В тектонически неактивной зоне наблюдаются очень незначительные сдвиги рельефа. Как определить смещение стокилометрового участка всего на полмиллиметра в год? Это объясняют учёные PIG и WAT.
Ученые из Польского геологического института (PIG) и Военного технологического университета (WAT) описали в журнале «Tectonophysics» самые точные наблюдения за деформацией земной поверхности.
КАК ПРОВЕРИТЬ, МЕСТО ЛИ ПРОВЕРИТСЯ
Как пояснил на сайте ВТТУ д.и.н. Анджей Арашкевич из Института геопространственной инженерии и геодезии на факультете строительства и геодезии, с 1996 г. польские опорные станции записывают сигналы, полученные от глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS, популярного GPS, а позже также от других созвездий). Такой сигнал – должным образом обработанный – превращается в положение этих станций.
«Операция похожа на навигацию в телефоне или автомобиле, но сам процесс намного сложнее и потому более точен. Мы ежедневно определяем положение каждой станции с точностью 1-3 мм”, – объясняет соавтор статьи. хаб. Марек Яросинский, Кинга Бобек и др. Томаш Гоголек из PGI.
Основываясь на многолетних изменениях расположения точки, исследователи определяют их среднюю скорость, часто называемую станционными скоростями. Затем исследуют взаимосвязи между движениями отдельных станций.
Если две станции очень медленно приближаются друг к другу, мы в идеале можем сказать, что произошла некоторая деформация рельефа. Таким образом, мы исследуем природу скорости деформации», – объясняет доктор Арашкевич. Он напоминает, что измерение касается движения антенны, установленной на здании. Ученые интерпретируют это движение геодинамически и анализируют всю территорию, чтобы говорить о скорости деформации по всей стране.
МАЛАЯ СЕЙСМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ БЕЗ СПЕЦЕФЕКТОВ
Большинство вычислений, таких как описанные в этой статье, выполняются в районах вблизи границы тектонических плит, где их взаимодействие видно на поверхности Земли. Риски сейсмичности там гораздо больше; в Европе это включает Грецию и Италию. Так откуда возникла идея использовать наблюдение за польскими территориями?
«Мы решили проверить, соответствуют ли измерения GPS в тектонически стабильных регионах геологическим данным. Конечно, интерпретация данных должна быть осторожна. В Польше 100-километровый участок меняется примерно на полмиллиметра в год! Я опускаю здесь области, где сейсмичность вызвана деятельностью человека. Там деформации намного больше, и мы можем успешно их измерять в течение многих лет», – говорит д-р Арашкевич.
Он подчеркивает, что самой большой проблемой является точность и порядок величины скорости деформации, которую можно ожидать в Польше. Скорость деформации, определяемая геодезистами, непосредственно не превращается в поразительные явления на земной поверхности. Однако знание направлений этих деформаций позволяет указать зоны накопления напряжений в земной коре. С другой стороны, GPS-наблюдения подтверждают, что на территории Польши влияет давление Африканской плиты на Евразийскую.
МОЖЕТ ЛИ ДВИЖИТЬСЯ СТАБИЛЬНАЯ ОБЛАСТЬ?
Достоверность определенных деформаций с GPS-наблюдений уже на том же уровне, что и ожидаемые значения деформаций. Кроме того, ученые сосредоточились на севере Польши, в частности, на докембрийской Восточноевропейской платформе. Это самая стабильная геологическая единица – не только в Польше, но и Европе. В исследованиях обычно берется как область, составляющая стабильный эталон. Тем временем на него сосредоточились геологи из WAT и PGI. С каким трудом они столкнулись в поисках точности измерений?
“Есть вопросы. Земля или здание двигается? Является ли движение почвы локальным смещением осадочных слоев или это результат деформации всей геологической структуры? Вот почему важно правильно интерпретировать результаты измерений GPS», – объясняет доктор Арашкевич.
Эксперты подготовили карту деформаций для всей территории Польши, изображение которой очень отвечало общим знаниям о распределении напряжений в Польше.
«Геологи измеряют напряжения в земной коре, мы можем дать им информацию о деформации на поверхности, то есть влияние сил, действующих под поверхностью», – объясняет доктор Арашкевич, сам анализировавший изменения в положении станций. . Он позаботился о правильной фильтрации измерений. Благодаря этому удалось исключить из дальнейшей интерпретации движения станций, которые не представляют реальных тектонических движений. На следующем этапе учёный подсчитал скорость деформации, которую ученые с PGI сравнили с геологическими данными.
Эти задачи стали возможны благодаря инфраструктуре Центра исследования инфраструктуры данных GNSS, софинансированного ЕФРР. На факультете строительства и геодезии собираются наблюдения по распределенной инфраструктуре GNSS в Польше, здесь также осуществляется их однородное изучение и определяются места расположения станций. Это также один из 16 европейских центров анализа GNSS, работающий над поддержкой системы отсчета в Европе, внедренной в 44 странах (в Польше этим также занимается Варшавский технологический университет).
PAP – Наука в Польше, Каролина Дущик
col / ekr /
