ГлавнаяЛGPSОсновные научные результаты

Основные результаты (за последние 5 лет)

  Выявлены пред- и пост-сейсмические аномалии в вариациях полного электронного содержания ионосферы над эпицентром Учтурфанского землетрясения (22.01.2024), свидетельствующие о взаимосвязи литосферных и ионосферных процессов (2024г.)

  Проведен анализ геолого-геофизических условий и аномальных вариаций полного электронного содержания в ионосфере (ПЭС) для Учтурфанского землетрясения (22.01.2024, 18:09 UTC). Эпицентр главного толчка приурочен к зоне сочленения южной границы гор Тянь-Шаня и Таримской впадины. Анализ ПЭС над эпицентром главного события показал, что на фоне суточной периодичности с максимумами в интервале 05:00–09:00 UTC наблюдается рост значений после 09.01.2024 и экстремальное значение достигается после главного толчка 22.01.2024. Наблюдаемые аномальные значения ПЭС не являются следствием магнитных бурь. Площадное распределение аномалий ПЭС локализовано в пространстве и во времени, и приурочено к Майданскому разлому и зоне афтершокового роя.

1img

Рисунок. Вариации аномалий ПЭС (ΔTEC) над эпицентром главного события (а) и сейсмичность роя Учтурфанских землетрясений М>4. Пунктиром обозначен момент главного события 22.01.2024 (б). Прямоугольник – область аномальных значений ПЭС, связанные с процессами подготовки сейсмического события. Стрелки – аномалии ПЭС, коррелирующие с главным толчком 22.01.2024 (М=7) и сильным афтершоком (М=5.4).

  Дана оценка подвижности и деформаций в тектонических блоках и разломных зонах на территории Бишкекской локальной GPS-сети (Северный Тянь-Шань) по данным космогеодезических наблюдений за 1997–2021 гг. (2024г.)

  Показан характер ежегодного уменьшения дистанций в меридиональном направлении и площади на северном склоне Киргизского хребта от блока палеозойских пород, через срединный блок кайнозойских образований и до северного блока четвертичных отложений в Чуйской долине. По векторам скорости за 25 лет наблюдений построены поля разных видов скорости деформации с разделением по отдельным блокам и разломным зонам между ними. Выявлено, что высокие значения всех видов деформации (до 1.4‧10–7/год) концентрируются в пределах срединного кайнозойского блока, а не в разломных зонах. Так происходит ежегодная концентрация упругих и/или пластических деформаций в тектонической области, расположенной не дальше 5 километров от южных окраин столицы Киргизии г. Бишкек.

2img

Рисунок. Второй инвариант тензора скорости горизонтальной деформации (линейные и угловые деформации, сетка 0.04°) на основе векторов скорости Бишкекской локальной GPS-сети (желтые кружки) за 1997–2021 гг. IA –линия Иссык-Атинского разлома, разделяющая блок четвертичных (Q) и блок кайнозойских пород (KZ). SH – объединенная линия Шамсинского разлома, разделяющая блок KZ и блок палеозойских пород (PZ).

  На основе одних и тех же данных ГНСС измерений на 10 станциях Центральной Азии проведено сравнение 7 наборов среднесуточных геоцентрических координат XYZ: 3 метода расчета в программе GAMIT/GLOBK, 2 метода в Bernese GNSS software и 2 интернет-сервиса. (2023г.)

  Для оценки различий между парами наборов координат предложено использовать регулярное и максимальное отклонения, приходящиеся на одну ось многомерного пространства. Размерность пространства равна объему одного набора координат (в нашем случае, до 240), регулярное и максимальное отклонения дают оценку точности и кучности воспроизведения координат. Показано, что точность и кучность позиционирования зависят не только от метода расчета координат, но и от выбранной системы отсчета. Методы, использующие общеземную систему отсчета ITRF, обеспечивают положения станций с регулярными <2 мм и единичными отклонениями до 45 мм. Преобразование XYZ в координаты UVW с локальной системой отсчета уменьшает различия в наборах координат на >25%, что улучшает качество оценки относительного смещения исследуемых ГНСС пунктов. Средний уровень отклонения наборов координат для каждой станции может служить количественным показателем качества условий для приема здесь ГНСС сигнала.

3img

Рисунок. Положение XYZ (геоцентрическая декартова) и UVW (локальная) систем координат относительно земного эллипсоида; X||U, Y||V, Z||W. Точка М – центр масс Земли и начало координат XYZ. Точки N и S – северный и южный полюса Земли на оси Z. Оси X и Y проходят через M и пересечения экватора с нулевым и 90° меридианами. Стрелки W и E обозначают западное и восточное направления вдоль экватора. Точка L – среднее положение 10 ГНСС станций за каждый день, совмещенное с началом координат UVW.

  Для высокоточных линейно-угловых измерений создан Цифровой Портативный Геодезический Метеокомплекс (ЦПГМ) для быстрого определения метеопараметров одновременно в нескольких пунктах, для беспроводной передачи и усреднения данных. (2022г.)

  Это компактное устройство относится к области метеорологии и геодезии, позволяет исключить громоздкий традиционный набор геодезических метеоприборов и необходимость передачи метеоинформации по голосовому каналу радиосвязи от одного пункта наблюдения к другому. Изготовлено несколько образцов ЦПГМ для оперативной комплексной оценки параметров атмосферы при режимных линейно-угловых измерениях на геодезических площадках. Каждый прибор состоит из цифровых датчиков, приемника-передатчика, контроллера и дисплея. Метеостанции способны автоматически контактировать между собой по радиосвязи на дистанциях до нескольких километров и усреднять измеряемые метеопараметры по каждой отдельной паре приборов.

4img

Рисунок. Пример совместной работы трех цифровых геодезических метеостанций, обменивающихся между собой информацией. Непрерывное время автономной работы не менее 6 часов без подзарядки.

  Для территории Тянь-Шаня дана оценка общих согласованных направлений главных осей горизонтальной деформации и их отличий по районам на основе методов GPS и сейсмотектонических деформаций (СТД) до глубины 25 км за 1997-2019 гг. (2021г.)

  По сетке интерполяции 0.2°≈18.5км (39-44° с.ш., 70-79° в.д.) выделено 5 районов с представительностью 11-80 сравнительных пар данных по GPS и СТД методам на район. Большая доля деформации для обоих методов представлена укорочением, которое в среднем по всем данным сравнения в приповерхностной части земной коры (GPS) имеет азимут 343.1° и на глубине 5-25 км (СТД) – 342.8°. По отдельным районам средние направления осей укорочения 2-х методов варьируют в диапазоне азимутов 330-358°. Максимальное расхождение средних направлений осей укорочения для GPS и СТД методов отмечается в районе Чуйской впадины 11°, в других районах отклонения осей не превышают 4°.

5img

Рисунок. СТД для глубины 5-25 км (голубые стрелки – ось укорочения, малиновые – удлинения) и скорости современной горизонтальной приповерхностной деформации земной коры по данным GPS (красные – укорочение, синие – удлинение). Прямоугольные районы (количество пар СТД и GPS данных): Ч – Чуйский, И – Иссык-кульский, Н – Нарынский, А – Алайский и Т – Таримский. Стрелки в кругах и градусы – средние направления укоренения для районов по СТД и GPS методам.

  По комплексу геолого-сейсмологических данных на северном склоне Киргизского хребта (Тянь-Шань, междуречье Сокулук – Кегеты) выделен район с повышенными значениями признаков сейсмической опасности (2020г).

  По данным сети KNET за 1994-2019 гг. фиксации землетрясений K>6 в отмеченном районе на каждую ячейку по долготе и широте 0.25°×0.25° приходится до 360 событий, что в 2-10 раз превышает плотность событий в ячейках окружения. Здесь же отмечается высокая плотность разломов с повышенными значениями нормированных кулоновых напряжений и высокой вероятностью их реактивации. Для этих разломов по геолого-геодезическим данным отмечается сдвиго-взбросовая кинематика и нагнетание вещества, что подтверждается решениями фокальных механизмов. В сравнении с окружающим пространством, здесь отсутствуют землетрясения со значимыми показателями сброса напряжений, что также свидетельствует о повышенном уровне сейсмической опасности для выделенного района.

6img

Рисунок. Районирование разломов по величине нормированных кулоновых напряжений [Ребецкий, Кузиков, 2016] на фоне распределения количества землетрясений (1994–2019) по ячейкам ≈20×28 км кв. (0.25°×0.25°). Синим цветом отмечены фокальные механизмы землетрясений с K ≥ 10, красным цветом – положение землетрясений со сбросом напряжения Δσ ≥ 10 МПа. Розовый прямоугольник – сейсмически опасный район (≈64×30 км кв.).

 

Фотогалерея

Географическое положение