Сучасні деформації земної кори території України за даними ГНСС-мереж GEOTERRACE ТА SYSTEM.NET

https://doi.org/10.23939/jgd2024.02.056
Надіслано: Вересень 18, 2024
1
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
2
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
3
Національний університет «Львівська політехніка"

У роботі проаналізовано сучасні тенденції горизонтальних та вертикальних зміщень території України за даними ГНСС-мереж GeoTerrace та System.Net, включно з побудовою відповідних карт рухів та з виділенням зон деформацій верхнього шару земної кори. Об’єктом дослідження є горизонтальні та вертикальні деформації верхнього шару земної кори. Метою є виявлення та аналіз деформаційних зон на території України. Вихідними даними є горизонтальні та вертикальні швидкості зміщень ГНСС-станцій з 2018 до 2023 років мережі GeoTerrace та з 2021 по 2023 рік мережі System.Net, тектонічна карта території з Національного атласу України та описові матеріали. Методика включає порівняння та аналіз сучасних деформацій земної кори регіону з його відомою тектонічною структурою. У результаті побудовано нові карти сучасних горизонтальних швидкостей зміщень верхнього шару земної кори України як єдиного регіону, так само як вертикальних швидкостей зміщень ГНСС-станцій. Встановлено, що сучасні горизонтальні рухи території України є складними та співвідносяться з відомою тектонічною будовою, їх також порівняно з регіональними модельними значеннями, які були обчислені на основі моделі ITRF-2020. Більшість ГНСС-станцій зазнають висотних просідань, імовірно в зв'язку з денудаційними процесами. У дослідженні приводиться опис сучасних рухів земної кори, але детальна інтерпретація повинна включати додаткові дані спеціалістів з наук про Землю. Визначені швидкості змішень ГНСС-станцій зі збільшенням часового інтервалу спостережень дадуть можливість встановити особливості просторового розподілу руху земної кори на території України та в майбутньому створити відповідні регіональні геодинамічні моделі кожної тектонічної структури чи окремих регіонів та України в цілому, які мають практичну цінність для розвитку точної навігації з використанням точного позиціонування за мережами активних ГНСС-станцій.

  1. Висотенко Р. О. (2010). Визначення швидкостей зміни координат постійно діючих станцій і періодично діючих пунктів УПМ ГНСС за результатами супутникових геодезичних спостережень 1995–2007 років. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва, 1 (19). Львів. 2010. С. 80–86. https://vlp.com.ua/taxonomy/term/3164
  2. Новікова, О., Паламар, А., & Петьков, С. (2020, April). Операторська служба GNSS мереж України. In The 12 th International scientific and practical conference «IMPACT OF MODERNITY ON SCIENCE AND PRACTICE»(13-14 April, 2020). Edmonton, Canada 2020. 678 p. (p. 514). URL: https://isg-konf.com/wp-content/uploads/2020/04/XII-Conference-13-14-Edmonton-Canada.pdf
  3. Орлюк М. І., Іщенко М. В. (2019а). Аналіз деформації земної поверхні за даними Глобальних  Навігаційних Супутникових Систем з її новітніми рухами на території України. Допов. Нац. акад. наук Укр. 8.,59-68. https://doi.org/10.15407/dopovidi2019.08.059
  4. Орлюк, М., & Ищенко, М. (2019б). Сравнительный анализ современной деформации и новейших движений земной поверхности на территории Украины. Геофизический журнал, 41(4), 161–181 https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i4.2019.177381
  5. Третяк К. & Вовк А. (2014). Результати визначення горизонтальних деформацій земної кори Європи за даними ГНСС-спостережень та їх зв'язок з тектонічною будовою. Геодинаміка, 2 (13), 5-17. https://doi.org/10.23939/jgd2014.01.021
  6. Українська ГНСС мережа. Головна астрономічна обсерваторія НАН України. URL: http://gnss.mao.kiev.ua/?q=node/1 (дата звернення: 01.09.2024).
  7. Національний атлас України (2007). НАН України, Інститут географії, Державна служба геодезії, картографії та кадастру ; голов. ред. Л. Г. Руденко ; голова ред. кол. Б. Є. Патон. 435 с. ISBN 978-966-475-067-4.
  8. Brusak, I., & Tretyak, K. (2020, December). About the phenomenon of subsidence in continental Europe in December 2019 based on the GNSS stations data. In International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2020» (Vol. 2020, No. 1, pp. 1-5). European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20205717
  9. Brusak, I., & Tretyak, K. (2021, October). On the impact of non-tidal atmospheric loading on the GNSS stations of regional networks and engineering facilities. In International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2021» (Vol. 2021, No. 1, pp. 1-5). European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215K3013
  10. Brusak, I., Babchenko, V., Savchuk, N., Marchuk, V., Shkvarok, Y., & Turianytsia, M. (2024). New challenges for exploitation of continuously operating reference GNSS stations during hostilities. Case study of Ukraine. Geodesy Cartography and Aerial Photography, (99), 28-37. https://doi.org/10.23939/istcgcap2024.99.028
  11. Dach, R., Lutz, S., Walser, P., & Fridez, P. (2015). Bernese GNSS software version 5.2. https://doi.org/10.7892/boris.72297
  12. Davis, J. L., Wernicke, B. P., & Tamisiea, M. E. (2012). On seasonal signals in geodetic time series. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 117(B1). https://doi.org/10.1029/2011JB008690
  13. Desai, S., Bertiger, W., & Gross J. (2016). Introduction to JPL's GPS time series. California Institute of Technology, under a contract with the National Aeronautics and Space Administration.
  14. Devoti, R., D’Agostino, N., Serpelloni, E., Pietrantonio, G. et al. (2017). A combined velocity field of the Mediterranean region. Ann. Geophys., 60, 2, 2–17. https://doi.org/10.4401/ag-7059
  15. Doskich, S. (2021). Deformations of the land crust of the Carpathian region according to the data of GNSS observation. Geodesy Cartography, and Aerial Photography, 93(1), 35-41. https://doi.org/ 10.23939/istcgcap2021.93.035
  16. Doskich, S., Savchuk, S., & Dzhuman B. (2023). Determination of horizontal deformation of the Earth's crust  on the territory of Ukraine based on GNSS measurements. Geodynamics, 2(35), 89-98. https://doi.org/10.23939/jgd2023.02.089
  17. Esposito, A., Pietrantonio, G., Bruno, V., Anzidei, M., Bonforte, A., Guglielmino, F., ... & Serpelloni, E. (2015). Eighteen years of GPS surveys in the Aeolian Islands (southern Italy): open data archive and velocity field. Ann. Geophys, 58(4), S0439. https://doi.org/10.4401/ag-6823
  18. GAGE Plate Motion Calculator URL: https://www.unavco.org/software/geodetic-utilities/plate-motion-calculat... (дата звернення: 01.09.2024).
  19. Gruszczynska, M., Klos, A., Rosat, S. and Bogusz, J. (2017). Deriving common seasonal signals in GPS position time series by using Multichannel Singular Spectrum Analysis. Acta Geodyn. Geomater., 14, 3 (187), 273–284. https://doi.org/10.13168/ AGG.2017.0010
  20. Ishchenko, M. (2016). Determination of velocities of East European stations from GNSS observations at the GNSS data analysis center of the main astronomical observatory, national academy of sciences of Ukraine. Kinematics and Physics of Celestial Bodies, 32(1), 48–53. https://doi.org/10.3103/s0884591316010049
  21. Ishchenko, M. (2018). Investigation of deformations of the earth crust on the territory of Ukraine using a GNSS observations. Artificial Satellites, 53(3), 117-126. https://doi.org/10.2478/arsa-2018-0009
  22. Kowalczyk, K., Kowalczyk, A. M., & Chojka, A. (2020). Modeling of the vertical movements of the earth's crust in Poland with the co-kriging method based on various sources of data. Applied Sciences, 10 (9), 3004. https://doi.org/10.3390/app10093004
  23. Khoda O. (2024). Estimation of Velocities of Ukrainian GNSS Stations in the IGb08 Reference Frame. Kinematics and Physics of Celestial Bodies, 40(5), 257-268.. https://doi.org/10.3103/S0884591324050039
  24. Maciuk, K., Nistor, S., Brusak, I., Lewińska, P., & Kudrys, J. (2023). Reference clock impact on GNSS clock outliers. Journal of Applied Geodesy17(4), 391-396. https://doi.org/10.1515/jag-2023-0007
  25. Marchenko, O., Perii S., Lompas O., Holubinka, Yu., Kramarenko, S., & Salawu, A. (2019). Determination of the horizontal strain rates tensor in Western Ukraine. Geodynamics2(27), 5-15. https://doi.org/10.23939/jgd2019.02.005
  26. Naumowicz B., Kowalczyk, K., Pelc-Mieczkowska, R. (2024). PPP solution-based model of absolute vertical movements of the Earth's crust in Poland with consideration of geological, tectonic, hydrological and mineral information. ESS Open Archive. https://doi.org/10.22541/essoar.173046842.26349555/v1
  27. Pelc‑Mieczkowska, R. (2020). Preliminary Analysis of the Applicability of the GPS PPP Method in Geodynamic Studies. Geomatics and Environmental Engineering14(4), 57-68. https://doi.org/10.7494/geom.2020.14.4.57
  28. Piña‐Valdés, J., Socquet, A., Beauval, C., Doin, M. P., D’Agostino, N., & Shen, Z. K. (2022). 3D GNSS velocity field sheds light on the deformation mechanisms in Europe: Effects of the vertical crustal motion on the distribution of seismicity. Journal of Geophysical Research: Solid Earth127(6), e2021JB023451. https://doi.org/10.1029/2021JB023451
  29. Savchyn, I., & Bilashuk, A. (2023, October). Differentiation of Recent Geodynamic Processes within the Carpathian Mountains Based on GNSS Data. In International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2023» (Vol. 2023, No. 1, pp. 1-5). European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023510011
  30. Savchyn, I., Tretyak, K., Hlotov, V., Shylo, Y., Bubniak, I., Golubinka, I., & Nikulishyn, V. (2021). Recent local geodynamic processes in the Penola Strait—Lemaire Channel fault area (West Antarctica). Acta Geodynamica et Geomaterialia, 18(2), 202, 253–265, 2021. https://doi.org/10.13168/AGG.2021.0018
  31. Savchuk, S., & Doskich, S. (2017). Monitoring of crustal movements in Ukraine using the network of reference GNSS-stations. Scientific journal “Geodynamics”, 2(23), 7–13. https://doi.org/10.23939/jgd2017.02.007
  32. Siejka, Z. (2017). Evaluation of integration degree of the ASG-EUPOS polish reference networks with Ukrainian GeoTerrace network stations in the border area. Artificial Satellites, 52(3), 71. https://doi.org/10.1515/arsa-2017-0007
  33. Tretyak, K., & Brusak, І. (2020). The research of interrelation between seismic activity and modern horisontal movements of the Сarpathian-Balkan region based on the data from permanent GNSS stations. Geodynamics, 1(28), 5-18. https://doi.org/10.23939/jgd2020.01.005
  34. Tretyak, K., & Brusak, I. (2021). Method for detecting short-term displacements of the Earth’s surface by statistical analysis of GNSS time series. Geodesy, Cartography, and Aerial Photography93(1), 27-34. https://doi.org/10.23939/istcgcap2021.93.027
  35. Tretyak, K., & Brusak, І. (2022). Modern deformations of Earth crust of territory of Western Ukraine based on “GEOTERRACE” GNSS network data. Geodynamics, 1(32), 16-25. https://doi.org/10.23939/jgd2022.02.016
  36. Tretyak, K., Brusak, І., Bubniak, І., & Zablotskyi, F. (2021a). Impact of non-tidal atmospheric loading on civil engineering structures. Geodynamics 2(31), 16–28. https://doi.org/10.23939/jgd2021. 02.016
  37. Tretyak, K., Korliatovych, T., & Brusak, I. (2021b). Applying the statistical method of GNSS time series analysis for the detection of vertical displacements of Dnister HPP-1 dam. In International Conference of Young Professionals «GeoTerrace-2021» (Vol. 2021, No. 1, pp. 1-5). European Association of Geoscientists & Engineers. https://doi.org/10.3997/2214-4609.20215K3012