Вращение и деформации блоков земной коры по данным космической геодезии

Бойко, Елена Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Вращение и деформации блоков земной коры по данным космической геодезии
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Вращение и деформации блоков земной коры по данным космической геодезии"

На правах рукописи

БОЙКО Елена Валерьевна

ВРАЩЕНИЕ И ДЕФОРМАЦИИ БЛОКОВ ЗЕМНОЙ КОРЫ ПО ДАННЫМ КОСМИЧЕСКОЙ ГЕОДЕЗИИ (БАЙКАЛЬСКИЙ РИФТ И ДАЛЬНИЙ ВОСТОК)

25.00.10 - геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

НОВОСИБИРСК 2012

2 5 ОКТ 2012

005053935

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук (ИНГГ СО РАН).

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Тимофеев Владимир Юрьевич.

Официальные оппоненты:

Мазуров Борис Тимофеевич, доктор технических наук, профессор кафедры Высшей геодезии Сибирской Государственной Геодезической Академии;

Кучай Ольга Анатольевна, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории глубинных сейсмических исследований и региональной сейсмики (ИНГГ СО РАН).

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры Сибирского отделения РАН, Иркутск.

Защита состоится 30 октября 2012 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 003.068.03 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, в конференц-зале.

Отзывы в 2 экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять:

адрес: 630090, г. Новосибирск, пр-т Ак. Коптюга, 3;

факс: 8(383)333-25-13;

e-mail: NevedrovaNN@ipgg.nsc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНГГ СО РАН. Автореферат разослан 28 сентября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.г.-м.н., доцент

Н. Н. Неведрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объект исследования. Поля смещений и параметры вращения тектонических плит, косейсмические смещения и деформации в зоне сильного землетрясения, дислокационные модели землетрясений.

Актуальность. Изучение внутриплитных смещений и деформаций имеет важное значение для понимания природы землетрясений, что является одной из задач геофизики. Смещение Амурской тектонической плиты относительно Евроазиатской и связанное с этим явлением раскрытие Байкальского рифта ранее изучалось на основе геологической и сейсмологической информации [Zonenshain & Savostin, 1981]. Появление и активное применение методов космической геодезии позволило использовать результаты этих измерений для получения количественных оценок современных скоростей смещений и деформаций. Полученные параметры смещения пунктов на различных континентах дают возможность построить модели движения плит на сфере, оценить эффекты, связанные с сейсмическим процессом. В результатах GPS измерений также отражаются эффекты раз движения рифтовой впадины оз. Байкал и особенности постсейсмических течений [Саньков и др., 1999, 2009; Calais et al., 2002; Быков и др., 2009; Ашурков, 2011 а и б]. Оценка косейсмических 3D смещений для землетрясений Байкальской рифтовой системы (БРС) является сложной задачей и ранее не проводилась. Здесь важной особенностью является обстановка растяжения-сдвига, что обусловило наличие, наряду с горизонтальной, значимой вертикальной компоненты. Результаты высокоточных измерений смещений и деформаций различными методами на отдельном полигоне-обсерватории позволяют переходить к построению модели явления, отражающей распределение напряжений, смещений и деформаций земной коры в зоне влияния землетрясения. В последние десятилетия данные о косейсмических смещениях получены современными методами космической геодезии в различных районах мира [Burgmann et al., 2001; Kogan et a!., 2003; Calais et al., 2003, Стеблов, 2004; Тимофеев, 2006, Прытков, 2008, Ардюков, 2009; Shestakov et al., 2010], но для рифтовых зон информация отсутствует. Комплексное изучение вариаций смещений и деформаций, позволяет решать ряд классических задач геофизики определение глубины разрыва, оценка деформаций, определение сейсмического момента и магнитуды землетрясения.

Цель работы: установить закономерности распределения и природу полей смещений и деформаций БРС и Приморского края, связанных с сильным землетрясением и современными тектоническими силами.

Задачи работы: 1) определить параметры вращения Евроазиатской и Амурской плит на основе экспериментальных GPS данных, полученных по сетям БРС и Приморья; 2) уточнить параметры Култукского землетрясения БРС (27.08.2008, М = 6.3), используя информацию о косейсмических смещениях и деформациях.

Решение задач проводилось в несколько этапов:

1. Оценка современных моделей движения Евроазиатской плиты.

2. Определение положения границ Амурской плиты и предварительная оценка параметров ее вращения, используя имеющуюся геолого-геофизическую информацию.

3. Оценка параметров вращения Амурской плиты для современных эпох на основе результатов GPS измерений в Приморье и Забайкалье.

4. Оценка скоростей деформаций для Центральной Азии, используя GPS данные по постоянным станциям сети IGS.

5. Оценка скоростей деформаций в периоды сильных землетрясений БРС (М>5.5), используя данные комплексных измерений на обсерватории Талая.

6. Определение поля 3-D смещений для эпохи Култукского землетрясения в периоды перед, в момент землетрясения и после события.

7. Моделирование 3-D смещений перед и в момент землетрясения с использованием упругой модели смещений.

8. Определение параметров очага землетрясения (подвижка по разрыву, глубина разрыва и его протяженность, сейсмический момент и магнитуда землетрясения), используя экспериментальные данные.

Высокая степень достоверности обеспечивается следующим:

Фактический материал представлен экспериментальными данными:

1.GPS данные постоянной станции NVSK за период 2000-2011 гг. (Новосибирск, ИНГТ СО РАН, Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Бойко Е.В)

2. GPS данные 25 постоянных мировых станций международной геодинамической сети IGS, предоставленные центром хранения и обработки GPS данных SOPAC (США) и другими центрами.

3. Экспериментальные GPS данные, полученные при участии автора в период ежегодных полевых экспедиций в Байкальский и Приморский регионы, с 2000 г. по 2010 г. [Тимофеев и др., 2008 вид; 2009].

4. Сейсмологическая информация, полученная по району БРС Байкальским филиалом Геофизической службы СО РАН и в мировых центрах обработки сейсмологической информации USGS и других, за период 1985 -2010 гг.

Теоретическими основами решения научной задачи являются: теория тектоники плит, модели движения плит Земли (NUVEL-NNR-1A, APKIM2000 и другие); теория преобразования координат из одной системы в другую; теорема Эйлера для смещений на сфере; теория разломообразования Андерсона; статическая задача теории упругости для разломов со смещением по простиранию и по падению, при различных начальных и граничных условиях (3D); аналитическое ЗО-решение [Okada, 1985] со смещениями по разрыву, теория приливной деформации Земли [Молоденский, 1984, Мельхиор, 1968].

исследований; анализ GPS данных с применением алгоритма уравнивания сети методом наименьших квадратов и метода Монте-Карло, оценка смещений станций с помощью фильтра Кальмана; метод приливного анализа (Венцеля).

Экспериментальные данные были получены с помощью следующей аппаратуры: 2 комплекта двухчастотных геодезических GPS-приемников Trimble 4700, с накоплением до 20 суток в режиме статика, точность определения координат точки на поверхности от 0.1 до 1 мм, лазерные и штанговые деформографы, приливные кварцевые наклономеры и датчики уровня воды с периодом накопления данных от 1 секунды до 1 часа.

Для обработки данных использовался набор программных средств: RemoteController, Gpload, GPSurvey (Trimble software, 2000); Gamit/GLOBK (King, 2000; T.Herring, 1995); программа обработки GPS данных BERNESE; Matlab 7.0.1 R14 SP1 (The MathWorks Inc., 1984-2008); пакет обработки для Matlab Coulomb 3.1.09 (Shinji Toda, Jian Lin, Ross Stein, Volkan Sevilgen, 2009); пакет приливных программ (Wenzel 1994, 1996) с использованием ОС Windows, Linux RedHat.

Защищаемые научные результаты:

1. Экспериментально, на основе GPS данных, полученных на Сихотэ-Алиньском профиле и на западе Байкальской рифтовой системы, получены параметры вращения Амурской плиты относительно Евразии для эпох 2006 и 2007 годов: координаты полюса Эйлера 57,3°N; 117,2°Е; угловая скорость 0,3 мсек. дуги / год (0,085°/млн. лет). Анализ существующих оценок, полученных геологическими и геофизическими методами, показал, что наиболее достоверные значения параметров лежат в диапазоне 57^59°N; 117-Ч22°Е; 0,25-0,43 мсек. дуги / год (0,07-Ю, 12°/млн. лет).

2. Используя решение прямой задачи для дислокационной модели землетрясений и экспериментальные данные для косейсмических смещений и деформации при Култукском землетрясении, получены оценки параметров: координаты эпицентра 51,59°N; 104,13°Е; глубина (13 км); определены характеристики сейсмического разрыва - левосторонний сдвиг со сбросовой компонентой (смещение 0,4 м) субширотного простирания (азимут 101°N), протяженностью 18 км, разрыв не выходит на поверхность.

геодинамической GPS сети в Саянском и Байкальском регионах, на сейсмостанции Талая (Байкальский регион) проведены многолетние мониторинговые работы по измерениям деформаций. Здесь впервые получены данные по ЗБ-смещениям и деформациям в эпоху перед крупным землетрясением на южном Байкале (2000-2008 гг.), определены значения ЗО-скоростей (смещение на юг 0,2 мм в год, смещение на восток 1,5 мм в год и опускание со средней скоростью 1,5 мм в год). В результате многолетних измерений получено значение скорости объемной деформации в период 2000-2006гг. - 5-Ю"7 год"1, а далее, вплоть до Култукского землетрясения, зарегистрировано растяжение со скоростью 7-10" год". Впервые для БРС получено поле косейсмических смещений и деформаций для области Култукского землетрясения (2008-2010 гг.). Используя полученные косейсмические параметры и построив решение прямой задачи для различных положений эпицентра, были определены: координаты эпицентра, глубина и положение плоскости разрыва, направление и величина смещения, магнитуда землетрясения. Деформации земной коры, снятые при землетрясении в зоне до 30 км, достигают единиц на 10"6.

Научная и практическая значимость.

Представленные в диссертации результаты получены автором при выполнении плановых НИР лаборатории физических проблем геофизики №558 ИНГТ СО РАН в 2006-2011 гг.: по Проекту 25.1.2. «Геофизическая модель литосферы Сибири, геофизический мониторинг и моделирование геодинамических процессов»; по Проекту 7.11.1.2. «Геодинамические факторы, влияющие на процессы разрушения в литосфере; их теоретические модели и эксперименты»; по Проекту VII.64.1.2 «Современные деформации и смещения земной коры, сейсмичность, модели диссипации и разрушения»; по Междисциплинарным Интеграционным проектам СО РАН №№27, 87, 116 (2006-2008 гг.); проекту РФФИ № 07-05-00077; по Междисциплинарному интеграционному проекту СО РАН № 44 «Взаимодействие коры и мантии внутриконтинентальных областей Азии по данным геолого-геофизических исследований и математического моделирования»; по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН, проекту 16.8 «Эволюция состояния среды в областях современных сейсмических активизаций юга Сибири по данным комплексного геофизического мониторинга»; по Программе РАН ОНЗ-6, Проекту 2 «Геодинамические исследования в области сочленения Евроазиатской и Северо-Американской плиты».

При участии автора для пунктов Сихотэ-Алиньской геодинамической сети Приморья (юг Хабаровского края - север Приморского края) впервые получены значения координат и скоростей на основе данных GPS наблюдений. Эти результаты служат метрологической основой для развития геодезических сетей и геофизических исследований на Дальнем Востоке России. Полученные результаты используются для построения моделей смещений Амурской плиты, определения типа деформирования ее восточной и западной границ, развития

теории прогноза землетрясений, структурных исследований земной коры. Полученные значения косейсмических смещений и деформаций для южной части БРС важны для развития теории очага землетрясения, изучения сейсмического процесса в регионе и служат предпосылками для поиска предвестников землетрясений.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты исследований неоднократно докладывались на российских и международных конференциях: «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)», Иркутск, 2007; «Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле. К 40 -летию создания М. В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН», Москва, 2008, «New Challenges in Earth's Geodynamics» (ETS-2008), Jena, Germany, «Asian-Pacific Space Geodynamics» Project (APSG- 2008,

2009, 2010) Новосибирск, Урумчи, Шанхай; ГЕО-СИБИРЬ-2007, 2008, 2009,

2010, 2011, Новосибирск; XLI Тектоническое совещание, 2008, Москва; «Трофимуковские чтения», 2008, 2009, 2010, Новосибирск; «Современная тектонофизика. Методы и результаты» 2009, 2011, Москва, «Проблемы сейсмичности и современной геодинамики Дальнего Востока и Восточной Сибири», Хабаровск, 2010.

Результаты неоднократно обсуждались на заседаниях лаборатории физических проблем геофизики Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН.

По теме диссертации автором опубликовано 36 работ, в том числе 7 в рецензируемых журналах, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из 3 глав, введения и заключения, общим объемом 176 страниц, содержит 22 таблицы и 69 рисунков. Список литературы включает 177 наименований.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность за постоянное внимание и всестороннюю поддержку своему научному руководителю, д.ф.-м.н. В.Ю. Тимофееву, а также к.ф.-м.н. Д.Г. Ардюкову за многочисленные обсуждения и рекомендации при выполнении работы; д.т.н. И.Н. Ельцову за постоянное участие и стимулирование процесса подготовки диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность, сформулированы цель и задачи исследования, защищаемые положения и результаты, показана научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе речь идет о современном состоянии теории тектоники плит и дается описание современных спутниковых методов измерений смещений. Согласно современным представлениям внешняя оболочка Земли состоит из нескольких жестких литосферных плит, которые движутся друг относительно друга. Скорости абсолютного (относительно центра масс Земли)

и относительного движения плит составляют от миллиметров до нескольких сантиметров в год. Большая часть всех происходящих на планете землетрясений, вулканических извержений и горообразовательных процессов происходит в области межплитных границ. Литосфера сложена относительно холодными и жесткими породами, а плиты, двигаясь по поверхности Земли, почти не деформируются.

Согласно построениям Эйлера для описания движения плит на сфере достаточно определить положение полюса вращения плиты и ее угловую скорость. При этом геоцентрические вектора вращения могут быть представлены либо в географических координатах, либо в декартовых. Для определения скоростей горизонтальных смещений отдельного пункта с географическими координатами <р и X (°) или с декартовыми координатами х, у, z используются следующие соотношения:

ôcp/dt = R-fi cos (<P)sin (X-A) (1)

SXJdt = R-£2[sin (Ф) - cos (k-A)tan (ф) cos (Ф)] dx/dt = ray z - cozy

dy/dt = coz-x - raxz (2)

dz/dt = rax-y - coy-x

где Ф, Л, Î2 координаты полюса вращения плиты и ее скорость, R - радиус Земли, dq>/dt и dÜ/dt или dx/dt, dy/dt и dz/dt в представлены в мм/год.

Первые модели относительной мгновенной кинематики плит были построены по геологическим и геофизическим данным (линейные скорости раздвижения плит в рифтовых зонах, относительные смещения на разломах, азимуты трансформных разломов и т.д.). Самые известные на сегодняшний день модели тектоники плит - это модель NUVELL-1 (в различных вариациях) и модель APKIM 2000. В 1990 г. Де Мете, Гордон и Аргус в своей статье опубликовали рассчитанную ими геолого-геофизическую модель - NUVEL-1 (модель с фиксированной Тихоокеанской плитой). Модель была рассчитана для 14 жестких плит. А в 1994 г. они рассчитали и опубликовали геолого-геофизическую модель NNR-NUVEL-1A. Параметры относительной кинематики вычислялись для 16 плит [Argus D.F., 1991; De Mets С. et. al., 1990, 1994]. В 1998 г. появилась кинематическая модель Германа Древеса - APKIM 2000, построенная по данным методов космической геодезии VLBI, GPS, SLR. Расчеты проведены для 12 плит [Drewes H., 1998, 2009].

Обычно, как первый шаг в исследованиях, используются модели NNR-NUVEL-1A и APKIM2000, которые далее уточняются, используя данные для конкретной эпохи наблюдений. Методы космической геодезии на территории России пока представлены крайне редкими сетями наблюдений для отдельных эпох. Развитие и использование этих методов в геофизике является важной задачей.

Во второй главе рассматриваются модели вращения Евразии и Амурской плит. Внутриплитные смещения, как в зонах сильных землетрясений, так и для

отдельных тектонических плит, разумней изучать, имея максимально точную модель смещения глобальной плиты. Следует отметить, что в центральной и южной частях Азии развиваются активные тектонические процессы, отражающиеся в современных катастрофических землетрясениях. Учитывая это, при анализе данных по югу Сибири и Дальнего Востока, не брались в расчет данные по станциям, расположенным на юге континента и на севере - в зоне вечной мерзлоты. Фактически рассматривались экспериментальные результаты сети IGS для станций ARTU (Средний Урал), NVSK (Новосибирск), KSTU (Красноярск) и IRKT (Иркутск), расположенных в полосе широт 52-^56 градусов стабильной части Евразии. Данные по этим станциям показали систематические отклонения (в 2 мм) от оценок по модели NNR-NUVEL-1А и модели APKIM 2000.

Сихотэ-Алиньская геодинамическая сеть была заложена в августе 2003 г., насчитывает 6 пунктов. Ежегодные измерения проводились в октябре, начиная с 2003 года. Широтный профиль пересекает систему Сихотэ-Алиня, при этом базовая станция ZMEY расположена в 300 км к северу от профиля, в 60 км к ЮВВ от г. Хабаровска. Сеть простирается от 45° до 48° широты и от 134° до 136° долготы. Обработка данных проводилась с помощью пакета GAMIT/GLOBK, известного как обширный комплекс программ для анализа GPS измерений и для изучения деформаций земной коры (Рис. 1).

Дополнительные данные подготовленные ■ научных центрах IGS, CODE, SOPAC, JPL, CDDIS и других. Предварительная GPS информация Характеристики GPS оборудования и другая дополнительная информация

Внутренние дополнительные данные - EPH-, ERP-, H-, ION-, TRP-, BLQ-. PCV-файлы и т.д. Внешние дополнительные данные - INFO., ABB-, STA-, VEL-, SrTTBL-файлы и т.д..

• Суточные координатные временные серии в предварительной относительной системе и их ковариационные матрицы

• Комбинация суточных позиций и оценок скоростей пунктов

Рис. 1. Схема обработки данных космической геодезии с использованием результатов измерений по локальным и глобальным GPS сетям.

Используя соотношения (1) для определения скоростей горизонтальных смещений отдельного пункта с координатами <р и >. через модельные параметры; координаты полюса и скорости вращения тектонической плиты (Ф, Л, £1), составив систему уравнений, можно получить параметры полюса вращения. Опираясь на экспериментальные результаты четырех континентальных станций юга Сибири и соотношения (1), была построена модель Евразии АЯ-1Я-2006 с параметрами 51.045°Ы, 255.842°Е и 0.2423 градус/млн.лет (0.87228 мсек.дуги/год).

При изучении кинематики Амурской плиты и определении положения полюса и скорости вращения используется геоцентрическое решение для 6-ти станций Сихотэ-Алиньской сети (восточная часть плиты) и решение по 6-ти станциям Забайкальской сети (западная часть плиты) [Лухнев и др., 2005].

В Таблицах 1-2 приведены данные об аномальных смещениях в восточной и западной частях Амурской плиты. Учитывая решение для эпохи 2006 и 2007 года (Рис. 2) определены средние параметры полюса: 57.3°±0.5°К; 117.2°±0.5 Е; 0.30±0.02 мсек. дуги / год (0.085°±0.006 °/млн.лет)).

96" 104* 112" 120' 128' 136"

96" 104' 112" 120' 128" 136'

Рис. 2. Положение полюса вращения Амурской плиты (AMUR) относительно Евразии (EURA) по определениям на эпохи 2006 и 2008 годов; ... - вариант границы Амурской плиты; -Л - пункты Сихотэ-Алиньской GPS сети и их координаты; * - пункты Забайкальской сети.

Таблица 1.

Горизонтальные смещения станций Сихотэ-Алиньской сети: по модельным расчетам (модель Евразии АЯ-1К-2006), по экспериментальным данным (решение по программе САМГГ-СН.ОВК.), разностные смещения (эксперимент - модель), мм/год.

Пункт Широта (9*) Долгота ОТ Модель AR-1R-2006(ф) Модель AR-IR-2006 (X) Гео-центрі (9) Гео-центрі (Я.) Разность: Геоц.1-Модель (ф) Разность: Геоц.1-Модель (к)

ZMEY 48.10 135.59 -14.63 +20.40 -13.1 +21.7 +1.53 + 1.30

MAL2 45.81 134.08 -14.40 +21.06 -13.5 +22.0 +0.90 +0.94

EAST 46.00 135.06 -14.55 +20.85 -15.6 +20.8 -1.05 -0.05

BURS 45.40 135.44 -14.60 +20.87 -14.0 +22.0 +0.60 + 1.13

NEBO 45.11 135.82 -14.66 +20.85 -12.6 +21.2 +2.06 +0.45

PLST 44.73 136.31 -14.73 +20.82 -10.7 +23.1 +4.03 +2.28

Среднее 45.86 135.38 +1.38±0.6 +1.01±0.3

Таблица 2.

Скорости горизонтальных смещений пунктов юго-восточной части Байкальской сети, включая пункт Улан-Батор [Лухнев и др., 2005] относительно Евразии.

Код пункта и период измерений Широта 9° Долгота Х° Скорость широтная (мм/год) Скорость долготная (мм/год)

TURK (1994-2002) 52.970 108.243 +0.18±0.18 +1.55І0.19

HORN (1999-2003) 52.121 109.153 -1.34±0.52 +1.15±0.72

ULAZ (1997-2004) 51.815 107.622 -1.47±0.05 +0.87±0.07

UDUN (1994-2003) 51.171 106.015 -1.07±0.14 +2.69±0.17

KIAT (1994-2003) 50.373 106.494 -0.51±0.14 +3.18І0.15

Среднее по 5 пунктам 51.69 107.51 -0.84 +1.89

ULAB (1994-2004) 47.865 107.052 -0.71i0.ll +2.28І0.19

Среднее по 6 пунктам 51.05 107.43 -0.82 +1.95

Проведен анализ результатов, полученных по сейсмологическим, геологическим, палеомагнитным и GPS данным для Забайкалья, Китая и Монголии [Zonenshain and Savostin, 1981; Парфенов и др., 1987; Зоненшайн и др., 1990; England and Molnar, 1997; Wei and Seno, 1998; Kosuke Heki et al„ 1999; Sella et al„ 2002; Казанский, 2002; Kreemer et al„ 2003; Calais et.al., 2003, 2007; Prawirodirdjo and Bock, 2004; Apel et al., 2006; Houtze Hsu et.al., 2006; Jin et al., 2007; Метелкин и др., 2010; Altamimi et al., 2007; Shestakov et al., 2009; Ашурков 2011 а и б], наиболее достоверные значения параметров полюса лежат в диапазоне 57+59°N; 117-И22°Е; 0,25-Ю,43 мсек. дуги / год (0,07-Ю, 12°/млн. лет).

Рассматривая ситуацию на границах Амурской плиты, отметим разный характер современного состояния - на западе растяжение, а на востоке сжатие. На Рис. 3 показаны скорости смещения пунктов по Сихотэ-Алиньской сети относительно станции YSSK. Отметим, что эпоха 2003-2006 гг. позволяет рассматривать полученные смещения, как предшествующие сильному

землетрясению (М = 6.2), случившемуся 2 августа 2007 г. в Татарском проливе около г. Невельск. Зарегистрированное нами сжатие по линии восток-запад соответствует сейсмологическим определениям. График скорости раскрытия Байкальского рифта, построенный согласно модели Амурской плиты, приведен на Рис. 3 а. Обстановка растяжения на этой границе порождает землетрясения другого типа, особенности которых будут проиллюстрированы на примере Култукского землетрясения 2008 года.

| D.AEJ-

Рис. 3. Ситуация на границах Амурской плиты, а) Западная граница Амурской плиты. Скорость раскрытия Байкальского рифта с севера на юг в мм, для точек с координатами: 51.6°N и 103.6°Е; 52.0°N и 105.2°Е; 52.2°N и 106.5°Е; 52.6°N и 108.0°Е; 54.0°N и 110.0°Е; 55.0°N и 110.0°Е; 56.0°N и 111.0°Е. б) Восточная граница Амурской плиты. Смещение пунктов Сихотэ-Алиньской сети относительно пункта Южно-Сахалинск (эта плита зафиксирована, смещение нулевое). Сжатие в эпоху перед землетрясением в районе г. Невельска М = 6.2, 02/08/2007. Смещение на о. Хонсю отражает деформацию, предшествующую землетрясению 11.03.2011 г. М=9.0

Третья глава посвящена оценке скоростей деформаций и смещений в эпоху крупного землетрясения на Южном Байкале.

Использование результатов GPS измерений, полученных на земной поверхности, и моделей движения на сфере позволяет при известных допущениях строить тензор деформации и оценивать скорость деформирования больших регионов. Соотношения между деформациями

Ориентация главной оси сжатия N22"E Ориентация оси растяжения N112*E

треугольника (E2j_E3) и значениями главных деформаций (Ех, Еу) представим

как:

El=Ex-Cos~ ф +Ey-Sin" ф E2=Ex-Cos2(a +cp)+Ey-Sin2 (a + ер) E3=Ex Sin2 (a +<p)+Ey-Cos2 (a -Hp)

На Рис. 4 показаны значения скоростей деформирования для областей центра Азии, полученные по данным GPS измерений в последние десятилетия.

Ориентация оси сжатия Ориентация

второй

N99

ориентация главной оси сжатия N50"E Ориентация оси растяжения N140'E

U LAB

MOXGC

^ Ориентация главной оси сжатия N66" Е .4, Ориентация оси растяжения Ж56"Е

Рис. 4. Скорости деформирования для центральной Азии по данным GPS измерений на постоянных станциях сети IGS (1995-2010 гг.).

В последние годы по результатам GPS измерений БРС построено поле скоростей деформаций БРС [Лухнев и др., 2010]. Так для юго-западной части БРС (1996-2007 гг.), где расположена станция Талая, определен сдвиговый характер деформирования при значениях скоростей: е, = +2.2-10"8 /год и е2 = -1.7-10" /год. Результаты GPS измерений можно сравнить с более продолжительными измерениями деформаций в штольнях сейсмостанций Талая (БРС) и Ала-Арча (Тянь-Шань).

На основе имеющихся данных по двум направлениям можно вычислить величину площадной, объемной и вертикальной деформации. Ортогональность осей деформографов станции позволяет это делать для изотропной среды. При таких расчетах в работе были использованы соотношения: ео6 =2/3(£с.ю + sB_3);

Еверт=-1/3(8с.ю + £в.3); (4)

^пл.-^с-ю Бв-з»

Высокоточные измерения различных видов деформаций и наклонов начаты на этих сейсмостанциях в середине 80-х годов прошлого столетия [Тимофеев и др., 1994, 2003]. Положение станций - Талая (51,68°N, 103,64°Е) (южнее Главного Саянского разлома - границы Сибирской платформы и БРС) и Ала-Арча (42,64°N, 74,50°Е) в районе Северного Тянь-Шаня - определяет сложный характер локального деформирования. Проведение измерений наклонов и деформаций на уровне 10~9+Ю"10 возможно только в штольнях при заглублении пункта на 50 метров и более.

Еще одним методом оценки деформаций на обсерваториях является использование данных измерений уровня воды в скважинах. В целом, сравнение результатов, полученных GPS и штольневыми методами, показало, что значения скоростей меняются от 210"6 /год при базах 8+25 метров до 7-Ю"9 /год на базах 1000+1500 км. С увеличением длины временной серии измерений, средняя скорость деформирования региона, зарегистрированная различными системами, становится величиной порядка 10" +10" в год и отражает развитие сейсмического процесса региона. Последнее верно, как для результатов по станции Ала-Арча, так и для байкальской станции. В период с 1993 г. по 2009 г. в 100-километровой зоне вокруг станции Талая произошло несколько землетрясений магнитудой М > 5.5 (по Рихтеру): 29.06.1995 г. в 67 км от станции М = 5.7; 25.02.1999 г. в 86 км от станции М = 5.8 и, наконец, 27.08.2008 г. в 25 км от станции зарегистрировано Култукское землетрясения М = 6.3.

Скорости горизонтальных смещений, относительно Сибирской платформы [Calais et. al., 2003; Саньков, 2009], для пунктов Слюдянка, Култук (1994-2007 гг.), и станции Талая (2000-2008 гг.) составляли 0.9+1.5 мм на восток. Полученная скорость оказалась меньше теоретической (1.7 мм, Рис. 3 б), что говорит о блокировке разлома и подготовке землетрясения. Для вертикальной составляющей в среднем за период 2000-2008 гг. зарегистрировано опускание 1,5 мм в год, для отдельных периодов, например, 2000-2004 гг. получена скорость опускания 3 мм/год, а далее до землетрясения фиксируется остановка вертикальных движений (Рис. 5 а и б). Для объемной деформации с 2000 года регистрируется растяжение, для наклонов - ход на запад, при этом в 2006 году фиксируется торможение в ходе наклонов и деформаций. В момент землетрясения все деформографические системы, расположенные в штольне и в скважине, отметили резкий скачок величиной 1-Ю"6 (растяжение). Определения 3-D смещений проводились по данным GPS измерений, полученным с 2000 по 2010 года. Обработка велась программами GAMIT-GLOBK и GPSurvey. Получены косейсмические смещения величиной: -2 ± 2 мм (N), +10 ± 2 мм (Е), -15 ± 5 мм (V) (Рис. 5 в, г).

0,12

0,08

0,04

0,00 м. -0,04

V„=-0.2 мм/год

• -» • А , 1 » -■-----

V„=1.5 мм/год

Vj—1.5 мм/год

0,12

0,04

0,00

0,04 м

-2 мм

+10 мм

21.04.00

01.04.04

13.03.08 _16.08.04 16.08.06

f -1S мм

16.08.08

0 V„=-0.32 мм/год 10

—Г 1 » ' * i f Л— и § 1 !

10 -2 мм

-20 -1-1-u

10 0 мм

-20

0 -20

г ,, . • — •— 20

. i ; Vt=0.82 мм/год мм

■ 7--—

-10

■ Y , Vb=-2.16 мм/год 20 0

1 "î ,, ■ ' '

2002

2004

2006

-40

■-,-И-1-1-1-■

1 -15 мм

2004

2006 2008 2010

Рис. 5. а и б) Скорости смещения пункта Талая в период весна 2000 года - весна 2008 года, (а : Vn = - 0.2 мм, Ve = 1.5 мм и Vh=-1.5 мм в год; Vh (2000-2004)=-3.0 мм/год, Vh (2005-2008)=0.0 мм/год). виг) Косейсмические смещения по результатам вычислений разными программами (Vn = -2 ± 2 мм (на юг), 10 ± 2 мм (на восток) и опускание 15 ± 5 мм).

Решение прямой задачи для определения полей смещений, деформации и напряжений на поверхности при подвижке вдоль плоскости сейсмического разрыва проводилось с использованием программы Coulomb 3.1 (S. Toda, R. Stein, J. Lin, V. Sevilgen). В основе алгоритма лежат аналитические выражения, полученные Okada [1985] для изотропного упругого полупространства. В результате можно определить элементарную дислокацию Ub U2, U3, связанную с горизонтальной, вертикальной или косой компонентой произвольной дислокации по разрыву. Например, выражения для элементарной дислокации горизонтального сдвига U1 для трех компонент смещения на поверхности можно записать как:

и ,'= (F/4 ЯЦ) {(1/Л) + (X, - í;,)2/*3 + [ц/(А. + Ц)] [1/(Л - - (х, - ^f/R{R - Ç3)2]} u 2'= (F/4jtn)(x, - Ç.) (х2 - Ç2) {1/tf3 - [ц/(Х + ц)] [l/Ä(Ä - Ç3)2]} (5)

u 3'= (F/47in)(x, - Ç,) {-§з/R3 - [ц/(Х + ц)] [1/Л(Д - £,)]}

Где Лиц константы Ламе, u ,J - i-я компонента смещения в точке (хь х2, х3), обусловленная силой F в точке £3) в j-ом направлении, для однородного

полупространства, R - расстояние.

В работе рассматривались 12 решений для положения эпицентра и параметров очага. Эти данные были получены в отечественных и зарубежных сейсмологических центрах (HRV, NE1C, GCNT, PDE, IPC GS RAS, BPIPC), различия в положении эпицентра достигают 20 км, значение глубины изменяются от 10 км до 23.5 км. Анализировались решения для левостороннего и правостороннего растяжения-сдвига, а далее, используя экспериментальные косейсмические параметры (дилатация - объемная деформация и 3-D смещения, полученные в результате землетрясения), были уточнены параметры Култукского землетрясения, случившегося в 25 км от станции Талая. Для этого многократно строилось решение прямой задачи и методом перебора, выбирались параметры землетрясения: положение эпицентра землетрясения, глубина, магнитуда, положение нодальной плоскости и направление смещения по разрыву. Выбранное решение и параметры землетрясения приведены на Рис. 6.

Вертикальное смещение (метры)

10.04

0.04

Рис. 6. а) Выбранные в результате анализа параметры Култукского землетрясения, положение эпицентра и плоскости разрыва, б) и в) горизонтальные смещения, г), д), е) распределение вертикальных смещений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование современных методов измерений смещений по геодинамическим сетям Дальнего Востока и Байкальского региона позволило получить оценки скоростей смещений за год, а также оценить величины косейсмических смещений. В итоге по результатам многолетних GPS измерений, полученных на Сихотэ-Алиньском профиле и на западе Байкальской рифтовой системы получены параметры вращения Амурской плиты относительно Евроазиатской. Анализ существующих оценок, выполненных сейсмологическим, геологическими и GPS методами, определил диапазон наиболее достоверных значений координат полюса вращения по широте 57+59°N; по долготе 117+122° Е и для скорости вращения 0,25 + 0,43 мсек.дуги / год (0,07+0,12°/млн. лет).

Анализ скоростей деформирования, полученных на разных базах и различными системами регистрации, показал, что значения меняются от 2-Ю'6 /год при базах 8+25 метров до 7-10"9 /год на базах 1000+1500 км.

Исследования в сейсмоактивных областях центральной Азии - БРС и северном Тянь-Шане - привели к заключению, что с увеличением длины временной серии измерений средняя скорость деформирования региона, зарегистрированная различными системами, становится величиной порядка 10-'+10"8 в год. Периодические вариации многолетних изменений деформаций и наклонов отражают вариации локального деформирования приразломных зон. Долговременные изменения деформаций и смещений показывают тип деформирования и отражают развитие сейсмического процесса региона.

Увеличение базы с сотен до тысяч километров меняет значения скорости деформирования. Относительно небольшая величина скорости на базах 1000+1500 км, свидетельствует о том, что области активных современных процессов с землетрясениями магаитудой 6-7 по размерам не превышают сотен километров. Возможно, появление зон подготовки землетрясений с магнитудой 8 и более, проявится в увеличении значений скорости деформирования на базах в 1000 километров.

Полученные при сильных землетрясениях (М > 6) косейсмические изменения деформаций и смещений (до 15 мм в смещениях и Ю-6 в деформациях) позволяют тестировать дислокационные модели землетрясений, что дает дополнительную информацию для определения параметров сильных землетрясений. Важным отличием нашего подхода является использование наряду с горизонтальной также и вертикальной компоненты смещений на отдельном пункте, что было обеспечено использованием специальной технологии измерений и анализа.

Перспективы развития наших исследований связаны с развитием сетей GPS наблюдений, включением в измерения системы ГЛОНАСС, комплексный подход в измерениях и интерпретации (включая абсолютные гравиметрические наблюдений наноуровня).

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Рецензируемые журналы по Перечню ВАК:

1. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Горнов П.Ю., Малышев Ю.Ф., Бойко Е.В. Результаты анализа данных GPS измерений (2003-2006 гт.) на Дальнем Востоке по Сихотэ-Алиньской сети. // Тихоокеанская геология. - Т. 27. - № 4. - 2008. - С. 39-49.

2. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Бойко Е.В. Современные движения Горного Алтая. // Физическая мезомеханика. - Т. 12. - № 1. - 2009. - С. 45-55.

3. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Гранин Н.Г., Жданов A.A., Кучер K.M., Бойко Е.В., Тимофеев A.B. Деформация ледового покрова, приливные и собственные колебания уровня озера Байкал.//Физическая мезомеханика. - Т. 13.-Спец. выпуск. - 2010.-С. 58-71.

4. Тимофеев В.Ю., Казанский А.Ю., Ардюков Д.Г., Метелкин Д.В., Горнов П.Ю., Шестаков Н.В., Бойко Е.В., Тимофеев A.B., Гильманова Г.З. О параметрах вращения Сибирского домена и его восточного обрамления в различные геологические эпохи. // Тихоокеанская геология.-Т. 30. - №4.-2011. - С. 21-31.

5. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Соловьев В.М., Шибаев C.B., Петров А.Ф., Горнов П.Ю., Шестаков Н.В., Бойко Е.В., Тимофеев A.B. Межплитные границы Дальневосточного региона России по результатам GPS измерений, сейсморазведочных и сейсмологических данных // Геология и геофизика. - Т. 53. - № 4. - 2012. - С. 489-507.

6. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Бойко Е.В., Тимофеев A.B., Ярошевич A.B., Горнов П.Ю. Об оценке косейсмической деформации, параметров пороупругости и трещиноватости среды по данным уравнемерных наблюдений в скважине // Физика Земли. -№ 7-2012.-С. 89-102.

7. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Грибанова Е.И., Семибаламут В.М., Бойко Е.В., Тимофеев A.B., Ярошевич A.B. Скорости деформаций и смещения в эпоху сильного землетрясения на Южном Байкале // Геология и геофизика. - Т. 53. - №8. - 2012. - С. 10401061.

Тезнсы н Материалы российских и международных конференций:

8. Бойко Е.В., Ардюков Д.Г., Седусов Р.Г. Современные движения земной коры Западно-Саянского региона. // Трофимуковские чтения-2008, Сборник трудов всероссийской молодежной научной конференции с участием иностранных ученых, Т. 2. -Новосибирск: ИНГТ СО РАН, 2008. - С.181-183.

9. Бойко Е.В., Ардюков Д.Г., Седусов Р.Г. Скорости современных движений земной коры Западно-Саянского региона. // Материалы XXIII Всероссийской молодежной конференции. - Иркутск: ИЗК СО РАН, 2009. - С. 21-23.

10. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Соловьев В.М., Шибаев C.B., Петров А.Ф., Бойко Е.В., Тимофеев A.B. Современная геодинамика дальневосточного региона по данным GPS измерений и сейсмологии. // ГЕО-СИБИРЬ-2010, т, 4, ч.1, CITA. -Новосибирск, 2010. - С. 88-92.

И. Timofeev V.Yu., Ardyukov D.G., Boyko E.V., Timofeev A V., Gribanova E.I., Semibalamut V.M., Yaroshevitch A.V. Pre-, со- and post-seismic motion for South Baikal earthquake zone (27/08/2008, M =6.1-6.3) by GPS and geophysical methods. // Program and Abstracts. APSG Workshop 2010 on Progress in Space Geodesy and Earth Environment Change, China. - Shanghai, 2010. - P. 23.

12. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Грибанова Е.И., Бойко Е.В., Тимофеев A.B. Косейсмические и многолетние изменения деформации на Южном Байкале (по измерениям штольневыми и GPS методами). // Современная тектонофизика. Методы и результаты, материалы второй молодежной тектонофизической школы-семинара, ИФЗ РАН. Т.1 -Москва, 2011.-С. 20-27.

Технический редактор Е.В.Бекренева

Подписано в печать 24.09.2012 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Тайме _Печ.л. 0,9. Тираж 130. Зак. № 78_

ИНГГ СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Бойко, Елена Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МЕТОДЫ КОСЕЙСМИЧЕСКОЙ ГЕОДЕЗИИ И ТЕОРИЯ ПЛИТНОЙ ТЕКТОНИКИ.

1.1 Теория тектоники плит.

1.2 Литосферные плиты.

1.3 Межплитные границы.

1.4 Модели движения литосферных плит.

1.5 Методы космической геодезии.

Глава 2. МОДЕЛИ ВРАЩЕНИЯ ЕВРАЗИИ И АМУРСКОЙ ПЛИТЫ.

2.1 Известные модели вращения Евразии.

2.2 Положение, строение и границы Амурской плиты.

2.3 Сихотэ-Алиньская геодинамическая сеть.

2.4 Обработка GPS данных.

2.5 Модель вращения Евроазиатской плиты для эпохи

2006 года.

2.6 Определение параметров вращения Амурской плиты.

2.7 Обсуждение результатов и сравнение с известными решениями.

Глава 3. СКОРОСТИ ДЕФОРМАЦИЙ И СМЕЩЕНИЯ В ЭПОХУ СИЛЬНОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ НА ЮЖНОМ БАЙКАЛЕ.

3.1 Изменение деформации во времени.

3.2 Сравнение штольневых и GPS измерений деформаций в районе северного Тянь-Шаня.

3.3 Современные деформации на больших базах центр Азии.

3.4 Измерения водного уровня в скважине Талая (Байкал).

3.5 Модель - ограниченная полость.

3.6 Многолетние и косейсмические вариации уровня воды.

3.7 Определение величины смещений и деформаций перед и в момент сильного землетрясения на Байкале.

3.8 Поверхностная деформация, обусловленная различными видами подвижек на разломах в полупространстве

ЗБ модель.

3.9 Модель Култукского землетрясения (27.08.2008 г.) и экспериментальные данные.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Вращение и деформации блоков земной коры по данным космической геодезии"

Объект исследования.

Поля смещений и параметры вращения тектонических плит, косейсмические смещения и деформации в зоне сильного землетрясения, дислокационные модели землетрясений.

Актуальность.

Изучение внутриплитных смещений и деформаций имеет важное значение для понимания природы землетрясения, что является одной из задач геофизики. Смещение Амурской тектонической плиты относительно Евроазиатской и связанное с этим явлением раскрытие Байкальского рифта ранее изучалось на основе геологической и сейсмологической информации [176]. Появление и активное применение методов космической геодезии позволило использовать результаты этих измерений для получения количественных оценок современных скоростей смещений и деформаций. Полученные параметры смещения пунктов на различных континентах дают возможность построить модели движения плит на сфере, оценить эффекты, связанные с сейсмическим процессом. В результатах GPS измерений также отражаются эффекты раздвижения рифтовой впадины оз. Байкал и особенности постсейсмических течений [7, 8, 15, 55, 56, 120]. Оценка косейсмических 3D смещений для землетрясений Байкальской рифтовой системы (БРС) является сложной задачей и ранее не проводилась. Здесь важной особенностью является обстановка растяжения-сдвига, что обусловило наличие наряду с горизонтальной, значимой вертикальной компоненты. Результаты высокоточных измерений смещений и деформаций различными методами на отдельном полигоне-обсерватории позволяют переходить к построению модели явления, отражающей распределение напряжений, смещений и деформаций земной коры в зоне влияния землетрясения. В последние десятилетия данные о косейсмических смещениях получены современными методами космической геодезии в различных районах мира [2, 52, 59, 72, 117, 120, 134, 156], но для рифтовых зон информация отсутствует. Комплексное изучение вариаций смещений и деформаций, позволяет решать ряд классических задач геофизики -определение глубины разрыва, оценка деформаций, определение сейсмического момента и магнитуды землетрясения.

Цель работы: установить закономерности распределения и природу полей смещений и деформаций, связанных с землетрясениеми и современными тектоническими силами.

Задачи работы:

1) определить параметры вращения Евроазиатской и Амурской плит на основе экспериментальных GPS данных, полученных по сетям БРС и Приморья;

2) уточнить параметры Култукского землетрясения БРС (27.08.2008 г., М = 6.3), используя информацию о косейсмических смещениях и деформациях.

Решение задач проводилось в несколько этапов:

1. Оценка современных моделей движения Евразийской плиты.

2. Определение положения границ Амурской плиты и предварительная оценка параметров её вращения, используя имеющуюся геолого-геофизическую информацию.

3. Определение положения границ Амурской плиты и предварительная оценка параметров её вращения, используя имеющуюся геолого-геофизическую информацию.

4. Оценка параметров вращения Амурской плиты для современных эпох на основе результатов GPS измерений в Приморье и Забайкалье.

5. Оценка скоростей деформаций для Центральной Азии, используя GPS данные по постоянным станциям сети IGS.

6. Оценка скоростей деформаций в периоды сильных землетрясений БРС (М>5.5), используя данные комплексных измерений на обсерватории Талая.

7. Определение поля 3-D смещений для эпохи Култукского землетрясения в периоды перед, в момент землетрясения и после события.

8. Моделирование 3-D смещений перед и в момент землетрясения с использованием упругой модели смещений.

9. Определение параметров очага землетрясения (подвижка по разрыву, глубина разрыва и его протяженность, сейсмический момент и магнитуда землетрясения), используя экспериментальные данные.

Высокая степень достоверности обеспечивается следующим: Фактический материал представлен экспериментальными данными:

1. GPS данные постоянной станции NVSK за период 2000-2011 гг. (Новосибирск, ИНГГ СО РАН) [63].

2. GPS данные 25 постоянных мировых станций международной геодинамической сети IGS, предоставленные центром хранения и обработки GPS данных SOP АС (USA).

3. Экспериментальные GPS данные, полученные при участии автора в период ежегодных полевых экспедиций в Байкальский и Приморский регионы, с 2000 г. по 2010 г. [63, 64, 70, 75].

Андерсона; статическая задача теории упругости для разломов со смещением по простиранию и по падению, при различных начальных и граничных условиях (3D); аналитическое 3D-решение [144] со смещениями по разрыву, теория приливной деформации Земли [40, 45].

Основой исследования являются данные измерений, выполненных высокоточной аппаратурой GPS, на пунктах, расположенных в Приморье и БРС, с привлечением материалов сейсмологических и геологических исследований; анализ GPS данных с применением алгоритма уравнивания сети методом наименьших квадратов и метода Монте-Карло, оценка смещений станций с помощью фильтра Кальмана; метод приливного анализа (Венцеля) [2. 51].

Экспериментальные данные были получены с помощью следующей аппаратуры: комплект двухчастотных геодезических GPS-приемников Trimble 4700, с накоплением до 10 суток в режиме статика, точность определения координат точки на поверхности от 0.1 до 1 мм, лазерные и штанговые деформографы, приливные кварцевые наклономеры и датчики уровня воды с накопление от 1 минуты до 1 часа.

Для обработки данных использовался набор программных средств: RemoteController, Gpload, GPSurvey (Trimble software, 2000); Gamit/GLOBK (King, 2000; T.Herring, 1995); программа обработки GPS данных BERNESE; Matlab 7.0.1 R14 SP1 (The Math Works Inc., 1984-2008); пакет обработки для Matlab Coulomb 3.1.09 (Shinji Toda, Jian Lin, Ross Stein, Volkan Sevilgen, 2009) [122] с использованием ОС Windows, Linux RedHat; пакет приливных программ (Wenzel 1994, 1996) с использованием ОС Windows, Linux RedHat.

Защищаемые научные результаты:

0,3 мсек. дуги / год (0,085°/млн. лет). Анализ существующих оценок, полученных геологическими и геофизическими методами, показал, что наиболее достоверные значения параметров лежат в диапазоне 57-59°N; 117-122°Е; 0,25-0,43 мсек. дуги / год (0,07-0,12°/млн. лет).

2. Используя решение прямой задачи для дислокационной модели землетрясений и экспериментальные данные для косейсмических смещений и деформации при Култукском землетрясении получены оценки параметров: координаты эпицентра 51,59°N; 104,13°Е; глубина 13 км, определены характеристики сейсмического разрыва - левосторонний сдвиг со сбросовой компонентой (смещение 0,4 м) субширотного простирания (азимут 101°N), протяженностью 18 км, разрыв не выходит на поверхность.

Научная новизна и личный вклад. Автор постоянно участвует в обеспечении непрерывной работы первой и единственной в Западной Сибири базовой GPS станции NVSK (DOMES 12319М001) метрологического уровня в Новосибирске, введенной в международную геодинамическую сеть постоянных станций IGS с 2000 г. С привлечением данных этой станции протестированы известные модели плитного вращения Евразии, а с привлечением данных по постоянным станциям Урала и Сибири построена модель плитного движения Евразии AR-IR-2006 с минимальным отклонением от экспериментальных данных Евразии. Построенные модели Евразии использованы автором для определения смещений Амурской плиты относительно Евроазиатской. При участии автора получены первые отечественные определения параметров Амурской плиты на основе данных космической геодезии (2008 г.). Совместно с автором выполнены измерения и интерпретация данных, полученных на геодинамической GPS сети в Саянском и Байкальском регионах, на сейсмостанции Талая (Байкальский регион); а также проведены многолетние мониторинговые работы по измерениям деформаций. Здесь впервые получены данные по ЗО-смещениям и деформациям в эпоху перед крупным землетрясением на южном Байкале

2000-2008 гг.), определены значения ЗО-скоростей (смещение на юг 0,2 мм в год, смещение на восток 2 мм в год и опускание со средней скоростью 1.5.мм в год. В результате многолетних измерений получено значение скорости

7 1 объёмной деформации в период 2000-2006 - 5 10" год" , а далее вплоть до Култукского землетрясения зарегистрировано растяжение со скоростью

7 1

710" год" . Впервые получено поле косейсмических смещений и деформаций для области Култукского землетрясения (2008-2009 гг.). Используя полученные косейсмические параметры и, построив решение прямой задачи для различных положений эпицентра, были определены: координаты эпицентра, глубина и положение плоскости разрыва, направление и величина смещения, и магнитуда землетрясения. Деформации земной коры, снятые при землетрясении в зоне до 30 км, достигают 10"6.

Научная и практическая значимость.

Представленные в диссертации результаты получены автором при выполнении плановых НИР лаборатории физических проблем геофизики № 558 ИНГГ СО РАН в 2006-2011 гг.: по Проекту 25.1.2. «Геофизическая модель литосферы Сибири, геофизический мониторинг и моделирование геодинамических процессов», по Проекту 7.11.1.2. «Геодинамические факторы, влияющие на процессы разрушения в литосфере; их теоретические модели и эксперименты», по Проекту VII.64.1.2 «Современные деформации и смещения земной коры, сейсмичность, модели диссипации и разрушения», по Междисциплинарным Интеграционным проектам СО РАН №№ 27, 87, 116; проекту РФФИ №07-05-00077; по Междисциплинарному интеграционному проекту СО РАН № 44 «Взаимодействие коры и мантии внутриконтинентальных областей Азии по данным геолого-геофизических исследований и математического моделирования», по Программе фундаментальных исследований Президиума РАН, проекту 16.8 «Эволюция состояния среды в областях современных сейсмических активизаций юга Сибири по данным комплексного геофизического мониторинга», по

Программе РАН ОНЗ-6, Проекту 2 «Геодинамические исследования в области сочленения Евразийской и Северо-Американской плиты».

При участии автора для пунктов Сихотэ-Алиньской геодинамической сети Приморья (юг Хабаровского края - север Приморского края) впервые получены значения координат и скоростей на основе данных GPS наблюдений. Они служат метрологической основой для развития геодезических сетей и геофизических исследований на Дальнем Востоке России и могут быть использованы для повышения точности рядовых геофизических измерений в данном регионе, что имеет большое значение для развития геофизических, картографических, кадастровых, инженерно-изыскательских, дорожно-строительных работ.

Полученные результаты используются для построения моделей смещений Амурской плиты, определения типа деформирования её восточной и западной границ, развития теории прогноза землетрясений, структурных исследований земной коры. Полученные значения косейсмических смещений и деформаций для южной части БРС важны для развития теории очага землетрясения, изучения сейсмического процесса в регионе и служат предпосылками для поиска предвестников землетрясений.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты исследований неоднократно докладывались на российских и международных конференциях: «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)», Иркутск, 2007; «Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле. К 40-летию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН», Москва, 2008; «New Challenges in Earth's Geodynamics» (ETS-2008), Jena, Germany, «Asian-Pacific Space Geodynamics» Project (APSG- 2008,

2009, 2010) Новосибирск, Урумчи, Шанхай; ГЕО-СИБИРЬ-2007, 2008, 2009,

2010, 2011, Новосибирск; XLI Тектоническое совещание, 2008, Москва; «Трофимуковские чтения», 2008, 2009, 2010, Новосибирск; «Современная тектонофизика. Методы и результаты» 2009, 2011 Москва; «Проблемы сейсмичности и современной геодинамики Дальнего Востока и Восточной Сибири», Хабаровск, 2010.

По теме диссертации автором опубликовано 36 работ, в том числе 7 в рецензируемых журналах, рекомендованных перечнем ВАК (Тихоокеанская геология, т. 27, № 4, 2008 г., Физическая мезомеханика, т. 12, № 1, 2009 г.; Физическая мезомеханика, т. 13, 2010 г.; Тихоокеанская геология, т. 30, №4, 2011г.; Геология и геофизика, т. 53, №4, 2012 г.; Физика Земли, № 6, 2012 г.; Геология и геофизика, т. 53, № 8, 2012 г.).

Благодарности.

Автор выражает свою искреннюю благодарность за постановку задачи, обсуждение результатов, - своему научному руководителю, д.ф.-м.н. В.Ю. Тимофееву, а также к.ф.-м.н. Д.Г. Ардюкову за внимание и поддержку при выполнении работы; д.т.н. И.Н. Ельцову за постоянное участие и стимулировании процесса подготовки диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Бойко, Елена Валерьевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование современных методов измерений смещений по геодинамическим сетям Дальнего Востока и Байкальского региона позволило получить оценки скоростей смещений за год, а также оценить величины косейсмических смещений. В итоге по результатам многолетних GPS измерений, полученных на Сихотэ-Алиньском профиле и на западе Байкальской рифтовой системы получены параметры вращения Амурской плиты. Анализ существующих оценок, выполненных сейсмологическим, геологическими и GPS методами, показал, что наиболее достоверные значения координат полюса взаимного вращения лежат в диапазонах 57-^59°N и 117-Н22°Е, 0.07-Ю. 12°млн. лет.

Анализ скоростей деформирования, полученных на разных базах и различными системами регистрации, показал, что значения меняются от 2 ■ 10"6 /год при базах 8-^25 метров до 710"9 /год на базах 1000-Н500 км.

Исследования в сейсмоактивных областях центральной Азии - БРС и северном Тянь-Шане - показали, что с увеличением длины временной серии измерений средняя скорость деформирования региона, зарегистрированная

7 8 различными системами, становится величиной порядка 10" -НО" в год. Периодические вариации многолетних изменений деформаций и наклонов отражают вариации локального деформирования приразломных зон. Долговременные изменения деформаций и смещений показывают преобладающее направление деформирования и отражают развитие сейсмического процесса региона.

Увеличение базы с сотен до тысяч километров изменяет значения скорости деформирования. Относительно небольшая величина скорости на базах 1000-Н500 км, свидетельствует о том, что области активных современных процессов с землетрясениями магнитудой 6-7 по размерам не превышают сотен километров. Возможно, появление зон подготовки землетрясений с магнитудой 8 и более, проявится в увеличении значений скорости деформирования на базах в 1000 километров.

Полученные при сильных землетрясениях (М > 6) косейсмические изменения деформаций и смещений (в 25 км от эпицентра - до 15 мм в смещениях и 10~6 в деформациях) позволяют тестировать дислокационные модели землетрясений, что даёт дополнительную информацию для определения параметров сильных землетрясений: положение эпицентра, гипоцентра, глубину, положение нодальной плоскости и направление подвижки в очаге землетрясения. Важным отличием нашего подхода является использование наряду с горизонтальной также и вертикальной компоненты смещений на отдельном пункте, что было обеспечено использованием специальной технологии измерений и анализа.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата физико-математических наук, Бойко, Елена Валерьевна, Новосибирск

1. Антонович, K.M. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии Текст. / K.M. Антонович - Монография, В 2 т. Т. 1. -ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия», М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2005. - 334 с.

2. Ардюков, Д.Г., Поля и модели смещений при крупном землетрясении (на примере Чуйского землетрясения, Горный Алтай) Текст.: дис. к-та ф.-м. наук / Д.Г. Ардюков. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2009. - 151 с.

3. Ардюков, Д.Г. Движения земной коры в зонах строительства транспортных магистралей Текст. / Д.Г. Ардюков, Р.Г. Седусов, Е.В. Бойко, В.Ю. Тимофеев // Трофимуковские чтения -2007. Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2007. - С. 10-14.

4. Ардюков, Д.Г. Современные движения Алтае-Саянского региона по экспериментальным данным Текст. / Д.Г. Ардюков, Р.Г. Седусов,

5. B.Ю. Тимофеев, Е.В. Бойко // ГЕО-СИБИРЬ, Сборник материалов III Международного научного конгресса, Т. 3. Новосибирск: СГГА, 2007.1. C. 279-284.

6. Атлас Байкала. // РАН. Москва. - 1993. - 160 с.

7. Ашурков, C.B. Кинематика Амурской плиты по данным GPS геодезии Текст. /C.B. Ашурков, В.А. Саньков, А.И. Мирошниченко, A.B. Лухнев,

8. А.П.Сорокин, М.А.Серов, J1.M. Вызов // Геология и геофизика. 2011. -№2.-С. 299-311.

9. Ашурков, C.B. Современная кинематика Амурской плиты по данным GPS геодезии и деформации на ее Северной границе Текст. / дис. к-та г.-м. наук / C.B. Ашурков. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2011. - 148 с.

10. Барабанов, B.J1. Частотная характеристика системы скважина -водоносный горизонт по данным наблюдений за уровнем подземных вод Текст. / B.J1. Барабанов, А.О. Гриневский, A.A. Калачев, И.В. Савин // Физика Земли. 1988. -№ 3. - С. 41-51.

11. Бойко, Е.В. Скорости современных движений земной коры Западно-Саянского региона Текст. Е.В. Бойко, Д.Г. Ардюков, Р.Г. Седусов // Материалы XXIII Всероссийской молодежной конференции. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2009. - С. 21-23.

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

13. Быков, В.Г. Начало формирования единой сети геодинамических наблюдений ДВО РАН Текст. / В.Г. Быков, В.А. Бормотов, A.A. Коковкин, Н.Ф. Василенко, A.C. Прытков, М.Д. Герасименко, Н.В. Шестаков,

14. A.Г. Коломиец, А.П. Сорокин, А.Т. Сорокина, М.А. Серов, Н.И. Селиверстов, М.А. Магуськин, В.Е. Левин, В.Ф. Бахтиаров,

15. B.А. Саньков, A.B. Лухнев, А.И. Мирошниченко, C.B. Ашурков, Л.М. Бызов, А.Д. Дучков, В.Ю. Тимофеев, П.Ю. Горнов, Д.Г. Ардюков // Вестник ДВО РАН. 2009. - № 4. - С. 83-93.

16. Гарбук, C.B. Космические системы дистанционного зондирования Земли Текст. / C.B. Гарбук, В.Е. Гершензон М.: Издательство А и Б, 1997, 296 е., ил.

17. Гатинский, Ю.Г. Геодинамика Евразии тектоника плит и тектоника блоков Текст. / Ю.Г. Гатинский, Д.В. Рундквист // Геотектоника. - 2004. -№ 1. - С. 3-20.

18. Геология и сейсмичность зоны БАМ Текст. / Под ред. С.И. Шерман, К.Г. Леви, В.В. Ружич и др. // Неотектоника. Новосибирск: Наука, 1984. -207 с.

19. Гольдин, C.B. Поля смещений земной поверхности в зоне Чуйского землетрясения, Горный Алтай Текст. / C.B. Гольдин, В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков // ДАН. 2005. - Т. 405. - № 6. - С. 804-809.

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

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

22. Запреева, Е.А. Приливные параметры упругости Земли в условиях латерально-однородной и латерально-неоднородной среды Текст.: автореф. дис. . к-та ф.-м. наук / Е.А. Запреева. Новосибирск, 2004. - 24 с.

23. Зоненшайн, Л.П. Тектоника литосферных плит территории СССР Текст. / Л.П. Зоненшайн, М.И. Кузьмин, Л.М. Натапов М.: Недра, 1990. -Кн. 2.-340 с.

24. Зоненшайн, Л.П. Геодинамика Байкальской рифтовой зоны и тектоника плит внутренней Азии Текст. / Л.П. Зоненштайн, Л.А. Савостин, Л.А. Мишарина, Н.В. Солоненко // Геолого-геофизические и подводные исследования озера Байкал. Москва, 1979. - С. 157-211.

25. Зоненштайн, Л.П. Тектоника плит Байкальской горной области и Станового хребта Текст. / Л.П. Зоненштайн, Л.А. Савостин, Л.А. Мишарина, Н.В. Солоненко // Докл. АН СССР. 1978. - Т. 240. - № 3. -С. 669-672.

26. Имаев, B.C. Буферные сейсмогенные структуры между Евразийской и Амурской литосферными плитами на Юге Сибири Текст. / B.C. Имаев, Л.П. Имаева, Б.М. Козьмин, В.В. Николаев, P.M. Семенов // Тихоокеанская геология. 2003. - Т. 22. - № 6. - С. 55-61.

27. Казанский, А.Ю. Эволюция структур западного обрамления Сибирской платформы по палеомагнитным данным Текст.: автореф. дис. . докт. г.-м. наук / А.Ю. Казанский. Новосибирск, 2002. - 40 с.

28. Карта озера Байкал Текст. // Восточно-Сибирское Аэрогеодезическое предприятие. Иркутск, 2000.

29. Карта активных разломов СССР и сопредельных территорий Текст. / Ред. В.Г. Трифонов. М. ТИН АН СССР, ИЗК СО АН СССР, 1986.

30. Копылова (Гриц), Т.Н. Эффекты сейсмичности в режиме подземных вод (на примере Камчатского региона) Текст.: авторефер. дис. . докт. г.-м. наук / Т.Н. Копылова (Гриц). Петропавловск-Камчатский, 2010. - 35 с.

31. Копылова, Г.Н. Оценка пороупругих параметров резервуара подземных вод (по данным уровнемерных наблюдений на скважине Ю35, Камчатка) Текст. / Т.Н. Копылова, C.B. Болдина // Вулканология и сейсмология. 2006. - № 2. - С. 17-28.

32. Копылова, Т.Н. Оценка состояния и перспективы развития гидрогеодеформационного мониторинга сейсмоактивных регионов России Текст. / Т.Н. Копылова, Г.В. Куликов, В.М. Тимофеев // Разведка и охрана недр. 2007. -№11.- С.75-83.

33. Латынина, Л.А. Деформографические измерения Текст. / Л.А. Латынина, P.M. Кармалеева М.: Наука, 1978. - 154 с.

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

35. Малышев, Ю.Ф. Глубинное строение структур ограничения Амурской литосферной плиты Текст. / Ю.Ф. Малышев, В.Я. Подгорный,

36. Б.Ф. Шевченко, Н.П. Романовский, В.Б. Каплун, П.Ю. Горнов // Тихоокеанская геология. 2007. - Т. 26. - № 2. - С. 3-17.

37. Медведев, Н.И. Механико-математические модели для геодезических данных: свободные колебания земной коры Текст.: Дис. . к-та техн. наук / Н.И. Медведев. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2006. - 150 с.

38. Мельникова, В.И. Об условиях генерации сильных землетрясений в южном Байкале Текст. / В.И. Мельникова, H.A. Гилева, O.K. Масальский, Я.Б. Радзиминович, H.A. Радзиминович // Доклады Академии Наук. 2009. -Т. 429.-№3.-С. 393-397.

39. Мельхиор, П. Земные приливы Текст. / П. Мельхиор М., 1968. -482 с.

40. Метелкин, Д.В. Эволюция структур Центральной Азии и роль сдвиговой тектоники по палеомагнитным данным Текст.: автореф. дис. . докт. геол.-мин. наук / Д.В. Метелкин. Новосибирск, 2010. - 36 с.

41. Микиша, A.M. Космические методы в геодезии Текст. / A.M. Микиша // Сер. «Космонавтика, астрономия». М. Знание. - 1983. - 64 с, ил.

42. Митрофанов, Г.Л. Структурные соотношения Сибирской платформы со складчатым окружением Текст. / Г.Л. Митрофанов, А.П. Таскин // Геотектоника. 1994. - № 1. - С. 3-15.

43. Моги, К. Предсказание землетрясений Текст. / К. Моги. М.: Мир, 1988.-382 с.

44. Молоденский, С.М. Приливы, нутация и внутреннее строение Земли Текст. / С.М. Молоденский. М.: ИФЗ АН СССР, 1984. - 215 с.

45. Мордвинова, В.В. Телесейсмическая томография литосферы Байкальского рифта Текст. / В.В. Мордвинова, Л.П. Винник, Г.Л. Косарев // ДАН. 2000. - Т. 372. - № 2. - С. 248-252.

46. Недра Байкала по сейсмическим данным Текст. / Под редакцией H.H. Пузырева. Новосибирск: Наука, 1981. - 173 с.

47. Парфенов, J1.M. Тектоническая природа Олекмо-Становой сейсмической зоны Текст. / JIM. Парфенов, Б.М. Козьмин, B.C. Имаев, Л.А. Савостин // Геотектоника. 1987. - № 6. - С. 94-108.

48. Парфенов, Л.М. Модель формирования орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии Текст. / Л.М. Парфенов, H.A. Берзин, А.И. Ханчук, Г. Бадарч, В.Г. Беличенко, А.Н. Булгатов, С.И. Дриль, Г.Л. Кириллова, М.И. Кузьмин, У. Ноклеберг, A.B. Прокопьев,

49. B.Ф. Тимофеев, О. Томуртогоо, X. Янь // Тихоокеанская геология. 2003. -Т. 22.-№6.-С. 7-41.

50. Попов, В.В. О температурных деформациях земной поверхности Текст. /В.В. Попов // Физика Земли. Известия АН СССР. - 1961. - № 7.1. C. 3-10.

51. Применение фильтра Калмана в навигационной аппаратуре Электронный ресурс. /НавГеоКом Электрон, дан. М.: компания Навгеоком, 1999 - 2009. - Режим доступа: http://navgeocom.ru/gps/kalman/index.htm, свободный. - Загл. с экрана. - Яз. рус.

52. Прытков, A.C. Современные движения земной коры Сахалино-Курильского региона и моделирование геодинамических процессов по данным GPS наблюдений Текст.: автореф. дис. . к-та ф.-м. наук. Южно-Сахалинск, 2008. - 16 с.

53. Ржевский, В.В. Основы физики горных пород Текст. / В.В. Ржевский, Г.Я. Новик. М.: Недра, 1978. - 248 с.

54. Роль сдвиговой тектоники в структуре литосфер Земли и планет земной группы Текст. С. Петербург: Наука, 1997. - 591 с.

55. Саньков, В.А. Современные и голоценовые горизонтальные движения на Байкальском геодинамическом полигоне Текст. / В.А. Саньков, К.Г. Леви, Э Кале, A.B. Лухнев // Геология и геофизика. -1999. Т 40. - № 3. - С 422-430.

56. Справочник для геологов по физическим константам Текст. / Под ред. Ф. Берг, Д. Шерер, Г. Спайсер. М.: ИЛ, 1949. - 303 с.

57. Стеблов, Г.М. Крупномасштабная геодинамика на основе космической геодезии Текст.: автореф. дис. . докт. ф.-м. наук / Г.М. Стеблов. Москва: ИФЗ РАН, 2004. - 32 с.

58. Суворов, В.Д. Структура осадочных отложений и фундамента под Южной котловиной озера Байкал по данным КМПВ Текст. / В.Д. Суворов, З.Р. Мишенькина // Геология и геофизика. 2005. - Т. 46. - № 11. -С. 1159-1167.

59. Теркотт, Д. Геодинамика. Геологические приложения физики сплошных сред Текст. / Д. Теркотт, Д.Шуберт. М.: Мир, 4.1, 1985. -637 с.

60. Тимофеев, В.Ю. Современные движения Горного Алтая Текст. / В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков, Е.В. Бойко // Физическая мезомеханика. -2009. Т. 12. -№ 1.-С. 45-55.

61. Тимофеев, В.Ю. Натурный эксперимент по моделированию плитных движений Текст. / В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков, П.Ю. Горнов, Е.В. Бойко,

62. A.B. Тимофеев // Проблемы сейсмичности и современной геодинамики Дальнего Востока и Восточной Сибири. Доклады научного симпозиума. -Хабаровск: ИТиГ ДВО, 2010. ISNB 978-5-7442-1491-3. - С. 61-64.

63. Тимофеев, В.Ю. Результаты анализа данных GPS измерений (20032006 гг.) на Дальнем Востоке по Сихотэ-Алиньской сети Текст. /

64. B.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков, П.Ю. Горнов, Ю.Ф. Малышев, Е.В. Бойко // Тихоокеанская геология. 2008. - Т. 27. - № 4. - С. 39-49.

65. Тимофеев, В.Ю. Скорости деформаций и смещения в эпоху сильного землетрясения на Южном Байкале Текст. В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков,

66. Е.И. Грибанова, В.М. Семибаламут, Е.В. Бойко, A.B. Тимофеев, A.B. Ярошевич // Геология и геофизика. Т. 53. - №8. - 2012. - С. 1040-1061.

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

68. Тимофеев, В.Ю. Поля и модели смещений земной поверхности Горного Алтая Текст. / В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков, Э. Кале, А.Д. Дучков, Е.А. Запреева, С.А. Казанцев, Ф. Русбек, К. Брюникс // Геология и геофизика. 2006. - Т. 47. - № 8. - С. 923-937.

69. Тимофеев, В.Ю. Об унаследовании движений Сибирской платформы (GPS и палеомагнитные данные) Текст. /В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков,

70. A.Ю. Казанский, Д.В. Метелкин, В.Ю. Брагин, Е.В. Бойко // ГЕО-СИБИРБ, Сборник материалов IV Международного научного конгресса и выставки. Т. 3, ч. 2. Новосибирск: СГГА, 2008. - С. 279-284.

71. Тимофеев, В.Ю. Современная геодинамика и межплитные границы Дальневосточного региона России по данным GPS измерений, сейсморазведки и сейсмологии Текст. / В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков,

72. B.М. Соловьев, C.B. Шибаев, А.Ф. Петров, П.Ю. Горнов, Н.В. Шестаков, Е.В. Бойко, А.В.Тимофеев // ГЕО-СИБИРБ-2011. Т.2, ч.1. Новосибирск: СГГА. - 2011. - ISBN 978-5-87693-438-3. - С. 37-41.

73. Тимофеев, В.Ю. Межплитные границы Северо-Востока России по данным GPS измерений, сейсморазведки и сейсмологии Текст. /

74. Тимофеев, В.Ю. Современная геодинамика дальневосточного региона по данным GPS измерений и сейсмологии Текст. В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков, В.М. Соловьев, C.B. Шибаев, А.Ф. Петров, Е.В. Бойко,

75. A.B. Тимофеев // ГЕО-СИБИРЬ-2010. Т. 4, ч.1. Новосибирск: СГГА. - 2010. - С. 88-92.

76. Тимофеев, В.Ю. Межплитные границы Дальневосточного региона России по результатам GPS измерений, сейсморазведочных и сейсмологических данных Текст. / В.Ю. Тимофеев, Д.Г. Ардюков,

77. B.М. Соловьев, C.B. Шибаев, А.Ф. Петров, П.Ю. Горнов, Н.В. Шестаков, Е.В. Бойко, A.B. Тимофеев // Геология и геофизика. 2012. - Т. 53. - № 4.1. C. 489-507.

78. Тимофеев, В.Ю. Приливные модели и экспериментальные данные: Дальний Восток-Байкальский регион Текст. / В.Ю. Тимофеев, П.Ю. Горнов, Д.Г. Ардюков, Е.И. Грибанова, В.М. Семибаламут, Е.В. Бойко,

79. A.B. Тимофеев // Тектоника, магматизм и геодинамика Востока Азии, VII Косыгинские чтения. Материалы всероссийской конференции. Хабаровск, 2011. - ISBN 978-5-7442-1526-2. - С. 320-323.

80. Тимофеев, В.Ю. О параметрах вращения Сибирского домена и его восточного обрамления в различные геологические эпохи Текст. /

81. B.Ю. Тимофеев, А.Ю. Казанский, Д.Г. Ардюков, Д.В. Метелкин, П.Ю. Горнов, Н.В. Шестаков, Е.В. Бойко, A.B. Тимофеев, Г.З. Гильманова // Тихоокеанская геология. 2011. - Т. 30. - № 4. - С. 21-31.

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

83. Тимофеев, В.Ю. Исследование наклонов и деформаций земной поверхности в БРЗ Текст. / В.Ю. Тимофеев, Ю.К. Сарычева, С.Ф. Панин, JI.B. Анисимова, Д.Г. Гриднев, O.K. Масальский // Геология и геофизика. -1994.-№3.-С. 119-129.

84. Электрон, данные с сайта: http://e-ifi.org/how-vlbi-reveals-the-universe-in-amazing-detail/ Режим доступа свободный.

85. Электрон. данные с сайта: http://en.wikipedia.org/wiki/Very LongBaseline Interferometry Режим доступа свободный.

86. Электрон, данные с сайта: http://geodis.dgfi.badw.de/?id=63 Режим доступа свободный.

87. Электрон. данные с сайта: http://geomatica.ru/pdf/2010 03/2010 03 018.pdf Режим доступа свободный.

88. Электрон. данные с сайта: http://geoscience.wisc.edu/~chuck/MORVEL/morvel info.html Режим доступа свободный.

89. Электрон, данные с сайта: http://www.globalcmt.org Режим доступа свободный.

90. Электрон, данные с сайта: http://glonass-center.ru/GLONASS/ Режим доступа свободный.

91. Электрон, данные с сайта: http://www.gps.gov/ Режим доступасвободный.

92. Электрон, данные с сайта: http://igscb.ipl.nasa.gov/network/site/ Режим доступа свободный.

93. Электрон, данные с сайта: http://ilrs.gsfc.nasa.gov/ Режим доступа свободный.

94. Электрон, данные с сайта: http://www.ipa.nw.ru/PAGE/obsmap02.htm Режим доступа свободный.

95. Электрон. данные с сайта: http://ru■wikipedia.org/wiki/Литocфepнaя плита Режим доступа свободный.

96. Электрон. данные с сайта: http://ru■wikipedia.org/wiki/Paдиoинтepфepoмeтpия со сверхдлинными база ми Режим доступа свободный.

97. Электрон, данные с сайта: http://ru.wikipedia.org/TeKTOHHKa плит Режим доступа свободный.

98. Электрон. данные с сайта: 11йр://ги^Лс1рес11а.огй^1к1Файл:Тес1оп1ср1а1е5(ги5).рпа Режим доступа свободный.

99. Хаин, В.Е. Геотектоника с основами геодинамики Текст. / В.Е. Хаин, М.Г. Ломизе. Учебник, М.:МГУ, 1995, 480 с.

100. Argus, D.F. No-net-rotation model of current plate velocities incorporating plate motion model NUVEL-1 Text. / D.F. Argus, R.G. Gordon // Geophys. Res. Lett. 1991. - No 18. - P. 2039-2042.

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

102. Besse, J. Apparent and true polar wander and geometry of the geomagnetic field over the last 200 Myr. Text. / J. Besse, V. Courtillot // J. Geoph. Res. 2002. - V. 107. - No B11. - P. 1-31.

103. Biot, M.A. General theory of three-dimensional consolidation Text. / M.A. Biot//J. Appl. Phys.- 1941.-No 12.-P. 155-164.

104. Bird, P. An updated digital model of plate boundaries Text. / P. Bird // Geochemistry Geophysics Geosystems. 2003. - V. 4. - № 3. - p. 1027 -doi: 10.1029/2001GC000252.

105. Boucher, C. Results and analysis of the ITRF97 Text. / C.Boucher, Z. Altamimi, P. Sillard // IERS Technical note. № 27. - 1999. - P. 191.

106. Boucher, C. The ITRF 2000 Text. / C. Boucher, Z. Altamimi, P. Sillard, M. Feissel-Vernier // IERS Technical Note. 2001. - No. 31. - P. 270.

107. Burgmann, R. Rapid aseismic moment release following the 5 December, 1997 Kronotsky, Kamchatka, earthquake Text. / R. Burgmann //Geophys. Res. Lett.-2001.-V. 28.-P. 1331-1334.

108. Calais, E. Continental deformation in Asia from a combined GPS solution Text. / E. Calais, L. Dong, M. Wang, Z. Shen, M. Vergnolle // Geophys. Res. Lett. 2007. - x - 14. - doi: 10,1029/2006GL028433.

109. Cooper, H.H. The response of well-aquifer systems to seismic waves Text. / H.H. Cooper, J.D. Bredehoeft, I.S. Papadopulos, R.R. Bennett // J. Geoph. Res. 1965. - V. 71. - P. 3915-3926.

110. Delcourt-Honorez, М. Relating Earth's tides to hydrogeology at several sites in Belgium Text. / M. Delcourt-Honorez // Proceedings of the Thirteenth International Symposium on Earth Tides. Brussels, 1998. - P. 245-252.

111. De Mets, С. Effect of recent revisions to the geomagnetic reversal time scale on estimates of current plate motions Text. / C. De Mets, R.G. Gordon, D.F. Argus et al. // Geophys. Res. Lett. 1994. -V. 21. - No. 20. - p. 2191-2194.

112. De Mets, С. Current plate motions Text. / C. De Mets, R.G. Gordon, D.F. Argus, S. Stein // Geophys. J. Int. 1990. - P. 101.

113. Drewes, H. Combination of VLBI, SLR and GPS determined station velocities for actual plate kinematic and crustal deformation models Text. / H. Drewes // In: M. Feissel (Ed.): Geodynamics. IAG Symposia. Springer, 1998. - P. 35-55.

114. Drewes, H.: The Actual Plate Kinematic and crustal deformation Model (APKIM2005) as basis for a non-rotating ITRF Text. / H. Drewes //Geodetic Reference Frames: IAG Symposium. Springer, - 2009. - Vol. 134. - p. 95-99.

115. England, P.C. The field of crustal velocity in Asia calculated from Quaternary rates of slip on faults Text. / P.C. England, P. Molnar // Geophys. Res. Int. 1997. - V. 130. - P. 551-582.

116. Herring, T.A. et. al. GLOBK Reference Manual. Global Kaiman filter VLBI and GPS analysis program, 28 September 2006. Massachusetts Institute of Technology: Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences. -2006. - release 10.3.

117. Hinderer, J., Crossley D. // NEWSLETTER Text., 17.-5 June 2006. -P. 2-12.

118. Iwasaki, T. Strain field in a semi-infinite medium due to an inclined restangular fault Text. / T. Iwasaki, R. Sato // J. Phys. Earth. 1979. - No. 27. -P. 285-314.

119. Jin, S. Micro-plate tectonicsand kinematics in Northeast Asia inferred from a dense set of GPS observations Text. / S. Jin, P.-H. Park, W. Zhu // Earth and Planetary Science Letters. 2007. - V. 257. - P. 486-496.

120. Kogan, M.G. The 2000 Mw 6.8 Uglegorsk earthquake and regional plate boundary deformation of Sakhalin from geodetic data Text. // Geophys. Res. Lett. 2003. - V 30. - №3. - P. 1102.

121. Kreemer, C. An integrated global model of present-day plate motions and plate boundary deformation Text. // C. Kreemer, W.E. Holt, A.J. Haines // Geophys. J. Int. 2003. - V. 154. - No. 1. - P. 8-34.

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

123. Melchior, P. Die gezeiten in unterirdischen flussigkerten Text. / P. Melchior//Erdoel Kohle. 1960. - V. 13. - P. 312-317.

124. Nur, A. An exact effective stress law for elastic deformation of rock with fluids Text. / A. Nur, J.D. Byerlee // J. Geophys. Res. 1971. - V. 76. -P. 6414-6419.

125. Nur, A. Nonuniform friction as a physical basis for earthquake mechanics Text. / A. Nur // Pure Appl. Geophys. 1978. - V. 116. - No. 4-5. -P. 964-989.

126. Okada, Y. Surface deformation due to shear and tensile faults in a halfspace Text. / Y. Okada // Bull. Seism. Soc. Am. 1985. - V. 75. - No. 4. -P. 1135-1154.

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

128. Petit, C. Present-day velocity and stress fields of the Amurian plate from thin-shell finite-element modeling Text. / C. Petit, M. Fournier // Geophys. J. Int. 2005. - V. 160. - P. 357-369.

129. Prawirodirdjo, L. Instantaneous global plate motion model 12 years of continuous GPS observations Text. / L. Prawirodirdjo, Y. Bock // J. Geophys. Res. 2004. - V. 109. -No. B8. - B084405. - doi: 10.1029/2003JB002944.

130. Press, F. Displacements, strains and tilts at tele-seismic distances Text. / F. Press // J. Geophys. Res. 1965. - V. 70. - P. 2395-2412.

131. Rice, J.R. Some basic stress diffusion solutions for fluid-saturated porous media with compressible constituents Text. / J.R. Rice, M.P. Cleary // Rev. Geophys. Space Phys. 1976. - V. 14. - p. 227-241.

132. Rongved, L. Displacement discontinuity in elastic half-space Text. / L. Rongved, J.T. Frasier // J. Appl. Mech. 1958. - 25. - P. 125-128.

133. San'kov, V. Geometry and rate of faulting in the North Baikal Rift, Siberia Text. / V. San'kov, J. Deverchere, Y. Gaudemer, F. Houdry, A. Filippov // Tectonics. 2000. - V. 19. - No. 4. - P. 707-722.

134. Sella, G.F. REVEL: A model for recent plate velocities from space geodesy Text. / G.F. Sella, T.H. Dixon, A. Mao // J. Geophys. Res. 2002. -V. 107.-No. B4. -2081. - doi: 10.1029/2000JB000033.

135. Shestakov, N.V. About current geodynamic activity of the Central Sikhote-Alinky fault and soothern part of the Russian Far East as a whole according to GPS observations Text. / N.V. Shestakov, M.D. Gerasimenko,

136. Simon, D. Application of man-made clefts for systematic changes of strain induced tilts Text. / D. Simon, L. Skalsky, J. Jerabek // Proceedings of the Tenth International Symposium on Earth Tide. Madrid. 1986. - P. 835-841.

137. Stein, S. Statistical tests of additional plate boundaries from plate motion inversions Text. / S. Stein, R. Gordon // Earth Planet. Sci. Lett. 1984. - V. 69. -P. 401-412.

138. Steketee, J.A. On Volterra's dislocations in a semi-infinite elastic medium Can Text. / J.A. Steketee // J. Phys. Rev. can. phys. 1958. - V. 36(2). -P. 192-205.

139. Stus, Y.F. Non-tidal Gravity variation and Geodynamic Processes Text. / Y.F. Stus, G.P. Arnautov, E.N. Kalish, V.Yu. Timofeev // «Gravity and Geoid». Shpringer. Germany. 1995. - P. 35-43.

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

141. USGS Электрон, дан.: U.S. Geological Survey. - National Earthquake Information Center. - World Data Center for Seismology. - USA: Denver. - 2008. - Режим доступа: http: // earthquake.usgs.gov/eqcenter/eqinthenews. -свободный. Загл. с экрана. Яз. англ.

142. Wei, D. Deternimation of the Amurian plate motion Text. / D.Wei, T. Seno // Mantle Dynamics and Plate Interaction in East Asia. Eds. M. Flower, S. Chung, C. Lo, T. Lee. 1998. - p. 337-346.

143. Yakovenko, V.S. Observation at the Ala-Archa Observatory (Tian Shan) Report. / V.S. Yakovenko // Report for 2-d International Symposium on the Geodynamics and Environmental Problems of High-mountain Regions. -Kyrgyztan. Bishkek 2002.

144. Zonenshain, L.P. Geodynamics of the Baikal rift zone and plate tectonics of Asia Text. / L.P. Zonenshain, L.A. Savostin // Tectonophysics. 1981. -V. 76.-p. 1-45.

Информация о работе

Бойко, Елена Валерьевна
кандидата физико-математических наук
Новосибирск, 2012
ВАК 25.00.10

Диссертация

Вращение и деформации блоков земной коры по данным космической геодезии - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы