СОВРЕМЕННЫЕ ДВИЖЕНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ГОРНОГО АЛТАЯ ПО GPS-НАБЛЮДЕНИЯМ

Технология космической геодезии впервые использована для изучения межсейсмических, косейсмических и постсейсмических процессов в земной коре Горного Алтая с 2000 по 2017 г. Показано место Горного Алтая в полях смещений и деформаций Азии. Получены поля 3D смещений перед Чуйским землетрясением (27.09.2003г., М=7.3), произошедшим в южной части Алтайской GPS-сети (от 49° до 55° с.ш. и от 81° до 89° в.д.). Выделено аномальное поведение в ориентации смещений, в распределении скоростей и деформаций в зоне будущего землетрясения. В эпоху косейсмических смещений получено распределение смещений, соответствующее правостороннему сдвигу на вертикальном разрыве. С использованием экспериментальных данных (изменение смещения от 0.3 м в 14 км от разрыва до 0.02 м в 84 км) и упругой модели получена оценка глубины разрыва (8–10 км). Исследовано поле косейсмических деформаций. Для постсейсмического этапа (2004–2017 гг.) выделяются смещения в эпицентральной зоне. Они повторяют правостороннее движение (скорость 2 мм/год) на разрыве, что позволило рассмотреть двухслойные вязкоупругие модели, оценить вязкость нижней коры (6×10¹⁹–3×10²⁰ Па×с) и мощность упругой верхней (25 км). Проанализированы современные движения Горного Алтая вне области Чуйского землетрясения. Величина современных горизонтальных смещений составила 1.1 мм/год при направлении на ССЗ (–30°). Скорость смещения оказалась более чем в два раза меньше значений скоростей перед землетрясением.

1. Ардюков Д.Г., Арнаутов Г.П., Бойко Е.В., Калиш Е.Н., Назаров Е.О., Носов Д.А., Сизиков И.С., Смирнов М.Г., Стусь Ю.Ф., Тимофеев А.В., Тимофеев В.Ю. Вертикальные смещения и изменения силы тяжести в западной части Горного Алтая после Чуйского землетрясения 2003 года // Вестник СГУГиТ. 2017. Т. 22. № 1. C. 58–69.

2. Brown L.D., Reilinger R.E., Holdahl S.R., Balazs E.I., 1977. Postseismic crustal uplift near Anchorage, Alaska. Journal of Geophysical Research 82 (23), 3369–3378. https://doi.org/10.1029/JB082i023p03369.

3. Calais E., Dong L., Wang M., Shen Z., Vergnolle M., 2006. Continental deformation in Asia from a combined GPS solution. Geophysical Research Letters 33 (24), L24319. https://doi.org/10.1029/2006GL028433.

4. Calais E., Lesne O., Vergnolee M., Déverchère J., Sankov V., Lukhnev A., Miroshnitchenko A., Buddo V., Levi K., Zalutski V., Baskkuev Y., Dembelov M., Amarijargal S., Bekhtur B., Timofeev V., Duchkov A., Buslov M., Zapreeva E., Ardukov D., Arnautov G., Schelochkov G., Bragin D., Zubovich A.V., Ducarme B., Bruyminx C., Delvaux D., 2002a. GPS Measurements of active crustal deformation in Central Asia (Baikal–Mongolia–Altay). In: Proceedings of the 2-d international symposium on the geodynamics and environmental problems of high-mountain regions. IPHT-Bishkek, Bishkek, Kyrgyztan, p. 50–58.

5. Calais E., Vergnolle M., Déverchère J., San'kov V., Lukhnev A., Amarjargal S., 2002b. Are post-seismic effects of the M=8.4 Bolnay earthquake (1905 July 23) still influencing GPS velocities in the Mongolia–Baikal area? Geophysical Journal International 149 (1), 157–168. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2002.01624.x.

6. DeMets C., Gordon R.G., Argus D.F., 2010. Geologically current plate motions. Geophysical Journal International 181 (1), 1–80. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04491.x.

7. Freed A.M., Bürgmann R., Calais E., Freymueller J., Hreinsdóttir S., 2006. Implications of deformation following the 2002 Denali, Alaska, earthquake for postseismic relaxation processes and lithospheric rheology. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 111 (B1), B01401. https://doi.org/10.1029/2005JB003894.

8. Goldin S.V., Timofeev V.Y., Ardyukov D.G., 2005. Fields of the earth's surface displacement in the Chuya earthquake zone in Gornyi Altai. Doklady Earth Sciences 405 (9), 1408–1413.

9. Herring T.A., King R.W., McClusky S.C., 2006a. GAMIT Reference Manual, GPS analysis in MIT, Release 10.3. Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA.

10. Herring T.A., King R.W., McClusky S.C., 2006b. GLOBK Reference Manual. Global Kalman filter VLBI and GPS analysis program. Release 10.3. Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA.

11. International Seismological Centre, 2018. On-line Bulletin. Thatcham, United Kingdom, http://www.isc.ac.uk. http://doi.org/10.31905/D808B830.

12. Leskova E.V., Emanov A.A., 2013. Hierarchical properties of the tectonic stress field in the source region of the 2003 Chuya earthquake. Russian Geology and Geophysics 54 (1), 87–95. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2012.12.008.

13. Мазуров Б.Т. Изучение геодинамических процессов на основе моделирования геодезических и гравитационных параметров: Дис. … докт. техн. наук. Новосибирск: СГГА, 2007. 255 с.

14. Okada Y., 1985. Surface deformation due to shear and tensile faults in a half-space. Bulletin of the Seismological Society of America 75 (4), 1135–1154.

15. Peltzer G., Rosen P., Rogez F., Hudnut K., 1998. Poroelastic rebound along the Landers 1992 earthquake surface rupture. Journal of Geophysical Research: Solid Earth 103 (B12), 30131–30145. https://doi.org/10.1029/98JB02302.

16. Pollitz F.F., 2003. Post-seismic relaxation theory on a laterally heterogeneous viscoelastic model. Geophysical Journal International 155 (1), 57–78. https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2003.01980.x.

17. Segall P., 2002. Integrating geologic and geodetic estimates of slip rate on the San Andreas fault system. International Geology Review 44 (1), 62–82. https://doi.org/10.2747/0020-6814.44.1.62.

18. Stacey F.D., 1969. Physics of the Earth. John Wiley & Sons, New York, 324 p.

19. Toda S., Stein R.S., Sevilgen V., Lin J., 2011. Coulomb 3.3 graphic-rich deformation and stress-change software for earthquake, tectonic, and volcano research and teaching – user guide. U.S. Geological Survey Open-File Report 2011–1060, 63 p. Available from: https://pubs.usgs.gov/of/2011/1060/.

20. Turcotte D.L., Schubert G., 1982. Geodynamics: Application of Continuum Physics to Geological Problems. John Wiley & Sons, New York, 464 p