1. JGD
  2. Всі випуски
  3. 2(37)2024
  4. Сучасні рухи земної поверхні Карпатської гірської системи за даними ГНСС

Сучасні рухи земної поверхні Карпатської гірської системи за даними ГНСС

JGD.
2024;
Випуск 2(37)2024, Номер 2(37)
: 5-15
https://doi.org/10.23939/jgd2024.02.005
Надіслано: Липень 31, 2024
Автори:
  1. Ігор Савчин
  2. Артем Білашук
1
Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний університет “Львівська політехніка”

Метою дослідження є диференціація сучасних геодинамічних процесів у межах Карпатських гір на основі вільно доступних ГНСС даних. Методика. Методика включала збір, обробку та аналіз ГНСС-даних. Запропоновано алгоритм обробки, який складався з 5 основних етапів: перетворення даних у внутрішній формат, перевірка часових рядів на відповідність вимогам, визначення горизонтальних швидкостей, розбивка мережі ГНСС на трикутники, визначення параметрів деформацій. Результати. У цьому дослідженні представлено комплексний аналіз сучасних геодинамічних процесів проведений на основі ГНСС-даних, що знаходяться у вільному доступі в Невадській геодезичній лабораторії. Враховуючи вимоги до часових рядів, було відібрано та опрацьовано 50 ГНСС-станцій. Загалом було отримано та проаналізовано абсолютні та регіональні швидкості протягом 2000–2023 років. Регіональні швидкості горизонтальних рухів були використані для розрахунку тензора деформацій та деформаційних параметрів. Результати дослідження узгоджуються і добре корелюють з дослідженнями інших вчених. Отримані результати підтверджують наявність активних геодинамічних процесів у межах Карпат. Наукова новизна. Запропонований підхід дозволив оцінити основні деформаційні параметри (величину і напрямок осей деформацій, загальний зсув і дилатацію) в межах Карпат. Це дає можливість аналізувати та прогнозувати сучасні геодинамічні процеси в регіоні. Практична цінність. На основі розрахованих значень побудовано карти розподілу векторів абсолютних і регіональних горизонтальних швидкостей, загальних швидкостей зсуву, дилатації та швидкостей обертання.

Карпати
ГНСС-станції
горизонтальні швидкості
тензор деформацій
деформаційні процеси
  1. Alizadeh-Khameneh, M. A., Eshagh, M., & Jensen, A. B. (2018). Optimization of deformation monitoring networks using finite element strain analysis. Journal of Applied Geodesy, 12(2), 187-197.
  2. Altamimi, Z., Métivier, L., Rebischung, P., Rouby, H., & Collilieux, X. (2017). ITRF2014 plate motion model. Geophysical Journal International, 209(3), 1906-1912. doi:10.1093/gji/ggx136
  3. Altamimi, Z., Rebischung, P., Métivier, L., & Collilieux, X. (2016). ITRF2014: A new release of the International Terrestrial Reference Frame modeling nonlinear station motions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 121(8), 6109–6131. doi:10.1002/2016jb013098 
  4. Argus, D. F., & Gordon, R. G. (1996). Tests of the rigid-plate hypothesis and bounds on intraplate deformation using geodetic data from very long baseline interferometry. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 101(B6), 13555–13572. doi:10.1029/95jb03775
  5. Bednárik, M., Papco, J., Pohánka, V., Bezák, V., Kohút, I., & Brimich, L. (2016). Surface strain rate colour map of the Tatra Mountains region (Slovakia) based on GNSS data. Geologica Carpathica, 67(6), 509.
  6. Bird, P. (2003). An updated digital model of plate boundaries. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 4(3). doi:10.1029/2001gc000252
  7. Blewitt, G., Hammond, W., & Kreemer, C. (2018). Harnessing the GPS data explosion for interdisciplinary science. Eos, 99(2), e2020943118. doi: 10.1029/2018EO104623
  8. Braclawska, A., & Idziak, A. F. (2019). Unification of data from various seismic catalogues to study seismic activity in the Carpathians Mountain arc. Open Geosciences, 11(1), 837-842.
  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. Caporali, A. (2003). Average strain rate in the Italian crust inferred from a permanent GPS network - I. Statistical analysis of the time-series of permanent GPS stations. Geophysical Journal International, 155(1), 241–253.                           p. 205
  11. Caporali, A., Aichhorn, C., Barlik, M., Becker, M., Fejes, I., Gerhatova, L., ... & Virag, G. (2009). Surface kinematics in the Alpine–Carpathian–Dinaric and Balkan region inferred from a new multi-network GPS combination solution. Tectonophysics, 474(1-2), 295-321.
  12. Caporali, A., Aichhorn, C., Becker, M., Fejes, I., Gerhatova, L., Ghitau, D., ... & Zablotskyi, F. (2008). Geokinematics of Central Europe: new insights from the CERGOP-2/Environment Project. Journal of Geodynamics, 45(4-5), 246-256.
  13. Caporali, A., Martin, S., & Massironi, M. (2003). Average strain rate in the Italian crust inferred from a permanent GPS network - II. Strain rate versus seismicity and structural geology. Geophysical Journal International, 155(1), 254–268.           p. 218
  14. Caporali, A., Zurutuza, J., Bertocco, M., Ishchenko, M., & Khoda, O. (2019). Present day geokinematics of central Europe. Journal of Geodynamics, 132, 101652.
  15. Cronin, V.S., and Resor, P.G., 2021, Algorithm for triangle-strain analysis: accessible via https://croninprojects.org/Vince/Geodesy/TriangleStrainAlgorithm-2021122...
  16. Csontos, L., & Vörös, A. (2004). Mesozoic plate tectonic reconstruction of the Carpathian region. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 210(1), 1-56.
  17. Delaunay B. Sur la sphère vide, Izvestia Akademii Nauk SSSR, Otdelenie Matematicheskikh i Estestvennykh Nauk, 7:793-800, 1934
  18. Doskich, S. (2021). Deformations of the land crust of the Carpathian region according to the data of GNSS observation. Cartography, and Aerial Photography, 93(1), 35-41.
  19. Fazilova, D. S., & Sichugova, L. V. (2021). Deformation analysis based on GNSS measurements in Tashkent region. In E3S Web of Conferences (Vol. 227, p. 04002). EDP Sciences.
  20. Ismail-Zadeh, A., Matenco, L., Radulian, M., Cloetingh, S., & Panza, G. (2012). Geodynamics and intermediate-depth seismicity in Vrancea (the south-eastern Carpathians): current state-of-the art. Tectonophysics, 530, 50-79.
  21. Kondracki, J. A. (2023). Carpathian Mountains. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/place/Carpathian-Mountains
  22. Kowalczyk, K., Bogusz, J., & Figurski, M. (2014). The analysis of the selected data from Polish Active Geodetic Network stations with the view on creating a model of vertical crustal movements. In Environmental Engineering. Proceedings of the International Conference on Environmental Engineering. ICEE (Vol. 9, p. 1). Vilnius Gediminas Technical University, Department of Construction Economics & Property.
  23. Kreemer, C., Blewitt, G., & Klein, E. C. (2014). A geodetic plate motion and Global Strain Rate Model. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 15(10), 3849-3889. doi:10.1002/2014gc005407
  24. Lazos, I., Sboras, S., Pikridas, C., Pavlides, S., & Chatzipetros, A. (2021). Geodetic analysis of the tectonic crustal deformation pattern in the North Aegean Sea, Greece. Mediterranean Geoscience Reviews, 3, 79-94. doi:10.1007/s42990-021-00049-6
  25. Márton, E., Rauch-Włodarska, M., Krejčí, O., Tokarski, A. K., & Bubík, M. (2009). An integrated palaeomagnetic and AMS study of the Tertiary flysch from the Outer Western Carpathians. Geophysical Journal International, 177(3), 925-940.
  26. Matenco, L., Bertotti, G., Leever, K., Cloetingh, S. A. P. L., Schmid, S. M., Tărăpoancă, M., & Dinu, C. (2007). Large‐scale deformation in a locked collisional boundary: Interplay between subsidence and uplift, intraplate stress, and inherited lithospheric structure in the late stage of the SE Carpathians evolution. Tectonics, 26(4).
  27. Mráz, P., & Ronikier, M. (2016). Biogeography of the Carpathians: evolutionary and spatial facets of biodiversity. Biological journal of the Linnean Society, 119(3), 528-559.
  28. Müller, B., Heidbach, O., Negut, M., Sperner, B., & Buchmann, T. (2010). Attached or not attached—evidence from crustal stress observations for a weak coupling of the Vrancea slab in Romania. Tectonophysics, 482(1-4), 139-149.
  29. Porkoláb, K., Broerse, T., Kenyeres, A., Békési, E., Tóth, S., Magyar, B., & Wesztergom, V. (2023). Active tectonics of the Circum-Pannonian region in the light of updated GNSS network data. Acta Geodaetica et Geophysica, 58(2), 149-173.
  30. Roštínský, P., Pospíšil, L., Švábenský, O., Kašing, M., & Nováková, E. (2020). Risk faults in stable crust of the eastern Bohemian Massif identified by integrating GNSS, levelling, geological, geomorphological and geophysical data. Tectonophysics, 785, 228427.
  31. Sandulescu, M. (1988). Cenozoic Tectonic History of the Carpathians: Chapter 2.
  32. 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. doi:10.3997/2214-4609.2023510011
  33. Savchyn, I., & Vaskovets, S. (2018). Local geodynamics of the territory of Dniester pumped storage power plant. Acta Geodyn. Geomater, 15(1), 189. doi:10.13168/AGG.2018.0002
  34. Savchyn, I., Lozynskyi, V., Petryk, Y., & Marusazh, K. (2020, May). Geodetic monitoring of the protective dam of the Lviv MSW landfill after reconstruction. In Geoinformatics: Theoretical and Applied Aspects 2020 (Vol. 2020, No. 1, pp. 1-5). European Association of Geoscientists & Engineers. doi:10.3997/2214-4609.2020geo130
  35. 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). doi:10.13168/AGG.2021.0018
  36. Schmid, S. M., Bernoulli, D., Fügenschuh, B., Matenco, L., Schefer, S., Schuster, R., ... & Ustaszewski, K. (2008). The Alpine-Carpathian-Dinaridic orogenic system: correlation and evolution of tectonic units. Swiss Journal of Geosciences, 101, 139-183.
  37. Sperner, B., Ioane, D., & Lillie, R. J. (2004). Slab behaviour and its surface expression: new insights from gravity modelling in the SE-Carpathians. Tectonophysics, 382(1-2), 51-84.
  38. Staniszewska, D., Liwosz, T., Pachuta, A., Próchniewicz, D., & Szpunar, R. (2023). Geodynamic studies in the Pieniny Klippen Belt in 2004–2020. Artificial Satellites, 58(2), 88-104.
  39. Szűcs, E., Bozsó, I., Kovács, I. J., Bányai, L., Gál, Á., Szakács, A., & Wesztergom, V. (2018). Probing tectonic processes with space geodesy in the south Carpathians: insights from archive SAR data. Acta Geodaetica et Geophysica, 53, 331-345.
  40. Tretyak, K. R., & Brusak, І. (2020). The research of interrelation between seismic activity and modern horizontal movements of the Carpathian-Balkan region based on the data from permanent GNSS stations. Geodynamics, 28(1), 5-18.
  41. Tretyak, K. R., & Vovk, A. I. (2012). Study of the dynamics of horizontal movements of the European earth's crust based on GNSS observations (2000–2010). Geodynamics.
  42. Tretyak, K., Korliatovych, T., & Brusak, I. (2021, October). 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
  43. Zurutuza, J., Caporali, A., Bertocco, M., Ishchenko, M., Khoda, O., Steffen, H., ... & Nykiel, G. (2019). The central European GNSS research network (CEGRN) dataset. Data in brief, 27, 104762.