Смещения земной поверхности и геофизические поля в районе катастрофического землетрясения Тохоку-Оки (Mw=9.0), которое произошло в Японии 11 марта 2011 г, зафиксированы с очень высокой точностью и детальностью. Эти данные включают три компоненты вектора смещений на многочисленных стационарных пунктах GPS, входящих в японскую систему GEONET, оценки смещений земной поверхности по радарным снимкам спутников ENVISAT и ALOS. Кроме того в этом районе на дне океана установлены транспондеры, смещения которых были зафиксированы путем определения их положения с надводных кораблей (Sato et al., 2014). Ежемесячные гравитационные модели спутников ГРЕЙС также позволяют исследовать косейсмические и постсейсмические процессы в районах крупных землетрясений (например, Mikhailov et al., 2013, Михайлов и др., 2014). К настоящему времени построен ряд моделей поверхности сейсмического разрыва, определяющих ее геометрию и поле смещений (см. Watanabe et al., 2014). Эти модели обычно базируются на одной, максимум двух группах из перечисленных выше данных, поэтому полученные результаты различаются по положению области максимального смещения на поверхности разрыва и по его амплитуде.
Построение модели, основанной на всех имеющихся данных, осложняется рядом проблем. Данные системы GEONET весьма точны, среднеквадратическая погрешность горизонтальной компоненты вектора смещений оценивается в 3 мм, вертикальной компоненты в 15 мм, но станции расположены на островах, относительно далеко от очаговой зоны землетрясения. Пункты определения смещений на дне океана расположены непосредственно над очаговой зоной, горизонтальные смещения во время землетрясения здесь достигли 24 м (Sato et al., 2014). Однако точность определения смещений оценивается в 0.5 м и, кроме того, повторные измерения проводились с интервалом в несколько месяцев, поэтому трудно разделить косейсмические и постсейсмические смещения (Perfettini, Avouac, 2014). Данные спутниковой радарной интерферометрии позволили оценить смещения, вызванные землетрясением, для значительной части территории Японии. Однако, также как и данные сети GEONET, эти измерения характеризуют области удаленные от очаговой зоны. Интервал спутниковой радарной съемки также составляет около одно месяца, поэтому фиксируются и косейсмические и постсейсмические смещения. Гравитационные модели спутников Грейс равномерно покрывают и океаническую и континентальную поверхность области вокруг очаговой зоны. Изменения гравитационного поля в основном связаны с изменением плотности пород литосферы и мантии в результате изменения из напряженного состояния во время и после землетрясения. Разрешение этих моделей относительно невелико (максимум 96 сферических гармоник, что соответствует аномалии размером около 100 км), но эти данные важны потому, что они характеризуют не смещения земной поверхности, а глубинные процессы.
В докладе будет представлена методология совместной интерпретации всех имеющихся для землетрясения Тохоку-Оки групп данных и новая модель поверхности разрыва и поля смещений на ней. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 18-05-00159). Временные ряды смещений на пунктах GPS получены нами от группы ARIA, работающей в JPL и Caltech (США). Эти смещения были рассчитаны на основании первичных данных сети GEONET RINEX, принадлежащей Geospatial Information Authority (GSI) Японии. Спутниковые радарные снимки предоставлены Европейским космическим агентством. В работе использованы гравитационные спутниковые модели Center for Space Research, The University of Texas at Austin, USA. В расчетах использован пакет Static1D (F. Pollitz, USA). Всем им авторы выражают благодарность.