У тектонічно неактивній зоні спостерігаються дуже незначні зрушення рельєфу. Як визначити зсув стокілометрової ділянки всього на півміліметра за рік? Це пояснюють вчені PIG і WAT.
Вчені з Польського геологічного інституту (PIG) і Військового технологічного університету (WAT) описали в журналі «Tectonophysics» найточніші спостереження за деформацією земної поверхні.
ЯК ПЕРЕВІРИТИ, ЧИ МІСЦЕВІСТЬ ПЕРЕТВОРЮЄТЬСЯ
Як пояснив на сайті ВТТУ д.і.н. Анджей Арашкевич з Інституту геопросторової інженерії та геодезії на факультеті будівництва та геодезії, з 1996 року польські опорні станції записують сигнали, отримані від глобальних навігаційних супутникових систем (GNSS, популярного GPS, а пізніше також від інших сузір’їв). Такий сигнал – належним чином оброблений – перетворюється в положення цих станцій.
«Операція схожа на навігацію в телефоні чи автомобілі, але сам процес набагато складніший і тому точніший. Ми щодня визначаємо положення кожної станції з точністю 1-3 мм “, – пояснює співавтор статті” Сучасний стан напруги в стабільному інтер’єрі плити (північна Польща): Інтеграція супутникової геодезії, свердловини та сейсмологічні дані», написані разом з Dr. хаб. Марек Яросинський, Кінга Бобек та др. Томаш Гоголек з PGI.
Грунтуючись на багаторічних змінах розташування точки, дослідники визначають їх середню швидкість, яку часто називають станційними швидкостями. Потім досліджують взаємозв’язки між рухами окремих станцій.
«Якщо дві станції дуже повільно наближаються одна до одної, ми в ідеалі можемо сказати, що відбулася деяка деформація рельєфу. Таким чином ми досліджуємо природу швидкості деформації», – пояснює доктор Арашкевич. Він нагадує, що вимірювання стосується руху антени, встановленої на будівлі. Вчені інтерпретують цей рух геодинамічно і зрештою аналізують всю територію, щоб говорити про швидкість деформації по всій країні.
МАЛА СЕЙСМІЧНА НЕБЕЗПЕКА БЕЗ СПЕЦЕФЕКТІВ
Більшість обчислень, таких як ті, що описані в цій статті, виконуються в районах поблизу межі тектонічних плит, де їх взаємодію видно на поверхні Землі. Ризики сейсмічності там набагато більші; в Європі це включає Греції та Італії. Тож звідки виникла ідея використовувати спостереження за польськими територіями?
«Ми вирішили перевірити, чи відповідають вимірювання GPS у тектонічно стабільних регіонах геологічним даним. Звичайно, інтерпретація даних повинна бути обережною. У Польщі 100-кілометрова ділянка змінюється лише приблизно на півміліметра на рік! Я опускаю тут області, де сейсмічність спричинена діяльністю людини. Там деформації набагато більші, і ми можемо успішно їх вимірювати протягом багатьох років», – каже д-р Арашкевич.
Він підкреслює, що найбільшою проблемою є точність і порядок величини швидкості деформації, яку можна очікувати в Польщі. Швидкість деформації, визначена геодезистами, безпосередньо не перетворюється на вражаючі явища на земній поверхні. Проте знання напрямів цих деформацій дозволяє вказати зони накопичення напруг у земній корі. З іншого боку, GPS-спостереження підтверджують, що на територію Польщі впливає тиск Африканської плити на Євразійську.
ЧИ МОЖЕ РУХАТИСЯ СТАБІЛЬНА ОБЛАСТЬ?
Достовірність визначених деформацій із GPS-спостережень вже на тому ж рівні, що й очікувані значення деформацій. Крім того, науковці зосередилися на півночі Польщі, зокрема на докембрійській Східноєвропейській платформі. Це найстабільніша геологічна одиниця – не лише в Польщі, а й у Європі. У дослідженнях зазвичай береться як область, яка становить стабільний еталон. Тим часом на нього зосередилися геологи з WAT і PGI. З якими труднощами вони зіткнулися в пошуках точності вимірювань?
«Є питання. Земля чи будівля рухається? Чи є рух ґрунту локальним зсувом осадових шарів або це результат деформації всієї геологічної структури? Ось чому важливо правильно інтерпретувати результати вимірювань GPS», – пояснює доктор Арашкевич.
Експерти підготували карту деформацій для всієї території Польщі, зображення якої дуже відповідало загальним знанням про розподіл напружень у Польщі.
«Геологи вимірюють напруги в земній корі, ми можемо дати їм інформацію про деформацію на поверхні, тобто вплив сил, що діють під поверхнею», – пояснює доктор Арашкевич, який сам аналізував зміни в положенні станцій. . Він подбав про правильну фільтрацію вимірювань. Завдяки цьому вдалося виключити з подальшої інтерпретації ті рухи станцій, які не представляють реальних тектонічних рухів. На наступному етапі вчений підрахував швидкість деформації, яку вчені з PGI порівняли з геологічними даними.
Ці завдання стали можливими завдяки інфраструктурі Центру дослідження інфраструктури даних GNSS, співфінансованого ЄФРР. На факультеті будівництва та геодезії збираються спостереження з розподіленої інфраструктури GNSS у Польщі, тут також здійснюється їх однорідне вивчення та визначаються місця розташування станцій. Це також один із 16 європейських центрів аналізу GNSS, який працює над підтримкою системи відліку в Європі, яка впроваджена в 44 країнах (у Польщі цим також займається Варшавський технологічний університет).
PAP – Наука в Польщі, Кароліна Дущик
col / ekr /
