Совместная интерпретация наземных и спутниковых данных о смещениях земной поверхности в результате Олюторского (20.04.2006 Камчатка, Россия) и Горха (25.04.2015, Непал) землетрясений

Данные о полях смещений в результате землетрясений, зарегистрированные наземными и спутниковыми системами наблюдений (геодезия, глобальные навигационные спутниковые системы – ГНСС, спутниковые радары с синтезированной апертурой – РСА интерферометрия и др.), позволяют детально исследовать геометрию поверхности сейсмического разрыва и распределение вдоль поверхности разрыва направления и амплитуды смещений. Эти данные важны для исследования полей напряжений в земной коре, их эволюции во времени, для оценки сейсмической опасности.
Современные спутниковые (ГНСС и РСА интерферометрия) позволяют с высокой точностью и детальностью реконструировать поля смещений, в том числе в труднодоступных горных районах. При этом возникает нетривиальная проблема совместной интерпретации разнородных и разноточных наземных и спутниковых данных. Действительно, данные спутниковой геодезии, например, позволяют с высокой точностью оценить смещения на север и восток, точность определения вертикальных смещений обычно существенно ниже. Данные РСА интерферометрии характеризуют смещения на территориях площадью в несколько сотен квадратных километров, но при этом смещения определяются в направлении на спутник, что затрудняет непосредственное сопоставление этих данных с данными ГНСС.
Основной метод интерпретации разнородных данных это решение обратной задачи в рамках геодинамической модели исследуемого процесса. Для сейсмических событий поверхность разрыва может быть представлена в виде набора прямоугольных элементов. В качестве функции Грина выступает решение задачи для смещений на поверхности упругого полупространства (Okada, 1984) или радиально расслоенной упругой сферы (Pollitz, 1991) в результате смещений по падению или простиранию на заданном прямоугольном элементе. В этом случае задача сводится к решению системы линейных уравнений относительно смещений по простиранию и по падению на каждой элементарной площадке. В случае, когда геометрия поверхности разрыва не известна, ее аппроксимируют небольшим количеством прямоугольных элементов и решают нелинейную обратную задачу определения размеров прямоугольников, их угла падения и простирания, а также и смещений по падению и простиранию на каждом элементе (например, Михайлов и др., 2007).
Постановка обратной задачи определяется объемом и качеством имеющихся данных. Так для Олюторского (20.04.2006 Камчатка, Россия) землетрясения авторы располагали наземными данными о положении выходов разрывов на поверхность, несколькими парными интерферограммами, покрывающими период землетрясения и его главных афтершоков, и сейсмологическими CMT решениями для них. Для землетрясений Горха (25.04.2015, Непал) объем данных существенно больше: парные интерферограммы за различные периоды времени с восходящего и нисходящего треков, данные региональной сети GPS.
В докладе будут рассмотрены основные результаты для этих событий. В частности, для Олюторского землетрясения получено, что разрывы на земной поверхности маркируют тыловой сдвиг с небольшой надвиговой компонентой, а основные смещения произошли на погребенной поверхности разрыва, уходящей от разрывов на поверхности на северо-запад в сторону Ветвейского хребта.
Работа выполнена при финансовой поддержке совместного российско-индийского проекта РНФ-DST India: грант Российского научного фонда № 16-47-02003, грант INT/RUS/RSF/P-13 Департамента науки и технологии Правительства Индии. Авторы благодарят Европейское космическое агентство ESA и Японское космическое агентство JAXA за предоставленные РСА снимки.