Развитие методов обработки данных измерений ГНСС для оценки современной геодинамики, определения сейсмических, пост-сейсмических и межсейсмических деформаций

Объект исследования: оценка современной геодинамики тектонически активных регионов Северной Евразии и пространственно-временных вариаций деформационных процессов в зоне субдукции по результатам систематизации имеющихся спутниковых геодезических данных. Цели: изучение количественных характеристик современных движений и деформационного поля территории Северной Евразии для выявления аномальных процессов, обусловленных природными причинами; сбор и комплектация данных повторных полевых высокоточных ГНСС измерений на пунктах геодинамических полигонов, расположенных на северо-западе европейской части РФ и в Крымско-Кавказском регионе; определение деформационного поля исследуемой территории; детальный анализ характера движений и деформаций территории площадки новой АЭС на Кольском полуострове; вычисление координат и скоростей смещения пунктов наблюдений в Курило-Камчатской зоне субдукции; анализ Фурье временного хода изменений координат некоторых пунктов на предмет оценки их надежности. По данным ГНСС измерений на региональных геодинамических сетях выявлено сводообразное поднятие Балтийского щита, которое продолжается со скоростями, в пределах российской территории достигающими 7 мм/год и плавно снижающимися до нулевых. Горизонтальные смещения пунктов GPS на исследуемой территории в системе координат ITRF2008 и ITRF2014 имеют северо-восточное направление и среднюю скорость от 21 - 24 мм/год на севере до 28 мм/год на юге региона. Выявлено чередование продольных зон сжатия и растяжения, составляющее несколько единиц на 10⁻⁸ в год, а также локальные аномальные участки с концентрацией зон растяжения, присущих в основном сводовому поднятию. Анализ движений и деформаций на Кавказе показал, что наблюдаются региональное поперечное сжатие и продольное растяжение рассматриваемого региона. Кроме того, встречаются участки аномального сжатия и растяжения, вызванные, возможно, внутренними локальными факторами. По многолетним спутниковым геодезическим измерениям вдоль Курильской островной дуги изучены состояние сейсмофокальной зоны и проявление различных деформационных механизмов в поверхностных смещениях. Определены факторы, сочетание которых объясняет разнообразный характер наблюдаемых движений: пространственно-временные вариации режима межплитового скольжения, вязкоупругая постсейсмическая релаксация астеносферы, стационарное возвратное мантийное течение, клавишная структура фронтальной части зоны субдукции. Выделенные на фоне переходных процессов стационарные компоненты смещений, которые можно ассоциировать с межплитовым сцеплением и подлитосферными течениями, позволили охарактеризовать межсейсмическое состояние различных частей Курильской островной дуги. В частности, особенности сейсмического режима в районе средних Курил, проявляющиеся в длительных интервалах сейсмического затишья, прерываемых сильными парными землетрясениями, могут быть обусловлены зоной предполагаемого перехода от сильного межплитового сцепления на юго-западе к слабому сцеплению в сочетании с возвратным подлитосферным течением на северо-востоке. Проведен анализ зарубежных образцов спутниковых гравиградиентометров. Представлен вариант экспериментального образца бортового гравиградиентометра (БГГМ). Разработана и изготовлена специальная система для тестирования гравиметров и наклономеров, с помощью которой можно экспериментально проверить коэффициент преобразования «перемещение х - изменение дифференциальной ёмкости ∆С». Выполнен эксперимент по определению шумовых характеристик оптического датчика перемещений. Из сравнения шумовых характеристик емкостного и фотоэлектрического датчиков перемещения показано, что в конкретных исполнениях датчиков шумы фотоэлектрического датчика перемещений как минимум в два раза меньше, чем у емкостного и его усовершенствованные варианты могут конкурировать с емкостными датчиками перемещений.