ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
В докладе рассмотрены некоторые методические вопросы и результаты применения спутниковых технологий для определения геометрии поверхности сейсмического разрыва и поля смещений на ней, а также для изучения постсейсмических процессов. Для решения данного круга задач в настоящее время широко используются данные глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) GPS и ГЛОНАСС, спутниковые снимки, выполненные радарами с синтезированной апертурой (РСА – интерферометрия или SAR) и данные о временных вариациях гравитационного поля по моделям спутников Грейс. Наиболее эффективным подходом к интерпретации разнородных наземных и спутниковых данных является решение обратных задач в рамках геодинамических моделей. Некоторые аспекты данного подхода и примеры интерпретации для различных типов структур и различных наборов геофизических и геологических данных рассмотрены в (Михайлов и др., 2007). В применении к сейсмологии возможны разные постановки обратных задач. Если геометрия поверхности сейсмического разрыва известна по геофизическим данным (например, топография зоны субдукции), то область разрыва аппроксимируют набором плоскостей с заданными углами падения и простирания. Для расчета смещений на дневной поверхности в результате единичного смещения по падению или по простиранию на прямоугольном разрыве в упругой среде (функция Грина), используют известные решения для однородного полупространства (Okada, 1985) или аналогичное решение для сферической радиально расслоенной самогравитирующей планеты (Pollitz, 1996). В последнем случае для задания распределения параметров модели, как функции радиуса, обычно используют сейсмическую модель PREM. В этом случае обратная задача сводится к определению амплитуды сдвиговой и надвиговой компонент на каждом элементарном элементе модели поверхности разрыва. В рамках упругой модели это линейная обратная задача, которая может решаться с добавлением регуляризирующих условий на свойства решений (можно фиксировать угол подвижки или потребовать, чтобы он отклонялся от заданного направления не более, чем на заданную величину, добавить условие гладкости в виде минимума лапласиана от поля смещений и т.д.). В тех случаях, когда поверхность разрыва не известна, или данных недостаточно, решают нелинейную обратную задачу, включая в число неизвестных параметров размеры аппроксимирующих элементов, их положение в пространстве, углы падения и простирания. Такой подход был использован нами при построении модели сейсмического разрыва для Алтайского (Чуйского) землетрясения 27.09.2003. Задача решалась по РСА интерферометрии и GPS, при условии, что верхняя кромка модели близка к закартированным выходам сейсмического разрыва на дневную поверхность (Михайлов и др., 2010). Для Олюторского землетрясения, которое произошло 20.04.2006 на Камчатке на юге Корякского нагорья, и имело магнитуду 7.6, по РСА снимкам удалось построит две интерферограммы, характеризующие смещения во время главного события и двух его наиболее интенсивных афтершоков 29.04.2006 и 22.05.2006, оба с магнитудой MW = 6.6. Интерферограммы показали, что основные смещения произошли не в области выхода сейсморазрывов на поверхность, а на северо-западе от нее там, где располагаются эпицентры большинства афтершоков. В основанной на данных РСА интерферометрии модели сейсмического разрыва основные смещения произошли вдоль надвига, падающего на юго-восток и не выходящего на дневную поверхность. Такую модель ранее предложили А.В. Ландер и Т.К. Пинегина, на основе анализа поля афтершоков. На основе моделей спутников ГРЕЙС были выявлены гравитационные аномалии, сформированные в результате катастрофических субдукционных землетрясений XXI века. После землетрясений Суматра-2004, Чили-2010, Тохоку-2011 над перекрывающей плитой была зарегистрирована обширная отрицательная гравитационная аномалия, а над океаническим желобом – более узкая положительная аномалия. Эти аномалии связаны с изменением плотности в результате изменения напряжений в обширных областях литосферы и мантии (Panet et al., 2007, Михайлов и др., 2016). После этих землетрясений наблюдался длительный рост положительной аномалии (Panet et al., 2010), которая хорошо объясняется процессом постсейсмического крипа на продолжении в глубину поверхности сейсмического разрыва (Mikhailov et al., 2013). Косейсмические скачки поля в результате событий меньшей магнитуды не фиксируются на уровне точности моделей спутников ГРЕЙС, но после целого ряда землетрясений нами был обнаружен длительный рост гравитационных аномалий (Михайлов и др., 2016). Это землетрясения на Суматре (Ниасское 03/2005 и Бенкулу 09/2007), Хокайдо 09/2003, два Симуширских события на Курильских островах 11/2006 и 01/2007, Самоа 09/2009 и др. Причиной этих временных вариаций гравитационного поля могут быть постсейсмический крип и вязкоупругая релаксация напряжений, возникших в мантии в результате землетрясения. Для Симуширского землетрясения заключение в пользу постсейсмического крипа в области, существенно более широкой по простиранию, чем область сейсмического разрыва, и уходящей на глубину до 100 км, было сделано на основе численного моделирования обоих процессов (Михайлов и др., 2018). Вязкоупругая релаксации моделировалась с использованием реологии Максвелла и Бюргерса (Pollitz, 1997). В заключение отметим, что применения РСА интерферометрии этими примерами далеко не ограничиваются. В ИФЗ РАН выполнен целый ряд работ по мониторингу оползневых процессов, в том числе на Кавказе в районе объектов Сочинской Олимпиады, на нефтяных месторождениях и подземных хранилищах газа.