Некоторые результаты изучения вулканических и сейсмических процессов на Камчатке методами радарной спутниковой интерферометрии

Использование космических снимков, выполненных с применением радаров с синтезированной апертурой (SAR) позволяет определять смещения земной поверхности, произошедшие за время между съемками. Это дает возможность исследовать активные геодинамические процессы, в том числе связанные с вулканизмом и землетрясениями. Эффективность спутниковой интерферометрии во многом зависит от природных условий. В частности, горный рельеф, наличие густой растительности или заболачивания летом, мощный снежный покров существенно снижают когерентность радарных снимков и требуют применения специальных подходов для оценки смещений земной поверхности. Именно таким сложным регионом с точки зрения использования методов радарной спутниковой интерферометрии является Камчатка. Несмотря на высокую сейсмическую и вулканическую активность данного региона, до настоящего времени удалось оценить поля смещений земной поверхности лишь для немногих вулканических и сейсмических событий, в основном тех, которые характеризовались большими смещениями. В этих случаях применялись методы дифференциальной радарной интерферометрии, основанные на анализе двух радарных изображений (например, Lundgren, P., et al., 2006, 2015, Ji L. et al., 2013, 2018, Михайлов и др., 2018).
Новые перспективы связаны с запуском спутников Sentinel-1A/B, которые осуществляют регулярную съемку территории Камчатки с интервалом от 6 дней. Новые результаты получены нами с использованием радарных снимков спутников Sentinel-1A для различных районов Камчатки на основе анализа пар снимков, а также более сложных подходов – методов устойчивых и распределенных отражателей. Расчеты проводились в программных пакетах SNAP и ENVI SARscape. В частности, для Южно-Озерновского землетрясения 29.03.2017 г. построена модель поверхности разрыва и получены оценки поля косейсмических смещений в прибрежном районе залива Озерный. Были использованы снимки спутника Sentinel-1A, выполненные с нисходящей орбиты 89 трека от 17.03 и 29.03.2017 г. (снимок от 29.03.2017 г. выполнен в 19:23:15.24, т.е. спустя 15 часов после землетрясения). Снимки со спутника Sentinel-1A (89 трек, 2016 и 2017 гг.) получены из каталога ASF DAAC в июне 2019 г.
Метод малых базовых линий (SBAS) основан на совместном анализе серий радарных снимков, что позволяет фиксировать медленные устойчивые по времени смещения и оценивать средние скорости смещений с точностью до нескольких мм/год. С применением этого метода проанализированы летние серии снимков со спутника Sentinel-1A (60 трек, нисходящая орбита) с 14.05 по 17.10.2017 г. и с 21.05 по 30.09.2018 г. Получены средние скорости и временные серии смещений в направлении видения спутника на лавовых потоках вулкана Толбачик и на склонах вулканов Большая и Малая Удина, в районе которых в последние годы фиксируется повышенная сейсмическая активность.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-35-90092.