CC BY
223
Вестник ДВО РАН. 2OO9. № 4
УДК 550.31
Начало формирования единой сети геодинамических наблюдений ДВО РАН
Обсуждается проблема исследования современной геодинамики Дальневосточного региона на основе мониторинга разномасштабных деформаций в области сочленения Евразийской, Североамериканской, Тихоокеанской, Амурской и Охотской литосферных плит с применением современных методов космической геодезии. Представлено обоснование необходимости формирования единой сети деформационных и сейсмологических наблюдений ДВО РАН. Дан краткий обзор результатов GPS-наблюдений, полученных в рамках интеграционного проекта ДВО и СО РАН 2006-2008гг. Показано, что применение данных космической геодезии открывает новые возможности для разработки целостной концепции современной геодинамической активности востока Евразии.
Ключевые слова: геодинамика, деформация земной коры, движение плит, космическая геодезия, восток Евразии.
Forming a unified observation network for geodynamic monitoring in FEB RAS.
Based on different-scale deformations monitoring in the Eurasian, North American, Pacific, Amur and Okhotsk lithosphere plates junction area the problem ofstudy of recent geodynamics of the Far Eastern region is discussed using contemporary space geodetic methods. A feasibility of the urgent need of formation of a unified observation network for deformations monitoring and seismological observations with the Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences, is shown. A brief review of the GPS observation results obtained within the framework of the Integration Project between FEB RAS and SB RAS in 2006-2008is given. It is shown that application of space geodetic data opens new opportunities for elaboration of the integral concept of the recent geodynamic activity in the East of Asia.
Keywords: geodynamics, crustal deformation, plate motions, space geodesy, East of Eurasia.
Современная геодинамика Дальневосточного региона
Современная геодинамика и сейсмичность Дальневосточного региона в значительной мере определяются взаимодействием Евразийской, Тихоокеанской, Североамериканской, а также предполагаемых Амурской и Охотской плит (рис. 1). Высокую активность региональной структуры на новейшем этапе и характер ее современной геодинамики определило развитие двух подвижных поясов глобального уровня: Центрально-Азиатского и Тихоокеанского. Очаги землетрясений концентрируются в них, образуя одноименные сейсмические пояса.
В континентальной части региона в настоящее время доминирует режим сжатия с развитием орогенных амагматичных структур. Накопленные в коре напряжения концентрируются и активно разгружаются в градиентных зонах на границах жестких блоков со структурами, сохранившими относительную мобильность. Одной из таких градиентных зон в регионе является Алдано-Становой ороген. Распределения очагов землетрясений внутриконтинентальных орогенов определяют локальные неоднородности их структуры и активные глубинные разломы, принадлежащие системам Тихоокеанского и Центрально-Азиатского подвижных поясов. Это зоны Станового разлома, разломы Монголо-Охотской системы, системы Намурхэ и Танлу, зоны Инкоу-Хинганского, Западно-Ханкайского, Южно-Ханкайского, Центрального и Восточного Сихотэ-Алинского разломов и др.
Раздвиговый режим в континентальной части региона распространен на востоке Амуро-Зейской впадины, в центре и на севере Амуро-Ханкайского рифтогена, а также в наиболее молодых приразломных инверсионных впадинах Сихотэ-Алинского орогена.
Работа выполнена при поддержке гранта ДВО РАН (проект О6-ІІ-СО-О8-ОЗО).
Сунляо-Амуро-Зейская и Амуро-Ханкайская рифтогенные системы характеризуются в регионе наименьшей насыщенностью эпицентрами землетрясений. Для Амуро-Ханкай-ского рифтогена наиболее активной является зона Танлу-Курского разлома, контролирующая сочленение Средне-Амурской впадины с расположенной западнее структурой Вос-точно-Буреинского орогена.
В зоне перехода - области взаимодействия Тихоокеанской плиты со структурами континента - разгрузка накопленных в литосфере напряжений происходит в зоне субдукции и в Хоккайдо-Сахалинском и КурилоКамчатском орогенах. Зоны глубинных разломов, оказывающие влияние на развитие этих геодинамически активных современных структур, принадлежат как Тихоокеанскому поясу, так и системе активизированных в новейшее время разломов Центрально-Азиатского пояса.
Таким образом, литосфера Дальнего Востока характеризуется повышенной геодинамической активностью, сложным геологическим строением и наличием множества сейсмоактивных разломов. Именно совместный анализ результатов геодезических измерений и данных о сейсмичности и активности геоструктур может дать наиболее ценную информацию о развитии современных геодинамических процессов.
Роль космической геодезии в задачах современной геодинамики
Представление о современной геодинамике исследуемого региона можно получить, оценивая наиболее значимые параметры литосферы на современном этапе развития: изменение напряженно-деформированного состояния, активные разломы и их плотность, сейсмичность с учетом морфотектоники и блоковой структуры, кинематику горизонтальных перемещений литосферных плит и крупных блоков.
Связь региональной сейсмичности со структурой и динамикой литосферы ярко выражена вследствие взаимодействия литосферных плит, особенно в зонах субдукции. Согласно геолого-геофизическим данным, границы крупных литосферных плит представляют собой сложным образом устроенные транзитные зоны, разделяющие эти плиты и состоящие из блоков, ограниченных сейсмоактивными разломами. В пределах транзитных зон передаются возникающие при взаимодействии плит тектонические напряжения [1]. При этом горизонтальные движения блоков могут и не совпадать с направлением перемещений соседних плит. Показателями активности разломов кроме тектонических признаков являются геодезические данные о современных подвижках вдоль разломов.
Современная геодинамика - комплексная дисциплина, объединяющая сведения различных наук о Земле: геофизики, геодезии, геотектоники, геомеханики и др. Изучение
140° 150° 150‘
Рис. 1. Схема взаимодействия литосферных плит на Северо-Востоке Азии. Стрелки - горизонтальные скорости ЄРБ-пунктов о-ва Сахалин относительно Евразийской плиты. Сплошные линии - границы литосферных плит (глобальная модель Земли ОТУЕЬ-1А). Пунктир - границы предполагаемых микроплит. Здесь и далее: NAM - Североамериканская, ЕиИ - Евразийская, РАС - Тихоокеанская, ОК - Охотская, АМ - Амурская литосферные плиты
новейших тектонических движений и деформаций земной коры - одна из важнейших задач современной геодинамики. Инструментальной основой для изучения движений и деформаций земной поверхности служит метод повторных и непрерывных геодезических измерений. Скорость вековых движений земной поверхности в отличие от быстрых сейсмических измеряется миллиметрами и сантиметрами в год. Развитие геодезических методов, в частности глобальной системы GPS, расширило возможности изучения современных движений земной коры и вариаций напряженно-деформированного состояния среды.
Измерения в системе GPS - спутниковой системе, позволяющей с высокой точностью определять координаты точки на поверхности Земли и их изменение с течением времени, - являются эффективным инструментом при исследовании деформаций земной коры и глобальных перемещений литосферных плит, структуры и процессов в земной коре и верхней мантии, что представляет особенный интерес в сейсмоактивных зонах [7].
В середине 1980-х годов такие измерения для геодинамических целей были начаты в США и Европе. В 1988 г. GPS-измерения начались в Турции, Греции, Египте и Израиле. На Дальнем Востоке России (ДВР) подобные исследования проводятся с 1995 г. на территории Приморья, Камчатки и Сахалина после печально известного Нефтегорского землетрясения.
Данные GPS-наблюдений позволяют изучать как абсолютные движения плит и блоков по отношению к центру тяжести Земли, так и их относительные перемещения. В настоящее время с помощью спутниковых измерений выделяется до 52 основных больших и малых литосферных плит и континентальных блоков, перемещающихся друг относительно друга по различным направлениям с разными скоростями [11].
Точное выделение границ литосферных плит и блоков является важнейшей задачей, так как сильнейшие сейсмические события «привязаны» именно к этим границам - глубинным разломам.
Первые результаты в формировании единой GPS-сети на территории ДВР
Геодезические наблюдения для решения геодинамических задач в течение длительного времени (с середины 1990-х годов) проводятся в институтах ДВО РАН: ИВиС, ИМГиГ, ИПМ. В 2000-2004 гг. ИГиП ДВО РАН и ИЗК СО РАН создана GPS-сеть, изучаются современные движения на Амуро-Зейском полигоне.
В 2003 г. ИГФ СО РАН (сейчас - ИНГГ СО РАН) и ИТиГ ДВО РАН заложено 6 GPS-станций Сихотэ-Алинского полигона вдоль широтного профиля Дальнереченский-Плас-тун (45-48° с.ш., 134-136° в.д.). В 2004 г. ИТиГ организовал в г. Хабаровск постоянный пункт комплексных геодезических и сейсмологических наблюдений, с 2005 г. проводятся периодические циклы GPS-измерений по профилю Облучье-Хабаровск-Лидога-Ванино (Еврейская автономная область, Хабаровский край). В 2007 г. ИНГГ и ИТиГ расширили Сихотэ-Алинский полигон, заложив 5 GPS-станций северного профиля Бриакан-Уктур (50-52° с.ш., 136-138° в.д.).
В настоящее время наблюдения проводятся с применением локальных GPS-сетей в Приамурье, Приморье, на Сахалине и Камчатке.
Научные задачи этих наблюдений заключаются в получении новых количественных оценок скоростей смещения земной поверхности в различных пунктах Дальнего Востока для изучения современной геодинамики этого региона и построения моделей взаимодействия литосферных плит.
На основе результатов измерений предполагается: а) установить основные закономерности деформационных процессов в земной коре и литосфере и их взаимосвязи с крупнейшими геоструктурами, соотношения современных деформаций земной поверхности с неотектоническим строением региона; б) исследовать современные коровые деформации
на межплитных границах для определения их кинематики и ширины зон динамического влияния, мгновенную кинематику Амурской и Охотской плит и параметры их вращения, геоди-намическую выраженность границ литосферных плит и их глубинную структуру; в) выделить активные разломы, определяющие характер региональной сейсмичности; г) изучить возможность выявления блоковой структуры земной коры по данным о горизонтальных скоростях на ее поверхности. Последнее представляет не тривиальную задачу, т.к. выявленные GPS-методом блоки не всегда совпадают с блоками, выделенными в ходе геологических наблюдений. Геодезические и геологические наблюдения фиксируют деформации разной природы: первые характеризуют мгновенные (промежуток 1-10 лет) особенности движения земной коры - обратимые (упругие) деформации, а вторые отражают совокупный эффект движений за длительный геологический этап (последние миллионы или сотни тысяч лет) - необратимые (неупругие) деформации [5].
Формирование единой сети деформационных наблюдений на территории Дальнего Востока может быть полностью осуществлено только на уровне ДВО РАН при: а) объединении уже имеющихся баз данных институтов ДВО РАН и их целенаправленном применении для решения поставленных задач, что позволит адекватно представить масштабность проявления деформационных процессов, вызывающих катастрофические сейсмические события; б) интеграции усилий институтов ДВО РАН, которые имеют опыт изучения внутри- и окраинноконтинентальных деформационных процессов в сейсмоактивных областях по данным геодезического мониторинга; в) совместной обработке по единой методике разрозненных данных GPS/ГЛОНАСС-измерений.
Началом формирования единой сети, по-видимому, можно считать выполнение в 200б-2008 гг. институтами ДВО (ИВиС и КФ ГС РАН, ИГиП, ИМГиГ, ИПМ, ИТиГ) и СО (ИЗК и ИНГГ) РАН мероприятий в рамках интеграционного проекта «Геодинамическая модель взаимодействия Евразийской, Североамериканской и Тихоокеанской литосфер-ных плит на Северо-Востоке Азии».
Главная задача проекта заключалась в исследовании современных движений в области сочленения Евразийской, Североамериканской, Тихоокеанской, Амурской и Охотской ли-тосферных плит методами сейсмологии и космической геодезии (GPS-наблюдений). Для эффективного решения этой задачи была расширена существующая GPS-сеть ДВО РАН, разрозненные GPS-данные объединены в единую систему с целью совместной обработки результатов измерений.
Организованы новые пункты наблюдений на континентальной части и в окраинных областях Дальневосточного региона.
ИТиГ проведены GPS-наблюдения на стационарном пункте GEO (Хабаровск) и в 8 временных пунктах по профилю Облучье-Хабаровск-Лидога-Ванино, пересекающему зоны влияния активных глубинных разломов: Намурхэ-Амурского, Хинганского, Центрального Сихотэ-Алинского и Танлу. Установлены скорости горизонтальных смещений GPS-пунктов. Впервые организованы 2 стационарных комплексных пункта деформационных и сейсмологических (г. Бикин, пос. Ванино, Хабаровский край) и 1 стационарный пункт GPS-наблюдений (пос. Кульдур, ЕАО). Пункты оснащены современным цифровым оборудованием. Совместно с ИНГГ проведены ежегодные GPS-исследования вдоль южного профиля (Дальнереченский-Пластун) Сихотэ-Алинского полигона, заложены станции северного профиля, на которых выполнена первая серия работ [8].
ИПМ предварительно обработаны все накопленные измерения Приморской геодинами-ческой GPS-сети (PGGN). Проведены 2 цикла наблюдений в 10 пунктах, заложенных в 2007 г. на островах Попова, Рейнеке и Рикорда в зал. Петра Великого, и 2 цикла GPS-исследований продолжительностью в несколько месяцев на организованном в марте 2007 г. новом пункте сети PGGN в г. Спасск-Дальний.
ИЗК совместно с ИГиП проведены GPS-измерения современных движений на АмуроЗейском полигоне (южная часть Зейско-Буреинского бассейна), по субширотному профилю
от западного борта Амуро-Зейской депрессии до южной части Буреинского террейна, в южной части Зейско-Буреинского бассейна, создана сеть профилей на юге и северо-западе Амурской области. Организованы северо-западные профили Сковородино-Тында, Ши-мановск-Ерофей Павлович, пересекающие основные геологические структуры Дальнего Востока (Аргунский террейн, Монголо-Охотский складчатый пояс, западно-восточный Становой террейн).
ИМГиГ на Курильских островах создана сеть GPS-наблюдений для изучения тектонических движений в непосредственной близости к зоне сочленения Североамериканской (Охотской?) и Тихоокеанской литосферных плит. Построено 5 GPS-пунктов, начата непрерывная регистрация на островах Шикотан (пос. Малокурильское), Кунашир (сейсмостанция «Южно-Курильск»), Итуруп («Курильск»), Парамушир («Северо-Курильск»), Уруп (мыс Кастрикум). Заложены 5 GPS-пунктов периодической регистрации и выполнены периодические наблюдения продолжительностью 2-15 сут на островах Кетой (бухта Южная), Матуа (бухта Айну), Харимкотан (бухта Севергина), Парамушир (мыс Океанский), Симушир. Для изучения постсейсмической релаксации напряжений в результате Симуширских землетрясений 2006 и 2007 гг. на островах Кетой, Матуа и Харимкотан установлены автономные GPS-станции непрерывной регистрации.
ИВиС ДВО РАН и КФ ГС РАН проведены GPS-наблюдения в 19 стационарных пунктах, охватывающих территорию Камчатки и Командорские острова. В целях дальнейшего успешного продолжения исследований деформационных процессов, связанных с сейсмическими событиями, необходимо увеличивать количество GPS-станций в зонах предполагаемых сильных землетрясений, а это практически все восточное побережье Камчатского полуострова. Для более точного определения относительной скорости перемещения Бе-ринговоморской и Североамериканской плит намечено провести дополнительные GPS-наблюдения в нескольких пунктах, по возможности ближе к предполагаемой границе плит.
Первые результаты комплексных исследований
Мониторинг деформаций и смещений земной поверхности в Дальневосточном регионе выполнялся с применением двухчастотных приемников Ashtech Z-XII, Trimble 4000SSE и NetRS с антеннами типа Chook Ring и Geodetic. Обработка результатов измерений проводилась программными пакетами GAMIT/GLOBK и BERNESE.
Впервые большая часть имеющихся данных для территории Дальневосточного региона представлена в единой системе координат ITRF2000. Скорости смещений в пунктах наблюдений ИВиС ДВО РАН и КФ ГС РАН, ИМГиГ, ИПМ, ИГиП, ИТиГ ДВО РАН, ИЗК и ИНГГ СО РАН показаны на схеме (рис. 2).
Исследования позволили систематизировать и существенно дополнить характеристику современной геодинамики региона.
Получены первые инструментальные данные о скоростях современных движений в Хабаровском крае и Приморье, на Курильских островах вблизи зоны сочленения Североамериканской и Тихоокеанской литосферных плит. Оценены скорости тектонических движений и их вариации, связанные с накоплением деформаций в зонах подготовки сильных землетрясений. Курильской геодинамической GPS-сетью впервые зафиксированы косейсмические деформации и смещения земной поверхности в результате крупнейших сейсмических событий в районе средних Курильских островов. Создана сеть и проведены измерения скоростей современных движений в южной часть Зейско-Буреинского бассейна и близмеридиальной северо-западной части территории Амурской области.
Разработаны методика и пакет вычислительных программ для оценки среднегодовых скоростей смещения GPS-пунктов с учетом сезонных вариаций их координат, что существенно повысило точность и надежность определения современных движений земной коры.
Рис. 2. Горизонтальные движения пунктов GPS-наблюдений, задействованных в интеграционном проекте ДВО и СО РАН. Векторы скоростей представлены в системе координат ITRF2000. Схема построена с применением пакета Generic Mapping Tools (GMT) [16]
Показано, что модель литосферы северо-востока Азии, включающая Евразийскую, Североамериканскую, Тихоокеанскую и отдельные (как жесткое целое) Охотскую и Амурскую плиты, наилучшим образом согласуется с современными данными по скоростям горизонтальных движений региональных GPS-станций [10]. Геодинамическая «независимость» Охотской и Амурской плит находит подтверждение и в работах других исследователей [1, 11, 14].
На основе анализа рядов непрерывных и периодических GPS-наблюдений за 1995-2008 гг. подтверждено, что о-в Сахалин расположен на границе сближения Евразийской (Амурской?) и Североамериканской (Охотской?) плит. Скорость схождения Североамериканской (Охотской) и Евразийской (Амурской) литосферных плит в пределах острова изменяется от 2,5 мм/год на севере до 7,5 мм/год на юге. ИМГиГ организована Курильская сеть GPS-наблюдений в непосредственной близости к зоне сочленения Североамериканской (Охотской) и Тихоокеанской литосферных плит, что позволило зарегистрировать косей-смические смещения вблизи от эпицентров двух сильнейших Симуширских землетрясений (2006, 2007 гг.) и во многом определило пионерный характер этих исследований, а также их значительный вклад в построение модели современной геодинамики Сахали-но-Курильского региона [9, 15].
Впервые получены инструментальные оценки скоростей смещений Курильских островов (12 GPS-пунктов) и дан анализ современной геодинамики Курильской дуги. Горизонтальные скорости смещений островов заметно различаются, составляют для Парамушира и Итурупа 10 мм/год, Урупа - 18, Кунашира - 25, Шикотана - 31 мм/год. Направление скоростей всех станций согласуется с направлением поддвига Тихоокеанской плиты под Североамериканскую (Охотскую) плиту (рис. 3).
Курильской геодинамической сетью зарегистрированы резкие изменения скорости и направления смещения GPS пунктов в результате Симуширских землетрясений
(2006, 2007 гг.). Максимальное смещение около 60 мм зафиксировано на о-ве Уруп при землетрясении 2006 г.
При землетрясении 2007 г. максимальное смещение 12 мм получено на GPS-станции о-ва Парамушир.
Подготовлен аналитический обзор данных по изучению движений земной коры на Камчатке с применением GPS-технологий [3]. Получены предварительные результаты геодина-мических исследований в зоне Олю-торского землетрясения (20 апреля 2006 г.). По совокупности GPS-наблюдений, данных о СМТ-механизме и поверхностных проявлениях Олю-торского землетрясения получены оценки параметров очага. В разработанный ГИС-проект включена база данных по пунктам GPS-наблюдений, а также результаты этих наблюдений в виде графиков горизонтальных и вертикальной компонент смещений и результирующих векторов скоростей смещения по каждому пункту GPS-наблюдений на Камчатке и Командорских островах.
Проведен совместный анализ данных по новейшей тектонике и современным движениям земной коры в зоне сочленения Курило-Камчатской и Алеутской островных дуг. Наиболее важный результат получен для структур западного окончания Алеутской дуги. По данным GPS-наблюдений, станция BRNG (о-в Беринга) приближается к станциям KLU, ES1 и TIG, расположенным в центральной части Камчатки, со скоростью около 50 мм/год. Скорость схождения Тихоокеанской и Евразийской плит в районе Камчатки оценена в 75 мм/год [13], т.е. Командорские острова движутся к Камчатке со скоростью, составляющей 2/3 скорости схождения Тихоокеанской и Евразийской плит, а Командорский блок Алеутского хребта смещается вместе с Тихоокеанской плитой как единое целое. При этом схождение Командорского блока и Камчатки компенсируется развитием надвиговых структур в головных веерах сжатия разлома Беринга на акватории Камчатского пролива. Отсюда следует, что правостороннее смещение Тихоокеанской плиты относительно структур Командорской котловины Берингова моря в основном реализуется не по Алеутскому желобу, а по разлому Беринга, находящемуся в тылу Командорского блока. Современная граница плит проходит не по Алеутскому желобу, а по разлому Беринга. В то же время в рельефе дна и структуре верхней части осадочного разреза ярко выражены признаки новейших тектонических движений как для разлома Беринга, так и для структур западного окончания Алеутского желоба [6].
В ходе комплексной обработки GPS-измерений в сети PGGN и измерений ИТиГ (Хабаровский край, 2004-2007 гг.), выполненной совместно с 9 пунктами сети IGS и 2 пунктами Сахалинской GPS-сети (OKHA, UGLG), показано, что скорости горизонтальных смещений в Приморье и в Хабаровском крае относительно Евразийской плиты не превосходят 5,5 мм/год. Большинство GPS-пунктов перемещается в северо- и юго-восточном направлениях. Заметной тектонической активности, связанной с Центральным Сихотэ-Алинским
Рис. 3. Геодинамическая сеть и межсейсмические скорости Курильских островов. Векторы скоростей приведены относительно Североамериканской плиты. Жирная стрелка показывает направление и скорость схождения Тихоокеанской и Североамериканской литосферных плит. 1 - СРБ-пункты непрерывных, 2 - периодических наблюдений
і /
10 мм/год NAM /Р
/.4/У *3 j'
EUR ; 5д ; ОхОТСКОе МОре Y (" \ * J Д / / / ’ > /
С? ;> ч j к у ' / РАС V X
Японское море М, 'Ч. Тихий Океан
Рис. 4. Скорости смещения некоторых GPS пунктов Дальнего Востока России. Расчеты относительно Евразийской плиты
разломом, не выявлено. Движение пунктов на о-ве Сахалин относительно Евразийской плиты происходит в западном направлении со скоростью 3-7 мм/год (рис. 4).
По данным измерений на АмуроЗейском геодинамическом полигоне за 2001-2007 гг. построена модель современной геодинамики южной части Амурской области и современных смещений блоков окраины континента. Анализ субширотного профиля BLAG-TAMB-POLT-TALA-ARHA--SUTA-KHAJ-YSSK показал, что на участке между KHAJ и YSSK скорость широтного укорочения составила -6,52 ± 0,28 мм/год. Максимальная амплитуда смещения по меридиональной компоненте составляет -1,87 ± 0,21 мм/год между пунктами SUTA-KHAJ, где закартирована зона разломов Танлу. Полученные данные соответствует правосторонней кинематике этого разлома.
Были определены параметры вращения Амурской плиты. Установлено, что группа из 8 станций (BLAG, TAMB, POLT, TALA, ARHA, SUTA, ULAB, ULAZ), расположенных в пределах плиты и характеризующих ее жесткое поведение, вращается в системе ITRF2000 вокруг полюса с координатами 66,671 ± -0,451 с.ш., 117,762 ± -0,948 з.д. со скоростью 0,301 ± 0,002 град./млн лет. Относительно Евразийской системы отсчета, которую определяет набор из 15 GPS-станций [12], полюс вращения Амурской плиты находится в точке с координатами 59,512 ± 0,565 с.ш., 126,573 ± 0,895 в.д., скорость 0,088 ± 0,003 град./млн лет. Включение пункта KHAJ в набор станций, описывающих движение Амурской плиты, приводит к значительному увеличению ошибки его определения (63,128 ± 0,883 с.ш., 136,146 ± 1,860 в.д., 0,058 ± 0,003 град./млн лет). Кроме того, при таком положении полюса восточнее р. Олекма должна существовать зона растяжения с левосторонней сдвиговой составляющей вплоть до 136-го меридиана. Это противоречит полю позднекайнозойских тектонических напряжений по геолого-структурным и сейсмологическим данным [2], согласно которым ось сжимающих напряжений близка к субдолготному простиранию. По результатам GPS-наблюдений, сейсмологических и геолого-структурных исследований, восточная граница Амурской плиты может проходить по северо-восточным разломам системы Танлу [4].
Полученные результаты являются весомым вкладом в решение проблемы современных движений Дальневосточного региона, взаимодействия литосферных плит и распределения деформаций на их границах.
Современное состояние единой ОРБ-сети Дальнего Востока и Сибири и перспективы ее развития
К завершению интеграционного проекта ДВО и СО РАН (2008 г.) в объединенную широкомасштабную СРБ-сеть было включено 60 периодических и постоянных пунктов из 120, расположенных на территории Дальнего Востока и Сибири. Схема расположения СРБ-пунктов показана на рис. 5.
Рис. 5. Схема расположения пунктов GPS-наблюдений. Принадлежность пунктов наблюдений, задействованных в интеграционном проекте: 1 - ИЗК СО РАН + ИГиП ДВО РАН; 2 - ИТиГ ДВО РАН; 3 - ИВиС ДВО РАН + КФ ГС РАН; 4 - ИПМ ДВО РАН; 5 - ИМГиГ ДВО РАН; 6 - ИНГГ СО РАН + ИТиГ ДВО РАН; 7 - ИЗК СО РАН
Исследованиями институтов ДВО РАН и Камчатского филиала ГС РАН охвачена огромная территория континентальной части Дальневосточного региона и его окраинных областей: Еврейская автономная, Амурская области, Приморский и Хабаровский края, Камчатский край и Сахалинская область, включая Командорские и Курильские острова.
Открытие новых отдельных пунктов и сетей GPS-наблюдений наряду с GPS-измерениями можно считать одним из основных результатов, так как прежде инструментальная оценка скоростей в этих пунктах не проводились, а создание единой сети деформационных наблюдений служит основой изучения горизонтальных движений литосферных плит.
На основе GPS-измерений получены новые экспериментальные данные для расчета движений и деформаций во внутренней части Евразийской плиты и в области сочленения Евразийской, Североамериканской, Тихоокеанской, Амурской и Охотской литосфер-ных плит, которые дополняют существующие представления о современной геодинамике Дальнего Востока России.
В 2009 г. в рамках комплексной программы фундаментальных научных исследований ДВО РАН «Современная геодинамика, активные геологические структуры и природные опасности Дальнего Востока России» намечены размещение, подготовка к регистрации и запуск в эксплуатацию еще 24 спутниковых GPS/ГЛОНАСС систем Trimble NetR5, 16 из которых будут установлены в стационарных геодинамических пунктах, совмещенных с широкополосными сейсмическими станциями на территории Дальневосточного региона.
Длительный мониторинг крупномасштабных деформаций в Дальневосточном регионе позволит решать задачи глобальной геодинамики, моделировать динамику накопления и реализации напряжений в окрестностях плитовых границ и исключить влияние сейсмических и постсейсмических эффектов на скорости тектонических движений, изучить блоковую структуру земной коры по данным о горизонтальных скоростях на ее поверхности.
Формирование единой сети сейсмологических и деформационных наблюдений Сибири и Дальнего Востока в перспективе даст возможность соединить СРБ-сети ДВО РАН с огромной сетью, простирающейся от Тянь-Шаня до Байкальской рифтовой зоны, и изучать горизонтальные движения литосферных плит и блоков вплоть до северного участка границы между Евразией и Северной Америкой. Такая сеть фактически уже начала формироваться, но организованные и вновь создаваемые локальные сети должны быть объединены в систему с единым центром совместной обработки разрозненных данных СРБ/ГЛОНАСС-измерений и их интерпретации. Данные СРБ-измерений несут важную самостоятельную информацию о характере деформирования земной коры на современном этапе ее развития и должны обрабатываться специальными количественными методами. Только при таком условии можно извлечь максимум сведений о деформациях земной поверхности, получить непротиворечивые (сопоставимые) результаты в единой системе координат и создать новые возможности для разработки целостной концепции современной геодинамической активности востока Азии.
Авторы глубоко признательны инициаторам проекта «Геодинамическая модель взаимодействия Евразийской, Североамериканской и Тихоокеанской литосферных плит на Северо-Востоке Азии» академикам С.В.Гольдину и А.И.Ханчуку за постоянную и неоценимую помощь при его реализации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Г атинский Ю.Г., Рундквист Д .В. Геодинамика Евразии - тектоника плит и тектоника блоков // Геотектоника. 2004. № 1. С. 3-20.
2. Имаев В.С., Имаева Л.П., Козьмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии. М.: ГЕОС, 2000. 227 с.
3. Левин В.Е., Магуськин М.А., Бахтиаров В.Ф. и др. Мультисистемный геодезический мониторинг современных движений земной коры на Камчатке и Командорских островах // Вулканология и сейсмология.
2006. № 3. С. 54-67.
4. Мирошниченко А.И., Сорокин А.П., Саньков В.А. и др. Космическая геодезия в задачах геодинамики: современные движения в Зейско-Буреинском бассейне // Тихоокеан. геология. 2008. Т. 27, № 1. С. 71-79.
5. Мухамедиев Ш.А., Зубович А.В., Кузиков С.И. Выделение блоков земной коры по данным GPS-измерений // ДАН. 2006. Т. 408, № 4. С. 539-542.
6. Селиверстов Н.И. Строение дна прикамчатских акваторий и геодинамика зоны сочленения КурилоКамчатской и Алеутской островных дуг. М.: Науч. мир, 1998. 164 с.
7. Стеблов Г.М. Взаимодействие тектонических плит в северо-восточной Азии // ДАН. 2004. Т. 394, № 5. С. 689-692.
8. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Горнов П.Ю. и др. Результаты анализа данных GPS-измерений (2003-2006 гг.) на Дальнем Востоке по Сихотэ-Алинской сети // Тихоокеан. геология. 2008. Т. 27, № 4. С. 39-49.
9. Тихонов И.Н., Василенко Н.Ф., Золотухин Д.Е. и др. Симуширские землетрясения и цунами 15 ноября 2006 года и 13 января 2007 года // Тихоокеан. геология. 2008. Т. 27, № 1. С. 3-16.
10. Apel E.V., Burgmann R., Steblov G. et al. Independent Active Microplate Tectonics of Northeast Asia from GPS velocities and Block Modeling // Geophys. Res. Let. 2006. Vol. 33, L11303.
11. Bird P. An updated digital model of plate boundaries // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2003. Vol. 4, N 3. P. 1027.
12. Calais E., Vergnolle M., San’kov V. et al. GPS measurements of crustal deformation in the Baikal-Mongolia area (1994-2002): Implications for current kinematics of Asia // J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108, N B10. P. 2501.
13. Gorbatov A., Kostoglodov V. Maximum depth of seismicity and thermal parameter of the subducting slab: general empirical relation and its application // Tectonophysics. 1997. Vol. 277, N 1-3. P. 165-187.
14. Petit C., Fournier M. Present-day velocity and stress fields of the Amurian Plate from thin-shell finite-element modelling // Geophys. J. Int. 2005. Vol. 160. P. 357-369.
15. Steblov G.M., Kogan M.G., Levin B.V. et al. Spatially linked asperities of the 2006-2007 great Kuril earthquakes revealed by GPS // Geophys. Res. Lett. 2008. Vol. 35, N 22. L22306.
16. Wessel P., Smith W.H.F. New, improved version of Generic Mapping Tools released // Eos Trans. AGU. 1998. Vol. 79. P. 579.
БЫКОВ Виктор Геннадьевич, доктор физико-математических наук, заместитель директора по научным вопросам,
БОРМОТОВ Владимир Александрович, кандидат геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией,
КОКОВКИН Александр Александрович, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник (Институт тектоники и геофизики им. ЮА.Косыггина ДВО РАН, Хабаровск);
ВАСИЛЕНКО Николай Федорович, кандидат технических наук, заведующий лабораторией,
ПРЫТКОВ Александр Сергеевич, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник (Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, Южно-Сахалинск);
ГЕРАСИМЕНКО Михаил Данилович, доктор технических наук, заведующий сектором,
ШЕСТАКОВ Николай Владимирович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник,
КОЛОМИЕЦ Андрей Геннадьевич, научный сотрудник (Институт прикладной математики ДВО РАН, Владивосток);
СОРОКИН Анатолий Петрович, доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, заведующий отделом,
СОРОКИНА Анна Трофимовна, доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник,
СЕРОВ Михаил Александрович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, (Институт геологии и природопользования ДВО РАН, Благовещенск);
СЕЛИВЕРСТОВ Николай Иванович, доктор геолого-минералогических наук, заместитель директора по научным вопросам,
МАГУСЬКИН Мефодий Антонович, кандидат технических наук, заведующий лабораторией (Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский);
ЛЕВИН Василий Ефремович, кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией,
БАХТИАРОВ Вилорий Фаритович, старший научный сотрудник (Камчатский филиал геофизической службы РАН, Петропавловск-Камчатский);
САНЬКОВ Владимир Анатольевич, кандидат геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией,
ЛУХНЕВ Андрей Викторович, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник,
МИРОШНИЧЕНКО Андрей Иванович, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник,
АШУРКОВ Сергей Владимирович, младший научный сотрудник,
БЫЗОВ Леонид Михайлович, младший научный сотрудник (Институт земной коры СО РАН, Иркутск);
ДУЧКОВ Альберт Дмитриевич, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник,
ТИМОФЕЕВ Владимир Юрьевич, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией (Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. АА.Трофимука СО РАН, Новосибирск);
ГОРНОВ Павел Юрьевич, научный сотрудник (Институт тектоники и геофизики им.Ю А.Косыгина ДВО РАН, Хабаровск);
АРДЮКОВ Дмитрий Геннадьевич, научный сотрудник (Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. АА.Трофимука СО РАН, Новосибирск).
Е-mail: [email protected]
VG.BYKOV, V.A.BORMOTOV, A.A.KOKOVKIN (Institute of Tectonics and Geophysics, FEB RAS, Khabarovsk);
N.F. VASILENKO, A.S.PRYTKOV (Institute of Marine Geology and Geophysics, FEB RAS, Yuzhno-Sakhalinsk);
M.D.GERASIMENKO, N. V.SHESTAKOV, A.G.KOLOMIETS (Institute of Applied Mathematics, FEB RAS, Vladivostok);
A.P.SOROKIN, A.T.SOROKINA, M.A.SEROV (Institute ofGeology and Nature Management, FEB RAS, Blagoveshchensk);
N.I.SELIVERSTOV, M.A.MAGUS’KIN (Institute of Volcanology and Seismology, FEB RAS, Petropav-lovsk-Kamchatsky);
V.E.LEVIN, V.F.BAKHTIAROV Kamchatkan Branch of the Geophysical Survey RAS, Petropavlovsk-Kamchatsky);
VA.SAN’KOV A.V.LUKHNEV, A.I.MIROSHNICHENKO, S.VASHURKOV L.M.BYZOV (Institute of the Earth s Crust, SB RAS, Irkutsk);
A.D.DUCHKOV, V.Yu.TIMOFEEV (Institute of Oil and Gas Geology and Geophysics, SB RAS, Novosibirsk);
P.Yu.GORNOV (Institute of Tectonics and Geophysics, FEB RAS, Khabarovsk);
D.G.ARDYUKOV (Institute of Oil and Gas Geology and Geophysics, SB RAS, Novosibirsk)
