. Kesselman S.I., Kotliar P.E., Kuchay O.A., Tychkov S.A., Serebriakova L.I., Deformation of the near-surface part of the Earth's crust by seismologie and geodetic data obtained on Baikal geodynamic polygons. // Tectonophysics, 1992, v. 202, 251256.

185. Kidd, W.S.F., and P. Molnar. Quaternary and active faulting observed on the 1985 Academia Sinica-Royal Society geotraverse of Tibet. // PhiIos.Trans.R.Soc., London, A, 1988, v.327,337-363.

186. Kiselev, A.I., Popov, A.M., Asthenospheric diapir beneath the Baikal rift: petrological constraints. // Tectonophysics, 1992, v.208,287-295.

187. Kogan M.G., Steblov G.M., King R.W., Herring T.A., FrolovD.I., Egorov S.G., Levin V.Y., Lerner-Lam A., Jones A., Geodetic constraints on the rigidity and relativemotion of Eurasia and North America. // Geophys. Res. Lett., 2000, v.27, no. 14,20412044.

188. Koulakov I. Three-dimensional seismic structure of the upper mantle beneath the central part of the Eurasian continent. // Geophys. J. Int., 1998, v.133, pp. 467-489.

189. Krylov S.V., Mishenkin B.N., Bryksin A.V., Deep structure of the Baikal rift from multiwave seismic exploration. // J.Geodyn., 1991, v. 13, pp.87-96.

190. Lambeck, K., Tidal dissipation in the oceans: astronomical, geophysical andty oceanographic consequences.// Philos. Trans.R.Soc. London, 1977. A 287, pp. 545594.

191. Le Provost, Ch., Lyard, F. And Molines, J-M, Improving Ocean Tide Prediction by Using Additional Semi-diurnal Constituents from Spline Interpolation in the Frequency Domain.// Geoph. Res.Letters, 1991, v.18, n.5, pp. 845-848.

192. Le Provost Ch., Gencom M., Lyard F., Incent P., Canceil P., Spectroscopy of the ocean tides from a finite element hydrodynamic model.// J.Geophys.Res., 1994, 99(C12), 24777-24797.

193. Levi K.G., Miroshnitchenko A.I., San'kov V.A., Babushkin S.M., Larkin G.V.,

194. Badardinov A. A., Wong H.K., Colman S. and Delvaux D. Active faults of the Baikaldepression. // Bull. Centre Rech. Elf Explor. Prod., 1997, 21(2), pp. 399-434.

195. Li V.C.&Rice J.R. Crustal deformation in great California earthquake cycles. // J.Geophys.Res., 1987,92, 11533-11551.

196. Liu H-S. Geodynamics of the Baikal-Stanovoy seismic belt. // Physics E.P.I. 1983, v.31, pp.77-82.

197. Liu, Q., Avouac J.P., Tapponnier P., Zhang Q., Field evidance for Holocene and active faulting in western Qangtang. // Terra Nova Abstr., 1991, 3, 265.

198. W 208. Li Yanxing, Hu Xinkang, Shuai Ping, Ge Liangqian, Huang Cheng, Zhu Wenyao,

199. Hu Xiaogong. The Current Crust Strain Fields in the Continent of China and Its Adjacent Areas from GPS Measurement Results. // Proceedings of the Fourth

200. Workshop. Asia-Pacific Space Geodynamics Program. Ed.by Huang Cheng and Qian

201. Zhihan. Shanghai, P.R.China, 14-19 May, 2001 (APSG 2001). Shanghai Scientific and

202. Technical Publishers. 2001. pp. 113-123.

203. Logatchev, N.A., Zorin, Yu.A., Rogozhina, V.A. Baikal rift: Active or passive? Comparison of the Baikal and Kenya rift zones. // Tectonophysics, 1983, 94,223-240.

204. Love, A.E.H. The yielding of the Earth to disturbing forces.// Proc.R.Soc. London, 1909. 82, 73-88.

205. Love, A.E.H., Treatise on the Mathematical Theory of Elasticity, 4th ed., Dover, Mineola, N.Y., 1926. 643 pp.

206. Matthews P.M., Dehant V., Gipson J.M., Tidal station displacements.// J. Geophys. Res., 1997. v. 102,20,469-20,477.

207. Matthews, P.M. Forced Nutations of the Earth: Influence of Inner Core Dynamics. .// J. Geophys. Res., 1991.96, B5, 8219-8273.

208. Matsumoto K. Ocean tide model obtained from ТОРЕХ/ POSEIDON altimeter data.// J. Geophys. Res., 1995, 100,25319-25330.

209. McCarthy D.D., IERS Techn. Note, 21, INT.Earth Rotation Serv., Paris, 1996. 95 pp.

210. McNutt, S.R. and Beavan, R.J., Patterns of Earthquakes and the effect of solid Earth and ocean load tides at Mount StHelens prior to the May 18, 1980, Eruption.// J.Geoph.Res., 1984.92, Bll, 11, 657-661.

211. Melchior P. The Tides of the Planet Earth. 2ndEdition. Pergamon Press, 1982. 64 lp.

212. Melchior P., Tidal interactions in the Earth Moon system. // Chronique U.G.G.I., N210, Mars/Avril, MHN, Luxembourg, 1992. p.76-114.

213. Melchior, P. and Francis O., Comparison of recent ocean models using ground-based tidal gravity measurements. //Mar.Geod., 1996. 19, 291-330.

214. Merriam, J.B., Lageos and UT Measurements of Long-Period Earth Tides and Mantle Q. // J.Geoph.Res., 1985. 90, Bll, 9423-9430.

215. Molnar P., Tapponnier P., The Collision between India and Eurasia, // Scientific American, 1977, vol.236, no.4,30-41.

216. Molnar, P. and H. Lyon-Caen. Fault plane solutions of earthquakes and active tectonics of the Tibetan plateau and its margins, // Geophys. J. Int., 1989, 99, 123-153.

217. Molnar P., Gipson J.M. A bound on the rheology of continental lithosphere using ^ very long baseline interferometry: The velosity of south China with respect to Eurasia.

218. J. Geophys. Res., 1996, vol.101, no.Bl, 545-553.

219. Molodenskii, M.S.,. The Theory of Nutations and Diurnal Earth Tides. // IV Symp. Int. sur. les Marees Terrestres. O.R.Belg. Comm. 1961, Nr 188, S.Geoph. 58,25-56.

220. Morrison, L.V. and Ward. C.G., An analysis of the transits of Mercury: 16771973.// Mon. Not. R. Astr. Soc. 1975. 173, 183-206.

221. Munk W.H., Macdonald G.T.F., The rotation of the Earth. Cambridge Press. 1960. 215 p.

222. Neuberg J., Hinderer J., Zurn W., Stacking gravity tide observations in central Europe for the retrieval of the complex eigenfrequency of the nearly diurnal freewobble, // Geophys. J.R.Astron. Soc., 1987,91, 853-868.

223. Pariisky N.N., Gridnev D.G., Sarychave Y.K., Timofeev V.Y. Preliminary results of tidal observations in Irkutsk. // Subpr. 14.3, Study of the Earth Tides. Bull., n.7, Budapest. 1985, p. 38-43.

224. Parke M.E., 01, P1, N2 Models of the global ocean tide on an elastic earth plus surface potential and spherical harmonic decompositions for M2, S2 and УЛ./I Marine Geodesy, 1982. 6, nr 1, 35-81.

225. Peltzer G., Centrifuge experiments of continental scale tectonics in Asia, // Bull. Geol. Inst. Uppsala, 1988, 14, 115-128.

226. Peltzer, G. and Tapponnier P., Formation and evolution of strike-slip faults, rift, and basins, duriing the India-Asia collision: An experimental approach. // J. Geophys. Res., 1988, v.93, 15,085-15,117.

227. Peltzer G.P., Tapponnier P., Armijo R., Magnitude of late Quaternary left-lateral displacements along the north edge of Tibet. // Science, 1989, v.246, 1285-1289.

228. Peltzer G., Saucier F., Present-day kinematics of Asia derived from geologic fault rates. //J.Geophys.Res., December 10, 1996, v.101, B12, pp.27,943-27,956.

229. Peltzer G.P. Postseismic rebound in fault step-overs caused by pore fluid flow.// P Science, 1996, v.273, pp.1202-1204.

230. Petit. C., Deverchere. J., Houdry F. Present-day stress field changes along the Baikal rift and tectonic implications. // Tectonics, 1996, v. 15(10), 1171-1191.

231. Petit С., Koulakov I., Deverchere J. Velocity structure around the Baikal rift zone from teleseismic and local earthquake traveltimes and geodynamic implications. // Tectonophysics, 1998, 296, 125-144.

232. Platzman, G.W. The role of the earth tides in the balance of tidal energy.// J.Geophys.Res. 90,1985, nrB2, 1789-1793.

233. Pollitz F.F. Posteismic relaxation theory on the spherical earth.// Bull. Seism. Soc. Am., 1991, 82,422-453.

234. Pollitz F.F., Peltzer G.&Burgman R. Mobility of continental mantle: Evidance from postseismic geodetic observations following the 1992 Landers earthquake.// J.Geophys. Res., 2000, 105, 8035-8054.

235. Polyansky O.P. Dynamic causes for the opening of the Baikal Rift Zone: a numerical modelling approach. // Tectonophysics, 2002. 351,94-117.

236. Rabbel W.&Zschau J, Static deformations and gravity changes at the Earth's surface due to atmospheric loading. // J.Geophys. 1985. 56, 81-99.

237. Ranalli G., Murphy D.C., Rheological stratification of the lithosphere. // Tectonophysics, 1987. 132,281-295.

238. Ren Jinwei. Deformation Kinematics of Tibetan Plateau Determined From GPS Observations. // Proc.Fourth Workshop. APSG Program. Ed. by Huang Cheng and Qian Zhihan. Shanghai, P.R.China. Shanghai Scientific and Technical Publishers. 2001. pp.133-145.

239. Ricard, Y. Geoid heights and lithospheric stresses for a dynamical Earth. // Ann.Geophys, 1984,2, 267-286.

240. Ricard, Y. A geodynamical model of mantle density heterogeneities. // J.Geophys. Res., 1993, 98, 21,895-21,909.

241. Ricard, Y. and Vigny, C. Mantle dynamics with induced plate tectonics.// J.Geophys. Res., 1989, 94, 17,543-17,559.

242. Richards, M.A. and Hager, B.H. Geoid anomalies in a dynamic Earth. // . J.Geophys. Res., 1984, 89, 5987-6002.

243. Richards, M.A. and Hager, B.H. The Earth's geoid and the large-scale structure of mantle convection. // "Physics of the Planets", edited by S.K. Runcorn, John Wiley, New York, 1988, pp.247-272.

244. Richter B. Cryogenic gravimeters: status report on calibration, data acquisition and environmental effects. // Conseil De L'Europe, Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et de Seismologie., 1995, vol.11, Luxembourg., 125-146.

245. Ritzwoller M., Lavely E. Mantle dynamic. // Revs. Geophys. 1995, vol.33., No. 1, p. 1-66.

246. Ruppel, C., Extensional processes in continental lithosphere. // J. Geophys. Res., t? 1995,100,24187-24215.

247. Ruppel, C., Kogan, M.G., McNutt, M.K., Implications of new gravity data for Baikal rift zone structure. // Geophys. Res. Lett., 1993.20. 1635-1638.

248. San'kov V., Deverchere J., Gaudemer Y., Houdry F., Filippov A., Geometry and rate of faulting in the North Baikal Rift, Siberia// Tectonics, 2000. v. 19, №4, pp. 707722.

249. San'kov V.A., Miroshnitchenko A.I., Levi K.G., Lukhnev A.V., Melnikov A.L, Delvaux D., Cenozoic stress field evolution in the Baikal rift zone, // Bull. Centre Rech. Elf Explor. Prod., 1997. 21(2), 435-455.

250. Saritcheva Y.K., Timofeev V.Y., Khomoutov S.J. The results of Tidal observations in Novosibirsk (1991-1996). // Proceeding of the Thirteenth International Symposium on Earth Tides. Brussels, ORB Serie Geophysique, 1998. p.209-214.

251. Semibalamut V.M., Fomin Yu.N., Timofeev V.Yu., Rybushkin A.Yu., Gribanova E. I., Kuznetsov S.Yu., Popov M.E., Sarycheva Y.K. Tidal parameters from the results of laser deformografic measurements in the South-West part of the Baikal rift,

252. Talaya station. // Marees Terrestres, Bull.D'Informations, Belgium, 1995, n 123. p.9355-9364.

253. Schiwiderski, E.W. Ocean Tides, Part I: Global Ocean Tidal Equations., Part II: A Hydrodynamical Interpolation Model.// Marine Geodesy, 1980, v.3, pp. 161-255.

254. Schiwiderski, E.W. Atlas of Ocean Tidal Charts and Maps. // Marine Geodesy, 1983, v.6, n.3-4, pp. 219-265.

255. Schiwiderski, E.W. On tidal friction and the decelerations of the earth's rotation and moon's revolution. // Marine Geodesy, 1985, v,9, n.4, pp. 399-450.

256. Sloudsky, Th. De la rotation de la Terre supposee fluide a son interieur.// Bull. Soc.Imp. Nat. Moscou IX, 1895, pp.285-318.

257. Smith, M.L.The scalar equations of infinitesimal elastic-gravitational motion for a ' rotating, slightly, elliptical Earth. // Geophys. J.R.Astron. Soc., 1974, v.37, pp. 491526.

258. Smith, M.L. Wobble and nutation of the Earth. // Geophys. J.R.Astron. Soc., 1977, v.50,103-140.

259. Souriau, M., Souriau, A. and Gagnepain, J. Modeling and detecting interactions between earth tides and earthquakes with application to an aftershock sequence in the Pyrenees.// Bull.Seism.Soc.Amer. 1982, 72, nr 1, 165-180.

260. Sterneck R. Die Gezeiten des Baikalsees, // Ann. Hydrogr., 1928, v.56, pp. 221225.

261. Щ' 267. Stus Y.F., Arnautov G.P., Kalish E.N., Timofeev V.Y. Non-tidal Gravity variationand Geodynamic Processes. // "Gravity and Geoid", Shpringer, Germany, 1995, p.35-43.

262. Suvorov V. D., Mishenkina Z.M., Petrick G.V., Sheludko I.F., Seleznev V.S., Solovyov V.M. Structure of the crust in the Baikal rift zone and adjacent areas from Deep Seismic Sounding data. // Tectonophysics. 2002. 351, 61-74.

263. Takemoto S., Yamamoto Т., Otsuka S., Fujimori K., Mukai A., Tidal Strain Observation at Rokko-Takao Observatory, Kobe, Japan.// Proceeding of the Thirteenth1.ternational Symposium on Earth Tides. Brussels, ORB Serie Geophysique, 1998.p.230-244.

264. Timofeev V.Y., Gridnev D.G., Saricheva Y.K., 1995. Observed Tidal Gravity Changes at the compression region and at the Extension-shift region. // Marees Terrestres, Bull.D'Informations, Belgium, n. 123, p.9324-9335.

265. Timofeyev V.Y. Complexite des mesures absolues et relatives des variations de maree de la pesanteur. // BIM, 1993, 114, p. 8398-8404

266. Timofeev V.Y., Ducarme В., van Ruymbeke M. Preliminary results of pDAS system for tilt-strain monitoring at Baikal rift. // Comptes-Rendus. Journees Luxembourgeoises de Geodynamique, 86th session, Universitat Bonn, Bonn, Deutschland, 2000, p.57-64.

267. Timofeyev V.Y., Saricheva Y.K., Panin S.F., Anisimiva L.V. Parameters des marees d'apres les observations deformpgraphiques dans la zone de rift du Baikal. // BIM, 1994, n.120, 8986-8989.

268. Turcott D.L., Schubert G., Geodynamics. Applications of Continuum Physics to Geological Problems. John Willy & Sons. 2 v., New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore, 1982, pp.730.

269. Van der Beek, P., Flank uplift and topography at the Central Baikal rift (SE Siberia): a test of kinematic models for continental extension. // Tectonics, 1997, 16, 122-136.

270. Van Ruymbeke M., Beauducel F., Somerhausen A. The enviropmental data acquisition system (EDAS) developed at the Royal Observatory of Belgium. // Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et de Seismologie, Volume 14 1997. p. 163174.

271. Venedikov, A.P. Une methode pour l'analyse des marees terrestres a partir d'enregistrements de longueur arbitraire. // Commun. Obser. R. Belg., 250, Ser.Geophys., 1966, 71, 437-459.

272. Wahr J.M. Effect of the fluid core .; A normal mode expansion for the forced response of rotating Earth, Body tides .// Geophys. J. R. Astron. Soc. 1981, vol.64. 3, 635-728, 747-765.

273. Wahr J.M. and Bergen, Z. The effect of mantle anelasticity on nutatio'ns, Earth tides and tidal variations in rotation rate.// Geophys. J. R. Astron. Soc. 1986, 87, 633668.

274. Warburton RJ.&Brinton E.W. Recent developments in GWR instruments' superconducting gravimeters. // Conseil De L'Europe, Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et de Seismologie., Luxembourg., 1995, vol.11, pp. 23-56.

275. Wang, R. Tidal deformations of a rotating, spherical, asymmetric, visco-elastic and laterally heterogeneous Earth. Ph. D. thesis, Univ. of Kiel, Kiel, Germany, 1991, 139 .

276. Wenzel H.G. The correction of tidal deveopment to ellipsoidal normal.

277. Ц. Bull.Inform.Marees Terrestres, 1974, N 68, p.3784-3790.

278. Wenzel, H.-G.The nanogal software: Earth tide data processing package ETERNA 3.30. // Bull. Inf. Marees Terrest., 124, 1996,9425-9439.

279. Williams, E. Tidal Rhythmites: key to the history of the earth's rotations and the lunar orbit.// J. Phys.Earth, 1990, 38, 475-491.

280. Yatskiv Ya.S., Sasao T. Chandler wobble and viscosity of the Earth's core. // Nature. 1975, V255, 655 p.

281. Yoder, C.F., Williams J.G., Dickey J.O., Secular variation of Earth's gravitational harmonic J2 coefficient from LAGEOS and non-tidal acceleration of Earth rotation.// Nature, 303, 1983, 757-762.

282. Zienkiewicz, O.C. and Taylor R.L. The finite element method, vol.1, Basic

283. Formulation and Linear Problems, McGraw-Hill, New York, 1989, 807 pp.

284. Zorin, Yu.A., 1981. The Baikal rift: an example of the intrusion of asthenospheric material into the lithosphere as the cause of disruption of lithospheric plates. // Tectonophysics, 1981, 73, pp. 91-104.

285. Zschau, J. Tidal friction in the solid earth: constraints from the chandler wobble period. // Space geodesy and geodynamics, Academic Press Inc. London, 1986, pp. 315-344.

Информация о работе

Тимофеев, Владимир Юрьевич
доктора физико-математических наук
Новосибирск, 2004
ВАК 25.00.10

Диссертация

Приливные и медленные деформации земной коры юга Сибири по экспериментальным данным - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы