Вариации полей смещений и сейсмический режим горного Алтая

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Более двадцати лет измерений современных движений Горного Алтая методами космической геодезии включают различные этапы сейсмического процесса. Сеть из 20-ти пунктов измерений расположена на обширной территории, от Новосибирска на севере до монгольской границы на юге, от границы с Казахстаном на западе, до Саянских гор на востоке. Случившееся в сентябре 2003 г. Чуйское землетрясение естественным образом разбивает период наблюдений с 2000 по 2022 г. на несколько этапов: предсейсмический (2000‒2003 гг.), косейсмический (2003‒2004 гг.), постсейсмический для эпицентральной области Чуйского землетрясения (2004‒2013 гг.) и межсейсмический для остальных районов Горного Алтая, не затронутых значимо воздействием землетрясения (2000‒2022 гг.). Данные многолетних измерений проанализированы с помощью специальных программ последних модификаций. Выделены особенности полей смещений на каждом этапе: аномальные скорости перед Чуйским землетрясением, косейсмические смещения в период землетрясения, постсейсмические эффекты в эпицентральной зоне и медленные тектонические движения. Для интерпретации использованы 2D и 3D упругие и вязко-упругие модели земной коры. Определена глубина гипоцентра – 14 км, при двухметровом относительном правостороннем скачке смещений на сейсмическом разрыве. В рамках двухслойной модели получено значение вязкости нижней коры при разных упругих модулях η = 5·1019‒1.1·1020 Па·с. Современные движения части Горного Алтая, незатронутой Чуйским землетрясением, составляют 0.8 мм/год на ССЗ. В эпоху 2000‒2022 гг. скорость площадной деформации в южной горной части достигает 2·10–8/год, что на порядок превышает скорость в равнинной северной части обследуемой территории.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. Ю. Тимофеев

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН; Алтае-Саянский филиал Федерального исследовательского центра “Единая геофизическая служба” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: timofeevvy@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Д. Г. Ардюков

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН

Email: timofeevvy@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

А. В. Тимофеев

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН

Email: timofeevvy@ipgg.sbras.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Арефьев С.С., Аптекман Ж.Я., Быкова В.В., Матвеев И.В., Михин А.Г., Молотков С.Г., Плетнев К.Г., Погребченко В.В. Очаг и афтершоки Алтайского (Чуйского) землетрясения 2003 года // Физика Земли. 2006. № 2. С. 85–96.
  2. Гольдин С.В., Селезнев В.С., Еманов А.Ф., Филина А.Г., Еманов А.А., Новиков И.С., Высоцкий Е.М., Фатеев А.В., Колесников Ю.И., Подкорытова В.Г., Лескова Е.В., Ярыгина М.А. Чуйское землетрясение и его афтершоки // Докл. РАН. 2004. Т. 394. № 4. С. 534–536.
  3. Девяткин Е.В. Кайнозойские отложения и неотектоника Юго-Восточного Алтая. М.: Наука, 1965. 244 с. (Тр. ГИН АН СССР. Вып. 126)
  4. Жалковский Н.Д. Закон повторяемости землетрясений и некоторые его следствия. Новосибирск, 1988. 29 с. (Препринт ИГиГ СО АН СССР. № 21)
  5. Карта активных разломов СССР и сопредельных территорий / Ред. В.Г. Трифонов. М.: ГИН АН СССР, Иркутск: ИЗК СО АН СССР, 1986.
  6. Мазуров Б.Т. Изучение геодинамических процессов на основе моделирования геодезических и гравитационных параметров / Дис. … д-ра техн. наук. Новосибирск, 200٧. 254 с.
  7. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 19٧5 г. М.: Наука, 1977. С. 297–314.
  8. Парфенов Л.П., Берзин Н.А., Ханчук А.И., Булгатов А.Н. Модель формирования орогенных поясов Центральной и Северо-Восточной Азии // Тихоокеанская геология. 2003. № 6. С. 7–41.
  9. Сейсмическое районирование территории СССР. Методические основы и региональное описание карты 19٧6 г. М.: Наука, 1980. 308 с.
  10. Теркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика: геологические приложения физики сплошных сред. М.: Мир, Ч. 2. 1985. 643 с.
  11. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Тимофеев А.В., Бойко Е.В., Валитов М.Г., Стусь Ю.Ф., Сизиков И.С., Носов Д.А., Калиш Е.Н. О сравнении результатов определения координат и скоростей смещения пунктов с помощью двухчастотных приемников космической геодезии // Вестник СГУГиТ. 2020. Т. 25. № 2. С. 63–77.
  12. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Голдобин Д.Н., Тимофеев А.В., Носов Д.А., Сизиков И.С., Калиш Е.Н., Стусь Ю.Ф. Глубинное строение Горного Алтая и современные модели гравитационного поля // Geodynamics and Tectonophysics = Геодинамика и тектонофизика: Электронный журнал. 2023. Т. 14. № 1. C. 1–12. https://doi.org/10.5800/GT-2023-14-1-0681
  13. Филина А.Г. Землетрясения Алтае-Саянского региона // Землетрясения в России в 1991 г. М.: Наука, 1997. 150 с.
  14. Чернов Г.А., Вдовин В.В., Окишев П.А. и др. Рельеф Алтае-Саянской горной области. Новосибирск: Наука, 1988. 206 с.
  15. Altamimi Z., Metivier L., Collilieux X. ITRF2008 plate motion model // J. Geophys. Res. 2012. V. 117.
  16. doi: 10.1029/2011JB008930
  17. Altamimi Z., Métivier L., Rebischung P., Rouby H., Collilieux X. ITRF2014 plate motion model. Geophys. J. Int. V. 209(3). P. 1906–1912. https://doi.org/10.1093/gji/ggx136
  18. Altamimi Z., Rebischung P., Métivier L., Collilieux X. ITRF2014: A new release of the International Terrestrial Reference Frame modeling nonlinear station motions // J. Geophys. Res. Solid Earth. 2016. V. 121. P. 6109–6131. doi: 10.1002/2016JB013098
  19. Argus D.F., Gordon R.G. No‐net‐rotation model of current plate velocities incorporating plate motion model NUVEL‐1 // Geophys. Res. Lett. 1991. V. 18. № 11. P. 2039–2042.
  20. Argus D.F., Gordon R.G., Heflin M.B., Ma C., Eanes R.J., Willis P., Peltier W.R., Owen S.E. The angular velocities of the plates and the velocity of Earth’s centre from space geodesy // Geophys. J. Int. 2010. V. 180(3). P. 916–960.
  21. Argus D., Gordon R.G., Demets C., Zheng L. NNR-MORVEL56: No-net-rotation model of geologically current plate motions // AGU Fall Meeting Abstracts. 2010. V. 2010. P. G43A–0819.
  22. Buslov M.M., Imaeva L.P. Neotectonics of the AltaiSayan Mountains and reactivation of regional faults controlling seismicity // Earth Science Frontiers. 2021. V. 28(5). P. 301–319. https://doi.org/10.13745/j.esf.sf.2021.9.9
  23. Herring T.A., King R.W., McClusky S.C. Introduction to GAMIT/GLOBK // Massachusetts Institute of Technology. Massachusetts: Cambridge, 2010.
  24. Johnson K.M., Segall P. Viscoelastic earthquake cycle models with deep stress-driven creep along the San Andreas fault system // J. Geophys. Res. 2004. V. 109. P. 10403–10422.
  25. Kogan M.G., Steblov G.M. Current global plate kinematics from GPS (1995–2007) with the plate-consistent reference frame // J. Geophys. Res. 2008. V. 113. B04416. doi: 10.1029/2007JB005353
  26. Molnar P., Tapponnier P. Cenozoic tectonics of Asia: effects of a continental collision // Science. 1975. № 189. P. 419–426.
  27. Molnar P., Tapponnier P. The Collision between India and Eurasia // Scientific American. 1977. V. 236. № 4. P. 30–41.
  28. Savage J., Prescott W. Asthenosphere readjustment and the earthquake cycle // J. Geophys. Res. 1978. V. 83. P. 3369–3376.
  29. Segall P. Integrating geologic and geodetic estimates of slip rate on the San Andreas fault system // Int. Geol. Rev. 2002. V.44. P. 62–82.
  30. Toda S., Stein R.S., Sevilgen V., Lin J. Coulomb 3.3 graphic-rich deformation and stress-change software for earthquake, tectonic, and volcano research and teaching – user guide // U.S. Geological Survey Open-File Report 2011–1060.2011. 63 p. Available from:
  31. https://pubs.usgs.gov/of/2011/1060/
  32. Turcotte D.L., Schubert G. Geodynamics: Application of Continuum Physics to Geological Problems. N. Y.: John Wiley & Sons, 1982. 464 p.
  33. Vardic K., Clarke P.J., Whitehouse P.L. A GNSS velocity field for crustal deformation studies: The influence of glacial isostatic adjustment on plate motion models // Geophys. J. Int. 2022. V. 231(1). P. 426–458.
  34. Yin An. Cenozoic tectonic evolution of Asia: A preliminary synthesis // Tectonophysics. 2010. V. 488. Iss. 1–4. P. 293–325. http://geodesy.unr.edu/NGLStationPages/stations/URUM.sta http://geodesy.unr.edu/tsplots/IGS14/IGS14/TimeSeries/URUM.png http://geodesy.unr.edu/NGLStationPages/stations/LHAZ.sta http://geodesy.unr.edu/tsplots/IGS14/IGS14/TimeSeries/LHAZ.png

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пункты Алтайской сети, заложенные в 2000 и 2001 гг., и схема оборудования скального репера для установки антенны приемника космической геодезии.

Скачать (711KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Вектора косейсмических смещений при Чуйском землетрясении, эпоха 2003‒2004 гг., приведена линии разрыва и положение эпицентра (звездочка) (а) и смещение пункта CHAG (по широте, долготе и высоте в мм), расположенного в эпицентральной зоне (б). Измерения в 2004 г. проведены в мае и июле.

Скачать (591KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Модель ограниченного разрыва – дислокационная модель землетрясения в упругом полупространстве (а) и двухслойная модель сейсмоактивного разлома (б).

Скачать (90KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Объемная деформация в эпицентральной зоне по результатам моделирования (а) и горизонтальные смещения по результатам моделирования (б).

Скачать (639KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение изменений косейсмических горизонтальных смещений на поверхности, согласно 2D-модели бесконечного разрыва (по соотношению (6)).

Скачать (104KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Распределение постсейсмической скорости по данным за 10 лет после землетрясения (использовано соотношение (8)) по разные стороны от сейсмического разрыва.

Скачать (52KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Смещение пункта USTK (см. рис. 1) за период наблюдений 2000‒2022 гг. (в мм) по долготе (смещение на восток) (а) и по широте (смещение на юг) (б).

Скачать (255KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Тектоническая схема Алтая с нанесенными на нее пунктами GPS.

Скачать (670KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024