Визначення тензора швидкостей горизонтальних деформацій в регіоні Західної України

https://doi.org/10.23939/jgd2019.02.005
Надіслано: Липень 18, 2019
Переглянуто: Листопад 18, 2019
Прийнято: Грудень 05, 2019
1
Кафедра геодезії. Інститут геодезії. Національний університет “Львівська політехніка”
2
Кафедра геодезії. Інститут геодезії. Національний університет “Львівська політехніка”
3
Національний університет “Львівська політехніка”
4
Національний Університет "Львівська політехніка"
5
Національний Університет "Львівська політехніка"; Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С. І. Субботіна НАН України
6
Національний університет «Львівська політехніка"
7
General Commission for Survey, Saudi Arabia

Дані GNSS спостережень (CORS) з 37 станцій, розташованих у районі Західної України, оброблені за допомогою модуля Bernese Processing Engine (BPE) Бернського програмного забезпечення GNSS версії 5.2 протягом періоду часу близько 2,5 років. Щоб досягти кращої згоди обрані станції IGS, найближчі до навколишнього району дослідження, з фіксованими координатами ITRF2008 в епоху 2005.0. Східна та північна складові швидкості спостережень GNSS з цих 37 постійних станцій, обчислені за результатами вимірювань GNSS, використані для побудови двовимірної моделі поля горизонтальних деформацій даної місцевості. Це дослідження представлено у трьох частинах. По-перше, проаналізовано два точних рішення для компонентів 2D тензора швидкостей деформацій, отриманих на геосфері на основі розв'язання власних величин – задачі власних векторів, включаючи симетричний тензор швидкості обертання. По-друге, на основі найбільш простих і корисних формул з першого етапу отримано строге оцінювання точності компонентів 2D тензора швидкостей деформацій на основі правила розповсюдження коваріацій. Нарешті, обчислені компоненти 2D тензора швидкості деформації, швидкості дилатації та компоненти тензора рівних швидкостей в області. Для описаної області побудована модель тензора швидкості обертання, що призвело до висновку, що область дослідження слід інтерпретувати як деформовану територію. На основі обчислень з GNSS-моделі даних компонентів горизонтальних деформацій встановлено норми основних значень та швидкості основних осей деформації земної кори. Щоб бути послідовним, основні тектонічні утворення показані як фонова інтенсивність різних компонентів швидкостей, швидкість обертання та тензори швидкості деформації. Топографічні особливості регіону базувались на моделі SRTM-3 (місія з топографії Shuttle) з роздільною здатністю 3²´3². На перший погляд, найбільші значення отримані в районах, розташованих навколо Українських Карпат. Швидкість дилатації також має подібний розподіл. Тим не менше, оскільки в роботі обчислені лише власні числа та власні вектори без оцінки точності, це може призвести до сумнівних висновків щодо інтерпретації результатів і вимагає додаткового вирішення суто математичної задачі. Знайти коваріаційну матрицю тензора деформації на основі заданої коваріаційної матриці компонентів швидкості, отриманих програмним забезпеченням Bernese. Оскільки досліджуваний регіон є дуже складним, то за отриманими результатами потребує подальшого ущільнення перманентних станцій GNSS.

  1. Bird, P. (2003). An updated digital model of plate boundaries. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 4(3). art. no. 1027, doi:10.1029/2001GC000252, 1-52
  2. Crespi, M., Pietrantonio, G., & Riguzzi, F. (2000) Strain tensor estimation by GPS observations: Software and applications. Bollettino di geodesia e scienze affini, 59(3), 261-280.
  3. DeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F., & Stein, S. (1990). Current plate motions. Geophysical journal international, 101(2), 425-478.
  4. DeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F., & Stein, S. (1994). Effect of recent revisions to the geomagnetic reversal time scale on estimates of current plate motions. Geophysical research letters, 21(20), 2191-2194
  5. England, P., & Molnar, P. (1997). The field of crustal velocity in Asia calculated from Quaternary rates of slip on faults. Geophysical Journal International, 130(3), 551-582.
  6. Haines, A. J., & Holt, W. E. (1993). A procedure for obtaining the complete horizontal motions within zones of distributed deformation from the inversion of strain rate data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 98(B7), 12057-12082.
  7. Julliette, L., Altamimi, Z., & Olivier, J. (2006). Interpolation of the European velocity field using least squeares collocation method. Paper presented at the EUREF Symposium 2006. Riga, Latvia, 14–17 June, 2006
  8. Kreemer, C., Haines, J., Holt, W. E., Blewitt, G., & Lavallee, D. (2000). On the determination of a global strain rate model. Earth, Planets and Space, 52(10), 765-770.
  9. Marchenko, A. N. (2003). A note on the eigenvalue – eigenvector problem. In: Kühtreiber N. (Ed.), Festschrift dedicated to Helmut Moritz on the occasion of his 70th birthday. Graz University of Technology, pp. 143-152.
  10. Marchenko, A. N., & Schwintzer, P. (2003). Estimation of the Earth's tensor of inertia from recent global gravity field solutions. Journal of geodesy, 76(9-10), 495-509.
  11. Marchenko, A. N., Tretyak, K. R., & Serant, O. (2010). On the accuracy estimation of components of the strain tensor. In: Modern Achievements of Geodetic Science and Industry. 2(20), 41-43 (in Ukrainian)
  12. Marchenko, A. N., Marchenko, D.A. & Lopushansky, A.N. (2016). Gravity field models derived from the second degree radial derivatives of the GOCE mission: a case study. Annals of Geophysics, 59(6), 0649-0659.
  13. Minster, J. B., & Jordan, T. H. (1978). Present‐day plate motions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 83(B11), 5331-5354.
  14. Moritz, H., & Mulle,r I. I. (1987). Earth’s Rotation. Theory and estimations, New York, Ungar
  15. Petit, G. & Luzum, B. (2010). IERS Conventions (2010), IERS Technical Note, No.36, Verlag des Bundesamts fur Kartographie und Geodasie, Frankfurt am Main.
  16. Vaníček, P., Grafarend, E. W., & Berber, M. (2008). Short note: Strain invariants. Journal of Geodesy, 82(4-5), 263-268.
  17. Ward, S. N. (1998). On the consistency of earthquake moment rates, geological fault data, and space geodetic strain: the United States. Geophysical Journal International, 134(1), 172-186.