Крупномасштабная геодинамика на основе космической геодезии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, доктор физико-математических наук Стеблов, Григорий Михайлович

• Стеблов, Григорий Михайлович
• доктор физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Стеблов, Григорий Михайлович

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННАЯ КОСМИЧЕСКАЯ ГЕОДЕЗИЯ В ЗАДАЧАХ КРУПНОМАСШТАБНОЙ ГЕОДИНАМИКИ.

1.1. Длиннобазисная радиоинтероферометрия (VLBI).

1.2. Лазерная локация спутников (SLR).

1.3. Глобальная система позиционирования GPS.

1.4. Основы приема сигналов GPS.

1.5. Анализ фазовых наблюдений GPS.

ГЛАВА 2. ДЕФОРМАЦИОННАЯ СЕТЬ GPS СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ (NEDА) И ГЛОБАЛЬНАЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ СЕТЬ.

2.1. Международная сеть IGS.

2.2. Анализ глобальных геодезических сетей.

2.3. Деформационный массив GPS Северной Евразии (NEDА).

2.4. Наблюдательные пункты сети NEDA в Международной Земной Системе Относимости.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Крупномасштабная геодинамика на основе космической геодезии»

Динамика литосферы, один из важнейших вопросов геодинамики, была на протяжении многих лет предметом геологических и геофизических исследований, основанных на различных подходах, иногда взаимно исключающих. По мере накопления данных, в разное время преобладали различные концепции о происхождении современной конфигурации земной поверхности, истории ее развития и о движущих силах ее эволюции. Первоначально большая часть данных была получена геологическими методами, различающимися по степени детальности и по масштабам охватываемой части земной поверхности.

К числу первых наблюдений, вызвавших широкие дискуссии о возможных глобальных горизонтальных перемещениях литосферных плит, относятся выявленные полосовые магнитные аномалии, простирающиеся вдоль срединных океанических хребтов, которые в тектонике плит объясняются раздвиганием (спредингом) дна океанов и периодическими сменами ориентации глобального магнитного поля. Примерно в то же время сейсмология внесла свой вклад в понимание динамики литосферы на основе такой информации, как глобальное распределение сейсмических поясов, фокальные механизмы землетрясений в трансформных разломах, азимуты векторов смещений по разрывам при землетрясениях в зонах субдукции.

Сопоставление различных данных о движениях литосферы долгое время позволяло смоделировать весьма приблизительную общую картину динамики земной поверхности, что было обусловлено разнообразием гипотез о движущих силах наблюдаемых процессов. Из приведенных выше данных информация о скорости движения содержится только в структуре полосовых магнитных аномалий, а направления движения определяются из сейсмологических наблюдений и ориентации трансформных разломов. По совокупности этих данных были определены векторы относительного вращения плит, в том числе общепринятая модель NUVEL-1A, в которой скорости осреднены за последние 3 млн. лет. Данную модель принято называть геологической, имея в виду геологический масштаб периода времени, к которому она отнесена. Однако вопрос о возможности построения объективной и точной модели современных геодинамических процессов на земной поверхности остается открытым, так как возникает несколько серьезных проблем при попытке отождествления геологических моделей движения плит с современными движениями. Более конкретно, в данной работе исследуются следующие вопросы:

- соотношение осредненных за 3 млн. лет и современных скоростей;

- реальная точность геологических моделей в связи с тем, что они основаны на информации только по океаническим областям;

- влияние возможных систематических ошибок в данных по векторам смещений в связи с возможным влиянием сейсмической анизотропии.

Объективность модели подразумевает использование только таких априорных гипотез, которые допускают апостериорную проверку прямым сопоставлением с наблюдениями. Точность моделирования обусловлена, с одной стороны, уровнем технологии и объемом измерений, а, с другой стороны, методологией обработки и интерпретации наблюдений.

В последние годы развитие методов космической геодезии позволило осуществить прямые измерения современных движений литосферных плит и деформаций на их границах в планетарном масштабе с высокой точностью, и, тем самым, подтвердить или опровергнуть многие существовавшие до сих пор гипотезы о конфигурации и природе границ литосферных плит.

В связи с развитием современной космической геодезии, поставленные выше вопросы относительно динамики земной поверхности объясняют актуальность основной задачи, решение которой стало целью данного исследования, а именно - построение объективной модели современных движений литосферы, опираясь на прямые измерения современными геодезическими методами. Сформулированная цель подразумевает выделение стабильных, недеформируемых сегментов поверхности Земли и анализ зон деформации с оценкой динамики накопления напряжений в таких зонах. При этом представляет интерес как проверка гипотез о стабильности самих древних платформ, так и выяснение геометрии распределения деформаций на их границах, а именно, насколько локализованы по ширине пояса деформаций вдоль границ по отношению к стабильным частям и что можно сказать о глубинном строении таких зон по наблюдениям на поверхности.

Научная новизна данной работы заключается в разработке и реализации нового объективного подхода к определению крупномасштабных движений земной поверхности с помощью спутниковой геодезии на основе проведенного автором многолетнего эксперимента в масштабах северной Евразии. Отличительная особенность построенного решения - минимальный набор априорных гипотез, ограничивающих множество решений, согласующихся с экспериментальными данными. При этом все гипотезы проверялись сопоставлением с независимыми измерениями, что позволило значительно поднять уровень достоверности и объективности предлагаемого решения. Устойчивость решения была подтверждена сравнением нескольких вариантов оценивания векторов взаимного вращения Евразийской, Североамериканской и Тихоокеанской литосферных плит. Варианты различались по наборам использованных станций и по способам введения системы относимости.

Предложена новая система относимости для оценки движений в тектонически активных областях. Эта система реализована в виде набора станций наблюдений GPS, ассоциированных со стабильными сегментами литосферы, и векторов взаимного вращения этих сегментов, которые отражают их современные движения. При этом объективно проверенные предположения о стабильности выделенных сегментов, на которых расположены опорные станции, позволили достичь высокой степени определенности при построении системы относимости.

Личный вклад автора состоит в разработке и реализации многолетнего эксперимента по созданию постоянной опорной геодинамической сети GPS континентального масштаба, выработке объективного алгоритма построения систем относимости на основе крупномасштабных геодинамических полигонов, геодинамической интерпретации деформационного поля тектонически активных областей [1].

Практическая значимость работы заключается в обосновании и реализации в масштабе северной Евразии системы непрерывного мониторинга медленных деформаций литосферы на основе сети постоянно действующих станций GPS. Система полностью автоматизирована, она позволяет решить ряд фундаментальных научных и практических задач, а именно: - система дает опору для геодинамических исследований по всей территории северной Евразии, прежде всего в тектонически активных областях, на основе региональных наблюдательных сетей; -создание и развитие системы дало возможность значительно более эффективно решать различные прикладные задачи в области геодезии и картографирования;

-значительно повышена точность определения орбит спутников GPS, что весьма существенно для высокоточной навигации в режиме реального времени.

В первой главе дается общая характеристика современных методов космической геодезии и их сравнительный анализ. Более подробно проанализирована обоснованность применения технологии GPS для задач геодинамики, так как дальнейшее изложение проведенных исследований и полученных результатов в определяющей степени построено на этой технологии.

В основе существующих методов космической геодезии лежит радио- и оптическое слежение за космическими объектами различного происхождения, расположенными на различном удалении от Земли. Технологии наблюдения и анализа движения таких объектов развивались с конца 70-х годов и обладают различными возможностями, в значительной степени зависящими от сложности и стоимости как оборудования, так и самих процессов наблюдений. В настоящее время сложились три основные метода космической геодезии: длин-нобазисная радиоинтероферометрия (VLBI), лазерная локация спутников (SLR) и глобальная система позиционирования (GPS). Каждый из этих методов обладает своими преимуществами, и их применение зависит от характера и масштаба решаемой геодинамической задачи.

Основная проблема с VLBI и SLR - очень высокая стоимость аппаратуры, а для SLR - еще и погодные ограничения, свойственные любому оптическому методу. Соответственно, количество станций VLBI и SLR невелико, и они размещены крайне неравномерно, практически, в Северной Америке и в Западной Европе.

Одна из наиболее современных геодезических систем GPS возникла первоначально как всепогодная спутниковая радионавигационная система с восьмидесятых годов 20-го столетия. В основе ее применения лежит измерение расстояний до активных спутников, излучающих сигналы, принимаемые наземными станциями. Расстояния до спутников вычисляются по времени прохождения излучаемого сигнала до наземного приемного устройства. Время прохождения, в свою очередь, определяется из сравнения времени прихода сигнала по собственным часам приемника и отметки времени, получаемой волновым пакетом при его формировании по часам, установленным на спутнике.

Одновременное определение расстояний до нескольких спутников позволяет определить координаты точки наблюдения в трехмерном пространстве и разрешить неопределенность относительно погрешности часов (для этого требуется, по крайней мере, четыре одновременно наблюдаемых спутника). Точность, достигаемая при таком использовании группового сигнала, в настоящее время составляет лишь несколько метров. Принципиально новые возможности системы были обнаружены в экспериментах по оценке фазовых задержек сигнала. Инструментальная точность приема фазовых сигналов составляет -0.2 мм в расчете расстояния до спутника, однако сами отсчеты изначально содержат неоднозначность в виде неизвестного целого числа длин волн, а также подвержены искажающему влиянию ряда факторов, в первую очередь, задержек сигнала, связанных с прохождением через ионосферу и тропосферу. Разрешение указанных неоднозначностей и устранение искажений позволили достичь точности измерения взаимных расстояний 1-2 мм, что обусловило возможность применения системы GPS для геодинамических исследований.

Во второй главе описывается структура и общая схема функционирования созданной автором континентальной сети NEDA (Деформационная Сеть GPS Северной Евразии), совмещенной с сейсмостанциями Геофизической Службы РАН. Переход от высокоточного определения взаимных положений к формированию геоцентрической системы координат дал возможность определить глобальную картину движений сегментов литосферы и деформаций на их границах. Возможность такого перехода в определяющей степени связана с развитием глобальной сети постоянных станций GPS (IGS), существенный компонент которой представляет сеть NED А.

Основной мотивирующей целью создания глобальной сети GPS для наук о Земле было определение положения любой точки с точностью в несколько миллиметров в геоцентрической системе координат. В конце 80-х годов среди многих научных организаций были осознаны потенциальные возможности использования сравнительно недорогой и доступной технологии GPS для изучения землетрясений, движений на разломах земной коры, а также ряда других приложений. Со времён первого пробного проекта 1992 г. сеть IGS выросла примерно с 30 постоянных станций до более 300, в то время как точность орбит, вычисляемых международными центрами, улучшилась на порядок, с 50 см до 5 см.

Построение системы относимости с помощью глобального полигона IGS и его региональных сегментов требует анализа обширного объема данных со всех станций за достаточно продолжительный период времени (около 10 лет, начиная с 1994 г.). Вследствие движений литосферы, взаимное положение точек глобального полигона подвержено непрерывным изменениям, так что введение общей геоцентрической системы координат, применимой для высокоточных геодезических определений в течение длительного периода (от одного года и более), возможно только при одновременном определении координат и скоростей точек полигона в единой системе относимости. Значительная разветвленность глобальной сети IGS и продолжительность наблюдений обусловили развитие математических подходов к интеграции результатов обработки данных GPS, представляющих собой отдельные массивы на земной поверхности и относящихся к различным (возможно, продолжительным) периодам времени, с помощью фильтра Калмана.

Специфика анализа измерений глобальной сети GPS обусловила актуальность непрерывного автономного функционирования всех станций, составляющих опорную сеть, и автоматизированной системы сбора, обработки и объединения данных по сети. Такая система разработана и реализована автором, начиная с 1997 г., с использованием для обработки измерений существующих программных пакетов ряда международных научных центров (MIT, JPL, AIUB).

До 1997 года северная часть Евразии была покрыта станциями GPS крайне неравномерно, в основном в западной Европе, что создавало значительные ошибки при анализе движения сибирской и дальневосточной областей. С 1997 года в рамках Геофизической Службы РАН была создана опорная сеть станций GPS по всей территории северной Евразии - сеть NEDA, охватывающая континент от Восточноевропейской платформы - через Уральский хребет и всю Сибирь - до Чукотки, Камчатки и Сахалина.

Проект NEDA включает в себя около 80% всех постоянных станций GPS в Северной Евразии, он функционирует с 1995 г. (первоначально в режиме временных полевых станций). В последнее время станции NEDA представляют опору для региональных проектов GPS, которые осуществлялись и совершенствовались параллельно с развитием NEDA в районах наибольшей сейсмической активности на границах взаимодействия трех крупнейших литосферных плит: Евразийской, Североамериканской и Тихоокеанской. В рамках региональных исследований были проведены многолетние измерения в таких районах, как:

- слабо изученная граница Евразии и Северной Америки в районе хребта Черского (восточная Сибирь);

- субдуктивная зона сейсмической и вулканической активности на полуострове Камчатка;

- зона сложной деформации и высокой сейсмической активности, связанной с конвергенцией Евразии и Северной Америки на острове Сахалин.

Применение специализированных программных пакетов, разработанных в международных научных центрах, позволило интегрировать наблюдения на станциях сети NEDA в глобальный геодинамический полигон всемирной службы IGS. Результаты многолетних наблюдений были скомбинированы в единые продолжительные временные ряды. Устойчивый линейный тренд, характеризующий общий ход вариаций геоцентрических координат станций, демонстрирует состоятельность соотнесения наблюдаемых смещений опорных точек антенн с медленными тектоническими движениями.

В целом, развитие глобальной наземной сети постоянных опорных станций GPS, в том числе сегмента NEDA в северной Евразии, привело к качественному изменению в методологии геодезических измерений GPS и позволило реализовать идею глобального геодинамического мониторинга.

Наряду с эффективной организацией и обоснованной методикой обработки наблюдений, объективный геодинамический анализ результатов, изложенный в третьей главе, представляет собой ключевой фактор крупномасштабных геодинамических исследований с помощью GPS. Анализ многолетних временных рядов наблюдений по глобальному полигону, включая континентальный сегмент NEDA, позволяет с достаточной определенностью получить поле скоростей пунктов полигона на земной поверхности в геоцентрической системе координат. Тогда общая картина взаимных движений сегментов литосферы определяется полем горизонтальных проекций этих скоростей.

При указанном проецировании следует учитывать возможное искажающее влияние, которое оказывает выбор априорной системы относимости на интерпретацию горизонтальных скоростей, полученных в результате обработки многолетних временных рядов измерений GPS. Причиной искажения является возможное движение всего глобального полигона, то есть системы координат, реализуемой полигоном, относительно земной системы координат с началом отсчета в центре масс Земли. Скорость такого движения накладывается на горизонтальные скорости наблюдательных пунктов в виде составляющей, которая заметно варьирует по поверхности Земли в силу ее кривизны.

Начало отсчета в общепринятой Международной Земной Системе Относимости ITRF2000 совмещено с центром масс Земли на основе совместного уравнивания наблюдений различного рода, в основном, лазерной локации спутников SLR и длиннобазисной радиоинтероферометрии VLBI. Результат такого совмещения, в свою очередь, зависит от правильного выбора соответствующих весовых коэффициентов, который остается, в существенной степени, субъективным.

Изложенные аспекты объясняют принципиальную важность более объективного подхода к геодинамическому анализу данных GPS, состоящего в коррекции исходной системы отсчета вместе с ее началом в процессе построения геодезического решения. В данном исследовании для реализации такого подхода предлагается альтернативное определение системы отсчета, которая включает: (а) набор координат и скоростей пунктов глобального полигона; (б) набор векторов Эйлера, описывающих мгновенное вращение стабильных не-деформируемых сегментов земной поверхности. Для этого требуется соотнести пункты GPS со стабильными сегментами, так чтобы удовлетворялась система уравнений: где Rtj - радиус-векторы точек со скоростями VtJ, лежащие на сегменте с вектором Эйлера Qj, V0 - остаточная скорость системы отсчета. При заданных Щ и Уц, которые получаются из геодезического решения в априорной системе отсчета, данная система уравнений является линейной относительно искомых векторов Q.j и V0. Для достаточной обусловленности системы, определяемой соотношением числа искомых параметров и общего числа уравнений, требуется наличие достаточно большого количества пунктов, расположенных на каждом из предполагаемых стабильных сегментов. Решение методом наименьших квадратов, минимизирующее невязки скоростей в левой и правой частях указанных уравнений, является критерием для коррекции остаточной скорости смещения системы отсчета и проверки правильности априорного соотнесения наблюдательных пунктов со стабильными сегментами. При этом привлечение геологических и сейсмологических представлений о конфигурации деформационных поясов позволяет избежать многочисленных переборов возможных вариантов такого соотнесения.

Описываемый анализ был применен для исследования всего набора измерений, осуществленных на территории северной Евразии с 1995 года, в который вошли:

- постоянные станции массива NEDA;

- постоянные станции IGS;

-данные региональных проектов в тектонически активных районах: хребет Черского, полуостров Камчатка, остров Сахалин.

Следуя изложенным выше рассуждениям, по результатам анализа скоростей всех указанных станций, часть из них была отнесена к стабильным внутренним областям трех крупнейших плит: Евразийской, Североамериканской и Тихоокеанской, и составила опорный набор для реализации трехплитовой системы относимости (GPS-3pl). Измерения по остальным станциям были использованы в дальнейшем для анализа пограничных деформаций этих плит в построенной системе относимости.

Наиболее существенный результат проведенного в третьей главе анализа состоит в определении современной конфигурации взаимных движений плит, при этом показано, что для ряда плит наблюдаются существенные отличия от конфигурации по геологической модели плит (NUVEL-1A).

Одна из важнейших задач, решаемых с помощью полученного в третьей главе геодезического решения GPS-3pl, - исследование областей деформации, простирающихся вдоль границ взаимодействия литосферных плит и образующих сейсмогенные пояса, - подробно анализируется в четвертой главе.

Крупномасштабные геодезические решения, вместе с оценками полюсов взаимного вращения плит, дают возможность моделировать движения стабильных областей плит повсюду в пределах их простирания, включая и области, где нет измерений или вообще невозможно их проведение. Моделирование ожидаемой скорости движения в произвольной точке недеформируемой части литосферы основано на упомянутой выше параметризации мгновенного движения сегмента с помощью вектора Эйлера Q, который найден для данного сегмента в геодезическом решении GPS-3pl: V^ = QxR, где R - радиус-вектор данной точки. Такой подход позволяет оценить современную динамику накопления деформаций и напряжений вдоль границ взаимодействия плит, что особенно важно ввиду того, что большая часть границ расположена в океанических областях.

В свою очередь, особенный интерес представляет сравнение полученных модельных оценок скоростей с прямыми измерениями на поверхности там, где это осуществимо. В таких случаях становится возможным прямое выделение горизонтального простирания распределенной деформации вдоль границ плит. В результате подобного анализа впервые установлено, что западная ветвь сейсмического пояса хребта Черского является северо-восточной границей Евразии, а Чукотка и Камчатка относятся к Североамериканской плите.

Корректное моделирование линейных скоростей существенно зависит от удаления полюса Эйлера и от угловой скорости, а именно: (а) когда полюс оказывается вблизи границы, от его положения существенно зависит направление модельных скоростей; (б) по мере удаления от полюса, расстояние до него в большей степени сказывается на оценках горизонтального градиента скоростей; (в) при дальнейшем увеличении расстояния до полюса наибольшее значение имеет угловая скорость, от которой зависят абсолютные величины модельных скоростей.

Наиболее характерный пример качественного различия моделируемых деформаций в зависимости от положения полюса - район хребта Черского, где полюс взаимного вращения Евразии и Северной Америки расположен в непосредственной близости от пограничной области. В данном случае из модели NUVEL-1A вытекает, что вдоль указанной границы здесь имеют место растяжения в сочетании с правосторонними сдвигами, однако, согласно геодезическому решению GPS-3pl данного исследования, должны происходить сжатия, а вблизи полюса - полное затухание заметных деформаций.

Детальный анализ кинематики деформационных областей в северовосточной Азии вдоль границ между тремя крупнейшими плитами (Евразийская, Североамериканская и Тихоокеанская) позволил критически рассмотреть гипотезы о микроплитах: Охотской и Амурской, существование которых в северо-восточной Азии предполагается в ряде публикаций. В целом, недостаточное число и ограниченное пространственное распределение станций GPS в этом регионе не позволяет ассоциировать движение этих станций с какими-либо микроплитами.

Сопоставление результатов крупномасштабного моделирования с региональными измерениями в районе субдукции, позволило сделать обоснованные выводы о глубине простирания наклонной границы взаимного трения плит. Такой анализ был проведен для Камчатской субдуктивной зоны, для которой характерны весьма высокие скорости сближения Тихоокеанской и Североамериканской плит: -80 мм/год. Моделирование динамики зон субдукции опирается на следующие допущения:

- жесткость пододвигающейся океанической плиты сохраняется при ее погружении до больших глубин в горячие слои подстилающей мантии;

- существует механически сомкнутая зона наклонной границы контакта плит, вдоль которой происходят разрывы и подвижки во время землетрясений.

Из первого допущения следует, что скорость пододвигания наклонного фрагмента вдоль границы контакта плит совпадает со скоростью взаимного сближения плит в данном регионе и, как указано выше, определяется из вектора взаимного вращения плит i2. Второе допущение позволяет применить метод дислокации для моделирования распределения скоростей в рассматриваемой зоне и построить теоретические зависимости скоростей на поверхности от скорости конвергенции плит и глубины залегания механически сомкнутой зоны. Сравнение модельных скоростей с реально измеренными на поверхности скоростями GPS позволяет решить обратную задачу определения глубины и протяженности механически сомкнутой зоны.

Важность представленного подхода обусловлена тем, что из сейсмологических данных, как правило, известен наклон сейсмогенной зоны (зоны Бени-оффа), в то время как вопрос о глубине залегания зоны механического контакта остается трудно разрешимым в рамках только сейсмического исследования. Кроме того, в подобных областях эта глубина определяет, в свою очередь, горизонтальное простирание сейсмогенной зоны. По данным геодинамического полигона на Камчатке, для области субдукции были получены оценки ширины горизонтального простирания контактной зоны: от -110 км в южной части полуострова до ~55 км вблизи Алеутского желоба.

В целом, для изучения геодинамических процессов на границах взаимодействия стабильных сегментов литосферы необходимо, с одной стороны, равномерное покрытие измерительными станциями стабильных внутренних частей этих сегментов, а с другой стороны, достаточная густота покрытия областей активных деформаций.

Оценка потенциала упругих (или вязко-упругих) деформаций в разлом-ных зонах - это наиболее существенный результат анализа пространственно-временного распределения деформаций по данным GPS. При этом для корректного оценивания сейсмического потенциала накопленных деформаций требуется сопоставить эти оценки с величиной энергии, выделяющейся во время сейсмических подвижек. В пятой главе исследуется механизм сброса накопленных напряжений в очаговой зоне и показываются возможные различия между деформационным и сейсмическим потенциалами, которые могут быть обусловлены постсейсмическими подвижками.

Как показывают измерения межсейсмических деформаций в зонах суб-дукции в различных регионах земного шара, степень механического контакта плоскости взаимного трения плит варьирует в широком диапазоне: от полного смыкания по всей ширине до сегментов свободного проскальзывания. Однако даже в зонах субдукции с полным смыканием могут происходить значительные подвижки в отсутствие сейсмических событий.

Задачи оценки сейсмического потенциала решаются в главе 5 на примере двух землетрясений: Кроноцкого 1997 г. на Камчатке и Углегорского 2000 г. на Сахалине.

В связи с Кроноцким землетрясением анализируется развитие деформации во времени, обнаруженное с помощью непрерывных измерений по региональной сети GPS, в ходе которой обнаружена фаза быстрой постсейсмической подвижки в течение двух месяцев после основного толчка. Горизонтальные смещения на поверхности за этот период оказались сравнимы по величине с самими сейсмическими подвижками, а их быстрое затухание говорит о том, что деформация была вызвана постсейсмической подвижкой, обусловленной механизмом трения в зоне контакта плит. Решение обратной задачи определения параметров разрыва по данным GPS с наложением сейсмологических ограничений на параметры показало в данном случае, что сейсмический момент землетрясения сопоставим с постсейсмическим моментом подвижек, наблюдавшихся после землетрясения. Возможность прямого измерения сейсмических и постсейсмических подвижек на основе предложенной в данном исследовании геодезической методологии позволила обоснованно оценить значительный по величине постсейсмической момент и объяснить возникающее иногда заметное расхождение между оценками сейсмического момента по скорости взаимного сближения плит и фактической величиной сейсмического момента ряда известных субдуктивных землетрясений.

В связи с Углегорским землетрясением на Сахалине, был проведен анализ скоростей GPS в межсейсмический период и смещений, которые сопровождали основной толчок и были зарегистрированы с помощью региональной сети GPS. В данном случае более информативными оказались измерения вертикальных подвижек, что, скорее всего, объясняется значительно большей крутизной взброса во время данного землетрясения по сравнению с пологим надвигом Кроноцкого субдуктивного землетрясения.

Данный район известен за последние десятилетия рядом крупнейших землетрясений по всей протяженности острова (900 км), среди которых наиболее сильными были Нефтегорское землетрясение 1995 г. с магнитудой Mw=7.0 и анализируемое Углегорское землетрясение 4 августа 2000 г. с магнитудой Mw=6.8. Скорости станций GPS в асейсмичный период на Сахалине показывают, что, в целом, остров движется в западном направлении со скоростью 3-4 мм/год относительно Евразийской плиты, что составляет примерно половину скорости взаимного сближения Евразийской и Североамериканской плит. Это свидетельствует о том, что Сахалин расположен в зоне распределенной деформации на границе взаимного сближения этих плит. Проведенные измерения GPS также показывают, что в районе Сахалинской системы разломов происходит накопление как напряжений сжатия, так и сдвиговых напряжений со скоростью около 3 мм/год. По вертикальным смещениям, связанным с Углегорским землетрясением, были определены параметры плоскости разрыва методом нелинейной обратной задачи с ограничениями.

Комплексный анализ геодезических измерений в районе Углегорского землетрясения 2000 г. за продолжительный период (более 25 лет, включая период землетрясения) не обнаруживает заметного момента постсейсмических подвижек в сравнении с сейсмическими. Решение обратной задачи по данным GPS и нивелировок, согласующееся с сейсмологическими данными, подтвердило взбросовый механизм разрыва с направлением падения к востоку и характерное для взбросов отсутствие постсейсмических подвижек. В целом, кинематика описываемого события согласуется с большинством крупных землетрясений на Сахалине, для которых были уверенно определены сейсмофо-кальные механизмы, а также с общим полем скоростей деформаций в области Сахалина в межсейсмический период.

Таким образом, решение фундаментальных вопросов о крупномасштабных движениях с помощью современной методологии космической геодезии позволяет делать обоснованные практически важные выводы о геодинамике сейсмоактивных регионов.

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Стеблов, Григорий Михайлович

5.7. Выводы к главе

В результате анализа непрерывных измерений GPS на Камчатке была обнаружена изменяющаяся во времени деформация, сопровождавшая Кроноц-кое землетрясение 1997 года, в ходе которой выделена фаза быстрой асейсмической подвижки в течение 2 месяцев после землетрясения. Смещения на поверхности за этот период оказались сравнимы по величине с самими сейсмическими движениями, а их быстрое затухание говорит о том, что деформация была вызвана постсейсмической подвижкой, а не процессом вязкой релаксации, который может иметь место во временном масштабе нескольких лет и даже десятилетий [197, 198]. В то же время комплексный анализ геодезических измерений в районе Углегорского землетрясения 2000 г. за достаточно продолжительный период (более 25 лет, включая период землетрясения) не обнаруживает столь заметного момента постсейсмических подвижек в сравнении с сейсмическими.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ крупномасштабной динамики земной поверхности с помощью современных методов космической геодезии позволил создать качественно новый подход к исследованиям активных деформационных процессов в тектонических областях, которые характеризуются различным уровнем сейсмической активности. Разработанная последовательность геодинамического анализа содержит ряд основных этапов:

1. Выделение стабильных сегментов земной поверхности на основе анализа поля скоростей взаимных смещений станций GPS, оценка их взаимного движения и формирование системы относимости, определяемой этими пунктами.

2. Анализ медленных деформаций на границах стабильных сегментов (тектонических плит), регистрируемых при помощи GPS в межсейсмический период. Эти деформации возникают из-за движения стабильных сегментов (этап 1 выше), они исследуются методом дислокаций для модели поля упругих или вязкоупругих деформаций, значения которых оцениваются в ходе анализа.

3. Анализ сейсмических подвижек во время землетрясений, регистрируемых при помощи GPS на пунктах региональных геодинамических полигонов, с учетом поля деформаций, оцененных на втором этапе.

Обоснованность изложенного комплексного анализа определяется, прежде всего, первым этапом, а именно, возможностью корректного выделения на земной поверхности стабильных сегментов и разделяющих их деформационных поясов. При этом, как показывает объективная проверка, деформационные области образуют, за редким исключением, достаточно узкие пояса вдоль пограничных зон стабильных сегментов, так что большая часть земной поверхности относится к той или иной стабильной области; в данном исследовании таковыми являются: Евразийская, Североамериканская и Тихоокеанекая литосферные плиты. Поэтому системы относимости, параметризованные мгновенным взаимным вращением таких плит, характеризуются высокой степенью определенностй, необходимой для моделирования их взаимодействия в пограничных областях.

Сравнительный анализ на втором этапе позволяет выявить конкретные очертания предполагаемых деформационных областей и выяснить распределение деформаций в них как по простиранию, так и по глубине. Кроме того, важнейшим аспектом на данном этапе является возможность оценки динамики накопления деформационных напряжений.

Наконец, на третьем этапе становится возможным исследование механизмов очагов землетрясений и наиболее детальное изучение геометрии конкретных разломов в пределах деформационной области. Важнейшим аспектом последнего этапа является возможность сравнить накопленные напряжения, связанные с медленными деформациями в межсейсмический период, с реальным выделением энергии во время землетрясения, а также в процессе постсейсмической релаксации, и, тем самым, установить соответствие между наблюдаемыми медленными деформациями очаговых зон с ожидаемым выделением сейсмической энергии.

Результаты геодинамических исследований, проведенных в соответствии с изложенной трехэтапной концепцией, позволяют сформулировать следующие основные положения:

1. Разработан и реализован принципиально новый подход к определению крупномасштабных движений земной поверхности на основе спутниковой геодезии, с использованием минимального набора объективно проверяемых априорных гипотез. Введена новая система относимости для оценки движений в областях тектонической активности, реализованная в виде набора станций наблюдений GPS, ассоциированных со стабильными сегментами земной коры, и векторов мгновенного взаимного вращения этих сегментов, отражающих современные движения.

2. Теоретически обоснован и реализован в масштабе северной Евразии многолетний эксперимент по созданию деформационного массива постоянных станций GPS, позволяющий значительно улучшить качество определения орбит спутников GPS и составляющий опору для геодинамических исследований по всей территории северной Евразии, прежде всего в тектонически активных областях, на основе региональных наблюдательных сетей. Обоснована высокая разрешающая способность глобального геодезического полигона по определению относительного положения центра масс Земли, позволяющая значительно поднять вклад системы GPS в реализацию геоцентрической системы координат, наряду с системами VLBI и SLR.

3. Впервые доказана принадлежность области Северной Евразии к востоку от хребта Черского к Североамериканской тектонической плите. Существовавшие до сих пор предположения основывались на геометрии сейсмических поясов и общих геологических соображениях. Представленный в диссертации результат основан на многолетних прецизионных измерениях с помощью методов космической геодезии и на разработанной методологии интерпретации скоростей GPS.

4. Сравнение крупномасштабного моделирования взаимного сближения плит с региональными измерениями GPS позволило исследовать глубинное строение зоны субдукции и ее горизонтальное простирание. Для субдуктивной зоны Камчатки обнаружены значительные вариации глубины залегания наклонной зоны механического контакта между пододвигающейся и нависающей плитами, где накапливаются сейсмогенные напряжения.

5. Разработанные методы определения движений поверхности по данным GPS были применены для анализа подвижек, вызванных сейсмическим разрывом и постсейсмической релаксацией, которые сопровождали большие землетрясения на Камчатке (1997 г.) и на Сахалине (2000 г.). На основе этих данных была решена обратная задача определения геометрии и кинематики зон разрыва и постсейсмической релаксации при одновременном сопоставлении набора возможных решений с данными сейсмологии. Выявлены закономерности механизмов сейсмических очагов, позволяющие объяснить расхождения между сейсмической энергией землетрясений и деформационным потенциалом соответствующих сейсмоактивных зон.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Стеблов, Григорий Михайлович, 2004 год

1. Стеблов Г.М. Взаимодействие тектонических плит в северо-восточной Азии. // Докл. Академии Наук. 2004. Т.394. №5. С.689-692.

2. Herring Т.A., Pearlman N.R. Future developments and synergism of space geodetic techniques // Contributions of Space Geodesy to Geodynamics, Geodynamics Ser. Eds. D.E. Smith, D.L.Turcotte. Washington, D.C.: Amer. Geophys. Un. 1993. V.25. P.21-25.

3. Blewitt G. GPS techniques for monitoring geodynamics at regional scales. // Proc. 2nd Int. Symp. on Precise Positioning with the Global Positioning System, GPS'90. Ottawa, Canada: The Canadian Institute of Surveying and Mapping. 1990. P. 494-507.

4. Bock Y., Abbott R.I., Counselman C.C., King R.W. Results of the March 1985 GPS high-precision baseline test: Orbit determination. // Eos, Trans. Amer. Geophys. Un. 1985. V.66. N.46. P.843.

5. Bock Y., Abbott R.I., Counselman C.C., King R.W. A demonstration of 1-2 parts in 107 accuracy using GPS. // Bull. Geod. 1986. V.60. P.241-254.

6. Calais E., Vergnolle M., San'kov V., Lukhnev A., Miroshnitchenko A., Amarjargal S., Deverchere J. GPS measurements of crustal deformation in the

7. Baikal-Mongolia area (1994-2002): Implications for current kinematics of Asia. //J. Geophys. Res. 2003. V.108. N.B10. P.2501. DOI: 10.1029/2002JB002373.

8. Larson K.M., Agnew D. Application of the Global Positioning System to crustal deformation measurement: 1. Precision and accuracy. // J. Geophys. Res. 1991. V.96. N.B10. P.16547-16565.

9. Larson K.M., Webb F.H., Agnew D. Application of the Global Positioning System to crustal deformation measurement: 2. The influence of errors in orbit determination networks. // J. Geophys. Res. 1991. V.96. N.B10. P.16567-16584.

10. Degnan J.J. Millimeter accuracy satellite laser ranging. // Contributions of Space Geodesy to Geodynamics, Geodynamics Ser. Eds. D.E. Smith, D.L.Turcotte. Washington, DC: Amer. Geophys. Un. 1993. V.25. P.133-162.

11. Blewitt G. Advances in Global Positioning System Technology for Geodynamics Investigations. // Contributions of Space Geodesy to Geodynamics, Geodynamics Ser. Eds. D.E. Smith, D.L.Turcotte. Washington, DC: Amer. Geophys. Un. 1993. V.25. P. 195-210.

12. Rogers A.E.E., Cappallo R.J., Corey B.E. et al. Improvements in the accuracy of geodetic VLBI. // Contributions of Space Geodesy to Geodynamics, Geodynamics Ser. Eds. D.E. Smith, D.L. Turcotte. Washington, DC: Amer. Geophys. Un. 1993. P. 47-64.

13. Davis J.I., Herring T.A., Shapiro I.I., Rogers A.E.E., Elgered G. Geodesy by radio interferometry: Effects of atmospheric modeling errors on estimates of baseline length. // Radio Sci. 1985. V.20. P.1593-1607.

14. Abusali P.A.M., Schutz B.E., Tapley B.D., Ho C.S. Determination of GPS and analysis of results. // Proc. 4th Int. Geodetic Symp. on Satellite Positioning. Austin, TX. 1986. P. 355-364.

15. Bangert L.A. The DMA/GPS Earth orientation prediction service. // Proc. of the 4th Int. Geodetic Symp. on Satellite Positioning. Auistin, TX. 1986. P. 151164.

16. Bastos L., Osono J., Landau H., Hein G. Results of the TANGO campaign. // Proc. 2nd Int. Symp. on Precise Positioning with the Global Positioning System, GPS'90. Ottawa, Canada: The Canadian Institute of Surveying and Mapping. 1990. P.343-355.

17. King R.W., Blewitt G. Present capabilities of GPS for high precision regional surveys. // General Meeting of the International Association for Geodesy Symposium 102: GPS and Other Radio Tracking Systems. New York: Springer-Verlag. 1990.

18. Blewitt G. Carrier phase ambiguity resolution for the Global Positioning System applied to geodetic baselines up to 2000 km. // J. Geophys. Res. 1989. V.94. N.B8. P.10187-10283.

19. Bock Y., Abbott R.I., Counselman C.C., Gourevitch S.A., King R.W. Establishment of three-dimensional geodetic control by interferometry with the Global Positioning System //J. Geophys. Res. 1985. V.90. N.B9. P.7689-7704.

20. Counselman C.C., Abbott R.I. Method of resolving radio phase ambiguity in satellite orbit determination.// J. Geophys. Res. 1989. V.94. N.B6. P.7058-7064.

21. Evans A.G. Use of GPS phase measurements for dynamic relative positioning and velocity estimation: Laboratory test results. // Proc. 4th Int. Geodetic Symp. on Satellite Positioning. Austin, TX. 1986.

22. Mader G.L. Dynamic positioning using GPS carrier phase measurements. // Man. Geod. 1986. V.2. P.272-277.

23. Beutler G., Gurtner W., Bauersima I., Langley R. Modeling and estimating the orbits of GPS satellites. // Proc. 1st. Int. Symp. On Precise Positioning with the Global Positioning System. Rockville, MD: U.S. Dept. of Commerce. 1985.

24. Hoffman-Wellenhof В., Lichtenegger H., Collins J. GPS theory and practice. / Wien: Springer-Verlag. 1992. 326 p.

25. Spilker J.J. GPS signal structure and performance characteristics. // Global Positioning System Papers Published in Navigation. Ed. P.M. Janiczek. Washington, D.C.: The Institute of Navigation. 1980. P.29.

26. Bock Y., Counselman C.C., Gourevitch S.A., King R.W., Paradis A.R. Geodetic accuracy of the Macrometer model V-1000. // Bull. Geod. 1984. V.58. P.211-221.

27. Counselman C.C. The Macrometer interferometric surveyor. // Symposium on Land Information at the Local Level. Univ. of Maine. 1982. P. 233-241.

28. Counselman C.C., Gourevitch S.A. Miniature interferometer terminals for Earth surveying: ambiguity resolution and multipath with the Global Positioning

29. System. I I IEEE, Trans. On Geoscience and Rem. Sensing. 1981. V.GE-19. N.4.

30. Counselman C.C., Shapiro I.I. Miniature interferometer terminals for Earth surveying. //Bull. Geod. 1979. V.53. N.2. P. 139-163.

31. Henson D.J., Collier E.A., Schneider K.R. Geodetic applications of the Texas Instruments TI-4100 GPS navigator. // Proc. 1st. Int. Symp. On Precise Positioning with the Global Positioning System. Rockville, MD: U.S. Dept. of Commerce. 1985. P. 191-200.

32. Schupler B.R., Clark T.A. How different antennas affect the GPS observable. // GPS World. 1991. V.2. N.10. P.32-36.

33. Srinivasan J.M., Meehan Т.К., Young L.E. Code and codeless ionospheric measurements with NASA's Rogue GPS receiver. // Proc. Inst, of Nav. GPS-89 Conf.: Inst, of Navigation. 1989. P.451-454.

34. Hager B.N., King R.W., Murray M.H. Measurement of crustal deformation using the Global Positioning System. // Ann. Rev. Planet. Sci. 1991. V.19. P.351-382.

35. Bender P., Larden D.R. GPS carrier phase ambiguity resolution over long baselines. // Proc. 1st. Int. Symp. On Precise Positioning with the Global Positioning System. Rockville, MD: U.S. Dept. of Commerce. 1985. P.357-362.

36. Bock Y., Counselman C.C., King R.W., Abbott R.I. Interferometric analysis of GPS phase observations. // Man. Geod. 1986. V.l 1. P.282-288.

37. Hein G.W., Landau H., Baustert G. Terrestrial and aircraft differential kinematic GPS positioning. // Lecture Notes in Earth Sciences. Eds: E. Groten, R. Strauss. New York: Springer-Verlag. 1988. P.307-349.

38. Crow R.B., Bletzacker F.R., Najarian R.J., Purcell G.H., Statman J.I., Thomas J.B. SERIES Final Engineering Report, JPL Document D-1476. Pasadena, Calif.: Jet Propulsion Laboratory. 1984.

39. Counselman C.C., Abbott R.I., Gourevitch S.A., King R.W., Paradis A.R. Centimeter-level relative positioning with GPS.// J.Surv. Eng. 1983. V.109. P.81-89.

40. Celebi M. GPS in dynamic monitoring of long-period structrures. // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 2000. V.20. P.477-483.

41. Frei E., Beutler G. Rapid static positioning based on the fast ambiguity resolution approach FARA: Theory and first results. // Man. Geod. 1990. V.15. P.325-356.

42. Hudnut K., Behr J. Monitoring structural deformation at Pacoima Dam, California. // Seismol. Res. Lett. 1998. V.69. N.4. P.299-308.

43. Hyzak M., Leach M., Duff K. Practical application of GPS to bridge deformation monitoring. // Permanent Committee Meeting and Symp., Internat. Fed. of Surveyors. 1997.

44. Mader G.L. Ambiguity function techniques for GPS phase initialization and kinematic resolutions. // Eos, Trans. Amer. Geophys. Un. 1990. V.71. N.17. P.484.

45. Melbourne W.C. The case for ranging in GPS based geodetic systems. // Proc. 1st. Int. Symp. On Precise Positioning with the Global Positioning System. Rockville, MD: U.S. Dept. of Commerce. 1985.

46. Roberts G., Dodson A., Ashkenazi V. Twist and deflect: Monitoring motion of the Humber Bridge. // GPS World. 1999. V.10. N.10. P.24-34.

47. Rocken C., Kelecy T.M., Born G.H., Young L.E., Purcell G.H., Komreich W.S. Measuring precise sea level from a buoy using the Global Positioning System.

48. Geophys. Res. Lett. 1990. V.17. N.12. P.2145-2148.

49. Remondi B. Kinematic and pseudo-kinematic GPS. // Proc. Inst, of Navigation, GPS-88. Colorado Springs, CO. 1988. P.l 15-121.

50. Blewitt G. Measuring the Earth to within an inch using GPS satellites. // Geophysics News. 1991. P. 19-20.

51. Colombo O.L. Ephemeris errors of GPS satellites. // Bull. Geod. 1986. V.60. P.64-84.

52. Colombo O.L. The dynamics of GPS orbits and the determination of precise ephemeredes. //J. Geophys. Res. 1989. V.94. N.B7. P.9167-9182.

53. Abbott R.I., Counselman C.C., Gourevitch S.A. Ionospheric modeling enhances ambiguity resolution in GPS orbit and baseline determination. // Eos, Trans. Amer. Geophys. Un. 1989. V.70. N.43. P. 1049.

54. Blewitt G., Lindqwister U.J., Hudnut K.W. Densification of continuously operating GPS arrays using a rapid static surveying technique. // Eos., Trans. Amer. Geophys. Un. 1989. V.70. N.43. P. 1954.

55. Brunner F.K., Gu M. An improved model for the dual frequency ionospheric correction of GPS observations. //Man. Geod. 1991. V.16. P.205-214.

56. Davis J.I., Murray M.H., King R.W., Bock Y. Assessing the effects of atmospheric errors on estimates of relative position obtained from GPS data. // Eos, Trans. Amer. Geophys. Un. 1987. V.68. N.16. P.286.

57. Dong D., Bock Y. GPS network analysis with phase ambiguity resolution applied to crustal deformation studies in California. // J. Geophys. Res. 1989. V.94. N.B4. P.3949-3966.

58. Dong D., Herring T.A., King R.W. Estimating regional deformation from a combination of space and terrestrial geodetic data // Journal of Geodesy. 1998. V.72. P.200-214.

59. Feigl K.I., King R.W., Herring T.A., Rothacher M. A scheme for reducing the effect of selective availability on precise GPS carrier phase measurements. // Geophys. Res. Lett. 1991. V.18. N.7. P.1289-1292.

60. Hatch R.R. Dynamic differential GPS at the centimeter level. // Proc. 4th Int. Symp. On Satellite Positioning.Austin, TX. 1986. P. 1287-1298.

61. Hatch R.R. Ambiguity resolution in the fast lane. // Proc. Inst, of Navigation GPS-89. Colorado Springs, CO. 1989. P.45-50.

62. Hatch R.R. Ambiguity resolution via satellite redundancy. // Eos, Trans. Amer. Geophys. Un. 1990. V.71. N.17. P.484.

63. Landau H. TOPAS. A new GPS adjustment system for mul-station positioning and orbit determination. // Lecture Notes in Earth Sciences. Eds. E. Groten, R. Strauss. New York: Springer-Verlag. 1988. P.503.

64. Lichten S.M. Estimation and filtering for high-precision GPS positioning algorithms. // Man. Geod. 1990. V.14. P. 159-176.

65. Lindqwister U.J., Lichten S.M., Blewitt G. Precise regional baseline estimation using a priori orbital information. // Geophys. Res. Lett. 1990. V.17. N.3. P.219-222.

66. Blewitt G. An automatic editing algoritm for GPS data. // Geophys. Res. Lett. 1990. V.17. N.3. P.199-202.

67. Heflin M.B., Bertiger W.I., Blewitt G., Freedman A.P., Hurst K.L., Lichten S.M., Lindqwister U.I., Vigue Y., Webb F.H., Yunck T.P., Zumberge J.F. Global geodesy using GPS without fiducial sites. // Geophys. Res. Lett. 1992. V.19. N.2. P.131-134.

68. Lichten S.M., Bertiger W.I., Lindqwister UJ. The effect of fiducial network strategy on high-accuracy GPS orbit determination and baseline determination. // Proc. 5th Int. Geodetic Symp. On Satellite Positioning. Las Cruces, NM. 1989.

69. Lichten S.M., Border J.S. Strategies for high-precision Global Positioning System orbit determination. //J. Geophys. Res. 1987. V.92. P. 12751-12762.

70. Mueller I.I. Satellite positioning and the IAG. // Proc. 2nd Int. Symp. on Precise Positioning with the Global Positioning System, GPS'90. Ottawa, Canada: The Canadian Institute of Surveying and Mapping. 1990.

71. Blewitt G., Heflin M.V., Webb F.H., Lindqwister U.J., Malla R.P. Global coordinates with centimeter accuracy in the International Terrestrial Reference Frame using the Global Positioning System // Geophys. Res. Lett. 1992. V.19. N.9. P.853-856.

72. Davis J.I., Prescott W.H., Svarc J.I., Wendt K.J. Assessment of Global Positioning System measurements for studies of crustal deformation. // J. Geophys. Res. 1989. V.94. N.B10. P.13635-13650.

73. Goad C.C., Remondi B.W. Initial relative positioning results using the Global Positioning System // Bull. Geod. 1984. V.58. P. 193-210.

74. Schutz B.E., Tapley B.D., Ho C.S., Rim H.J., Abusali P.A.M. GPS orbit determination: Experiments and results. // Proc. 5th Int. Geodetic Symp. On Satellite Positioning. Rockville, MD: National Geodetic Survey, NOAA. 1989. P.201-209.

75. Schutz B.E., Ho C.S., Abusali P.A.M., Tapley B.D. CASA UNO GPS orbit and baseline experiments. // Geophys. Res. Lett. 1990. V.17. N.5. P.643-646.

76. Sovers O.J., Border J.S. Observation model and parameter partials for the JPL geodetic software GPSOMC, JPL Pub. 87-21. Pasadena, CA: Jet Propulsion Laboratory. 1987.

77. King R.W., Bock Y. Documentation for the GAMIT GPS Analysis software. Mass. Instit. of Tech., Scripps Inst. Oceanogr., Release 10.0. 2002.

78. Herring T.A. GLOB К, Global Kalman filter VLBI and GPS analysis program, Version 10.0. Mass. Instit. of Tech. 2002.

79. Beutler G., Rothacher M., Schaer S., Springer T.A., Kouba J., Neilan R.E. The international GPS service (IGS): An interdisciplinary service in support of earth sciences. // Space Research. 1999. V.23. N.4. P.631-653.

80. Lindqwister U.J., Zumberge J.F., Webb F.H., Blewitt G. Few millimeter precision for baselines in the California Permanent GPS geodetic Array. // Geophys. Res. Lett. 1991. V.18. N.6. P.l 135-1138.

81. Steblov G.M., Kogan M.G., King R.W., Scholz C.H., Burgmann R., Frolov D.I. Imprint of the North American plate in Siberia revealed by GPS. II Geophys. Res. Lett. 2003. V.30. N.18. P.1924. DOI: 10.1029/2003GL017805.

82. Beutler G., Gurtner W., Rothacher M., Schildknecht Т., Bauersima I. Evaluation of the March 1985 high precision baseline (HPBL) test: Fiducial point concept versus free network solutions. II Eos, Trans. Amer. Geophys. Un. 1986. V.67.N.44. P.911.

83. Strang G., Borre K. Linear algebra, geodesy, and GPS. / Wellesley: Wellesley-Cambridge Press. 1997. 624 p.

84. Steblov G.M., Starovoit O.E. North Eurasia GPS Deformation Array (NEDA). // Proc. Int. Seminar On the use of Space Techniques for Asia-Pacific Regional Crustal Movements Studies. Irkutsk. August 5-10, 2002. M.: GEOS. 2002. P.85-96.

85. Dow J.M., Martin-Mur Т., Feltens J., Garcia-Martinez C., Perez M.B. Orbital and other products of the International GPS Service for Geodynamics (IGS). // Acta Astronautica. 1996. V.38. N.4-8. P.437-443.

86. Fliegel H.F., Gallini Т.Е., Swift E.R. Global Positioning System radiation force model for geodetic applications. // J. Geophys. Res. 1991. V.97. N.B1. P.559-568.

87. Feltens J., Groten E. Modeling of Non-gravitational forces acting on complex shaped satellites at high altitude. // Proc. of the INTERCOSMOS meeting. Riga, Latvia: Latvian Univ. 1990.

88. Mao A., Harrison C.G. A., Dixon Т.Н. Noise in GPS coordinate time series. // J. Geophys. Res. 1999. V.104. N.B2. P.2797-2816.

89. Blewitt J., Lavallee D. Effects of annual signals on geodetic velocity. // J. Geophys. Res. 2002. V.107. N.B7. P.2145. DOI: 10.1029/2001JB000570.

90. Lichten S.M., Marcus S.L., Dickey J.O. Sub-daily resolution of Earth rotation variations with Global Positioning System measurements. // Geophys. Res. Lett. 1992. V.19. N.6. P.537-540.

91. Lindqwister U.J., Freedman A.P., Blewitt G. Daily estimates of the Earth's pole position with the Global Positioning System // Geophys. Res. Lett. 1992. V.19. N.9. P.845-848.

92. Herring T.A., Dong D., King R.W. Sub-milliarcsecond determination of pole position using Global Positioning System data. // Geophys. Res. Lett. 1991. V.18. N.10. P.1893-1896.

93. Dixon Т.Н., Kornreich W.S. Some tests of wet tropospheric calibration for the CASA UNO Global Positioning System experiment // Geophys. Res. Lett. 1990. V.17. N.3. P.203-206.

94. Lanyi G. Tropospheric calibration in radio interferometry. // Proc. Of the Int. Symp. On Space Techniques for Geodynamics. Eds. J. Somogyi, C. Reigher. Sopron, Hungary: IAG/COSPAR. 1984. P.184.

95. Feltens J. The International GPS Service (IGS) Ionosphere Working Group. // Adv. Space Res. 2003. V.31. N.3. P.635-644.

96. Ray J.R. Measurements of length of day using the Global Positioning System //J. Geophys. Res. 1996. V.101. N.B9. P.20141-20149.

97. Altamimi Z., Sillard P., Boucher C. ITRF2000: A new release of the International Terrestrial Reference Frame for earth science applications. // J. Geophys. Res. 2002. V.107. N.B10. P.2214. D01:10.1029/2001JB000561.

98. Beavan J., Tregoning P., Bevis M., Kato Т., Meertens C.M. Motion and rigidity of the Pacific plate and implications for plate boundary deformation. // J. Geophys. Res. 2002. V.107. N.B10. P.2261. DOI: 10.1029/2001JB000282.

99. Calais E., Amarjargal S. New constraints on current deformation in Asia from continuous GPS measurements at Ulan Baatar, Mongolia. // Geophys. Res. Lett. 2000. V.27. N.10. P.1527-1530.

100. Freymueller J., Murray M.H., Segall P., Castillo D. Kinematics of the Pacific-North America plate boundary zone, northern California. // J. Geophys. Res. 1999. V.104. N.B4. P.7419-7441.

101. Sella G.F., Dixon Т.Н., Mao A. REVEL: A model for recent plate velocities from space geodesy. // J. Geophys. Res. 2002. V.107. N.B4. P.2081. DOI: 10.1029/2000JB000033.

102. McClusky S., Reilinger R., Mahmoud S., Ben Sari D., Tealeb A. GPS constraints on Africa (Nubia) and Arabia plate motions. // Geophys. J. Int. 2003. V.155. N.l. P.126-138.

103. Altamimi Z., Ray J. Tests of IGS Reference Frame Stability. // Proc. IGS Tenth Anniversary Workshop and Symposium. March 1-5, 2004. Berne, Switzerland: Astronomical Institute University of Berne.

104. Стеблов Г.М. Современная космическая геодезия и системы относимости. // Докл. Академии Наук. 2004. Т.398. №6. С.815-817.

105. Seno Т., Sakurai Т., Stein S. Can the Okhotsk plate be discriminated from the North American plate? // J. Geophys. Res. 1996. V.101. N.B5. P. 11305-11316.

106. Zonenshain L.P., Savostin L.A. Geodynamics of the Baikal rift zone and plate tectonics of Asia. // Tectonophysics. 1981. V.76. P.l-45.

107. Heki K., Miyazaki S., Takahashi H., Kasahara M., Kimata F., Miura S., Vasi-lenko N.F., Ivashchenko A., An K.D. The Amurian plate motion and current plate kinematics in eastern Asia. // J. Geophys. Res. 1999. V.104. N.B12. P.29147-29155.

108. Chapman M.E., Solomon S.C. North American Eurasian plate boundary in northeast Asia. // J. Geophys. Res. 1976. V.81. P.921-930.

109. DeMets C. A test of present-day plate geometries for northeast Asia and Japan. //J. Geophys. Res. 1992. V.97. P. 17627-17635.

110. Gan W., Prescott W.H. Crustal deformation rates in central and eastern U.S. inferred from GPS. // Geophys. Res. Lett. 2001. V.28. N.19. P.3733-3736.

111. DeMets C., Gordon R.G., Argus D.F., Stein S. Effect of recent revisions to the geomagnetic time scale on estimates of current plate motion. // Geophys. Res. Lett. 1994. V. 21. N.20. P.2191-2194.

112. Данилова И.Е. Изучение деформаций Евразиатской плиты с помощью современных данных техник космической геодезии. // Тектоника и геодинамика континентальной литосферы. Материалы XXXVI Тектонического совещания. М.: ГЕОС. 2003. Т.1. С. 176-180.

113. Гатинский Ю.Г. Кайнозой юго-востока Азиатского континента и некоторые вопросы процесса рифтогенеза (статья 2). // Изв. вузов. Геол. и разв. 1980. №.7. С.28-36.

114. Гатинский Ю.Г., Рундквист. Д.В. Геодинамика Евразии тектоника плит и тектоника блоков. // Геотектоника. 2004. №.1. С.3-20.

115. Рундквист Д.В., Гатинский Ю.Г., Буш В.А., Кособоков В.Г. Территория России в современной структуре Евразии. // Вычислительная сейсмология. 2001. Вып.32. С.266-277.

116. Парфенов Л.М., Кузьмин. М.И. Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). / М.: МАИК «Наука/Интерпериодика». 2001. 571 с.

117. Имаев B.C., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии / М.:ГЕОС. 2000. 227 с.

118. Gatinsky Yu.G., Rundquist D.V., Ryakhovsky V.M. Eurasian blocks: correction of the geodynamic drawigs on the base of satellite measurement results. // Proc. Int. Seminar On the use of Space Techniques for Asia-Pacific Regional

119. Crustal Movements Studies. Irkutsk. August 5-10, 2002. M.: GEOS. 2002. P.21-31.

120. Kropotkin P.N. Eurasia as a composite continent. // Tectonophysics. 1971. V.12. P.261-266.

121. Molnar P., Tapponnier P. Relation of the tectonics of eastern China to the India-Earasia collision: application of slip-line field theory to large-scale continental tectonics. // Geology. 1977. V.5. N.4. P.212-216.

122. Гатинский Ю.Г. Латеральный структурно-формационный анализ. / М.:Недра. 1986. 195 с.

123. Кейлис-Борок В.И., Габриэлов A.M., Левшина Т.А., Шапошников В.А. Блоковая модель динамики литосферы. // Вычислительная сейсмология. 1986. Вып. 19. С.168-178.

124. Копп М.Л. Структуры латерального выжимания в Альпийско-Гималай-ском коллизионном поясе. / Тр. ГИН РАН, Вып. 506. М.: Научный мир. 1997.314 с.

125. Красный Л.И. Геоблоки. //Геотектоника. 1967. Т.5. С.103-120.

126. Кучерук Е.В., Ушаков С.А. Тектоника плит и нефтегазоносность (геофизический анализ). / Итоги науки и техники. Сер. Физика Земли. М.: ВИНИТИ. 1985. Т.8. 200 с.

127. Никишин A.M. Тектонические обстановки. Внутриплитные и окраинно-плитные процессы. / М.: Изд-во МГУ. 2002. 365 с.

128. Яншин А.Л., Хаин В.Е., Гатинский Ю.Г. Основные проблемы тектоники Азии. // Тектоника Азии. 27 МГК. К.05. Докл. Т.5. М.: Наука. 1984. С.3-10.

129. Хаин В.Е., Яблонская Н.А. Неотектоника Азии: 75 лет после Эмиля Ар-гана. //Геотектоника. 1997. Т.6. С.3-15.

130. Копп М.Л. Трансевразийский правый сдвиг вдоль линии Торнквиста и предполагаемая кинематика Восточно-Европейской субплиты в кайнозое, // Теоретические и региональные проблемы геодинамики (Тр. ГИН РАН,

131. Вып. 515). Ред. Ю.О. Гаврилов, С.А. Куренков. М.: Наука. 1999. С.84-107.

132. Натапов JI.M., Ставский А.П. Геодинамическая модель Северо-Востока СССР и ее использование для металлогенического анализа // Советская геология. 1985. Т.6. С.70-78.

133. Нго Тхи Лы, Гатинский Ю.Г., Кондорская Н.В. Сейсмичность и современная геодинамика Юго-Восточной Азии. // Докл. Академии Наук. 2000. Т.374. №2. С.247-251.

134. Печерский Д.М., Диденко А.Н. Палеоазиатский океан (петромагнитная и палеомагнитная информация о его литосфере). / М.: Изд-во ОИФЗ РАН. 1995. 297 с.

135. Ушаков С.А., Иванов О.П., Прозоров И. Малые плиты Альпийско-Гималайского пояса. // Жизнь Земли. Глобальная тектоника и динамика природных процессов. М.: Изд-во МГУ. 1984. С.3-14.

136. Трифонов В.Г. Неотектоника Евразии. / М.: Научный мир. 1999. 253 с.

137. Трифонов В.Г., Соболев О.В., Трифонов Р.В., Востриков Г.А. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. / Тр. ГИН РАН, Вып. 541. М.: ГЕОС. 2002. 225 с.

138. Зоненшайн Л.П., Натапов Л.М., Савостин Л.А., Ставский А.П. Современная тектоника плит Северо-Восточной Азии в связи с раскрытием Северной Атлантики и Арктического бассейна. // Океанология. 1978. Т.5. С.38-47.

139. Зоненшайн Л.П., Кузьмин М.И., Натапов Л.М. Тектоника литосферных плит на территории СССР. / М.: Недра. 1990. Т.1. 325 с. Т.2. 334 с.

140. Wei D., Seno Т. Determination of the Amurian plate motion. // Mantle Dynamics and Plate Interactions in East Asia, Geodyn. Ser. Ed. M.FJ. Flower. Washington, D.C.: AGU. 1998. V.27. P.419.

141. Markushevich V.M., Steblov G.M., Tsemakhman A.S. Symplectic structure of the Sturm-Liouville problem for the Rayleigh surface waves. // Wave Motion. 1993. V.18. P.243-253.

142. Riegel S.A., Fujita K., Koz'min B.M., Imaev V.S., Cook D.B. Extrusion tectonics of the Okhotsk plate, northeast Asia. // Geophys. Res. Lett. 1993. V.20. N.7. P.607-610.

143. Кедров O.K., Поликарпова JI.А., Стеблов Г.М. Алгоритм обнаружения слабых короткопериодных сейсмических сигналов на основе частотно-временного анализа трехкомпонентных записей в режиме реального времени. // Физика Земли. 1998. №2. С.30-45.

144. Кедров O.K., Стеблов Г.М., Пермякова В.Е. Анализ невязок времен пробега, азимута и медленности Р-волн землетрясений по данным международного эксперимента ТЭГНЭ-3. // Физика Земли. 1999. №3. С.25-34.

145. Кедров O.K., Пермякова В.Е., Поликарпова Л.А., Стеблов Г.М. Методы обнаружения слабых сейсмических явлений в пределах платформ. / М.: ОИФЗ им. О.Ю. Шмидта РАН. 2000. 101 с.

146. Calais Е„ М. Vergnolle J.D., San'kov V., Lukhnev A., Amarjargal S. Are post-seismic effects of the M = 8.4 Bolnay earthquake (1905 July 23) still influencing GPS velocities in the Mongolia-Baikal area? // Geophys. J. Int. 2002. V.149. P.157-168.

147. Леви К.Г. Относительные перемещения плит в Байкальской рифтовой зоне. //Геология и геофизика. 1980. Т.5. С.31-56.

148. Lodge R.J.E., Steblov G.M., Gubbins D. Fundamental leaking mode (PL) propagation along the Tonga-Kermadec-Hikurangi-Macquarie margin. // Geophys. J. Int. 1999. V.137. P.675-690.

149. Oleskevich D., Hyndman R.D., Wang K. The updip and downdip limits of subduction earthquakes: Thermal and structural models of cascadia, south Alaska, SW Japan, and Chile. // J. Geophys. Res. 1999. V.104. N.B7. P.14965-14992.

150. Savage J.C. A dislocation model of strain accumulation and release at a subduction zone. // J. Geophys. Res. 1983. V.88 N.B6. P.4984-4996.

151. Savage J.C., Svarc J.L., Prescott. W.H. Deformation across the Alaska-Aleutian Subduction Zone near Kodiak. // Geophys. Res. Lett. 1999. V.26. N.14. P.2117-2120.

152. Turcotte D.L., Schubert D. Geodynamics. 2nd ed. / Cambridge, UK: Cambridge University Press. 2002. 472 p.

153. Okada Y. Surface deformation due to shear and tensile faults in a half-space. // Bull, of Seism. Soc. Amer. 1985. V.75. P.l 135-1154.

154. Gorbatov A., Kostoglodov V., Suarez G., Gordeev E. Seismicity and structure of the Kamchatka subduction zone. // J. Geophys. Res. 1997. V.102. N.B8. P. 17883-17898.

155. Heki K., Tamura Y. Short term afterslip in the 1994 Sanriku-Haruka-Oki earthquake. //Geophys. Res. Lett. 1997. V.24. N.24. P.3285-3288.

156. Heki K., Miyazaki S., Tsuji H. Silent fault slip following an interplate thrust earthquake at the Japan trench. // Nature. 1997. V.386. P.595-598.

157. Hirose H., Hirahara K. A model for complex slip behavior on a large asperity at subduction zones. // Geophys. Res. Lett. 2002. V.29. N.22. P.2068-2071. DOI: 10.1029/20O2GLO15825.

158. Hirose H., Hirahara K., Kimata F., Fjii N., Miyazaki S. A slow thrust slip event following the two 1996 Hyuganada earthquakes beneath the Bongo Channel, southwest Japan. // Geophys. Res. Lett. 1999. V.26. N.21. P.3237-3240.

159. Pacheco J.F., Sykes L.R., Scholz C.H. Nature of seismic coupling along simple plate boundaries of the subduction type. // J. Geophys. Res. 1993. V.98. N.B8. P.14133-14160.

160. Fedotov S.A., Chernyshev S.D., Matvienko Y.D., Zharinov N.A. The forcast of the December 5, 1997, magnitude 7.8-7.9 Kronotsky earthquake, Kamchatka, and its M=6 aftershocks. // Volcanology and Seismology. 1999. V.20. P.597-613.

161. Gordeev E., Levin V., Kasahara M., Bakhtiarov V., Chebrov V., Maguskin M. GPS monitoring in Kuril-Kamchatka and Aleutian arcs junction. // Eos, Trans AGU. 1999. V.80. Abstr. T12G-12. P.949.

162. Федотов C.A., Феофилактов В.Д., Гордеев Е.И., Гаврилов В.А., Чебров В.Н. Развитие сейсмометрических наблюдений на Камчатке. // Вулканология и сейсмология. 1987. Т.6. С.11-28.

163. Рейснер Г.И., Рогожин Е.А. Сейсмотектоника и геодинамика переходных зон на примере Курильского региона // Вулканология и сейсмология. 2003. Т.1. С.42-53.

164. Sohn S.W. The 1997 Kamchatka earthquake. // ISEIAM. 1998. V.34. P.91-99.

165. Dziewonski A.M., Ekstrom G., Maternovskaya N.N. Centroid-moment tensor solutions for October-December, 1997. // Phys. Earth Planet. Int. 1998. V.109. P.93-105.

166. Burgmann R., Segall P., Lisowski M., Svarc J. Postseismic strain following the 1989 Loma Prieta earthquake from GPS and leveling measurements. // J. Geophys. Res. 1997. V.102. N.B3. P.4933-4956.

167. Marone C.J., Scholz C.H., Bilham R. Erratum: "On the mechanics of earthquakes afterslip" //J. Geophys. Res. 1991. V.96. N.B9. P.8441-8452.

168. Segall P., Matthews M. Time dependent inversion of geodetic data // J. Geophys. Res. 1997. V.103. P.22391-22409.

169. Segall P., Burgmann R., Matthews M. Time-dependent triggered afterslip following the 1989 Loma Prieta earthquake. // J. Geophys. Res. 2000. V.105. N.B3. P.5615-5634.

170. Sandwell D., Smith W.H.F. Marine gravity anomaly from Geosat and ERS 1 satelite altimetry. // J. Geophys. Res. 1997. V.102. N.B5. P.10039-10054.

171. Сергеев К.Ф., Никитенко П., Шульман В.А., Золотарская С.Б., Захаров В.К., Семакин В.П., Якушко Г.Г. Современные вертикальные движения земной коры Сахалина // Докл. Академии Наук СССР. 1981. Т.257. С.202-204.

172. Burgmann R., Kogan M.G., Levin V.E., Scholz C.H., King R.W., Steblov G.M. Rapid aseismic moment release following the 5 December, 1997 Kronotsky, Kamchatka, earthquake. // Geophys. Res. Lett. 2001. V.28. N.7. P.1331-1334.

173. Маркушевич B.M., Стеблов Г.М., Цемахман А.С. Алгоритм быстрого матричного пропагатора, основанный на форме Штурма-Лиувилля для уравнений волн Рэлея. // Докл. РАН. 1992. Т.325. С.724-729.

174. Скубачевский А.Л., Стеблов Г.М. О спектре диференциальных операторов с неплотной областью определения в пространстве L20,l. // Докл. Академии Наук. 1991. Т.321Б. С.1158-1163.

175. Burgmann R., Segall P., Lisowski M., Svarc J. Postseismic strain following the 1989 Loma Prieta earthquake from GPS and leveling measurements. // J. Geophys. Res. 1997. V.102. N.B3. P.4933-4955.

176. Thatcher W., Matsuda Т., Kato Т., Rundle J.B. Lithospheric loading by the 1896 Riku-u earthquake, northern Japan implications for plate flexure and asthenospheric rheology. // J. Geophys. Res. 1980. V.85. N.B11. P.6429-6435.

177. Thatcher W. Cyclic deformation related to great earthquakes at plate boundaries. // Royal Soc. New Zealand Bull. 1986. V.24. P.245-272.