Методика диференціації кінематики Антарктичної тектонічної плити, спричинену дією внутрішніх та зовнішніх сил, за результатами супутникових геодезичних вимірів. Розробка геодинамічної моделі тектонічного розлому, який знаходиться в даному районі.
Аннотация к работе
Глобальний, регіональний та локальний геодезичні моніторинги сучасної кінематики земної кори належать до безпосередніх і надійних методів дослідження та прогнозування тектонічної активності територій. Зокрема застосування такої методики опрацювання вимірів у просторових геодезичних мережах і дослідження зміни кінематичних та деформаційних параметрів є особливо актуальне для Антарктичного континенту, який відіграє ключову роль у формуванні сучасної геодинаміки та клімату на всій планеті. Ці зміщення є проявом сумарної дії сил на тектонічну плиту, які умовно можна розділити на дві групи. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що в роботі вперше розроблено теоретичні основи методики диференціації векторів швидкостей зміщень тектонічних плит на складові, викликані дією внутрішніх та зовнішніх сил і загальним рухом тектонічної плити, її деформацією та ротацією. Існуючі методи визначення ротаційних параметрів руху тектонічної плити використовують абсолютні зміщення перманентних GPS-станцій, а розроблена методика визначає ці параметри за зміщеннями станцій, які викликані дією внутрішніх та зовнішніх сил, що дозволяє глибше дослідити механізм кінематики тектонічних плит.У вступі розкрито актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету та її основні завдання, наведено основні наукові результати роботи та їхнє практичне значення, сформульовано основні положення, що виносяться на захист, викладено відомості про апробацію роботи, повноту публікації результатів та їх впровадження. У другому розділі “Кінематика Антарктичної тектонічної плити за даними gps-спостережень” теоретично обгрунтовано та розроблено математичний апарат методики розкладу абсолютних векторів зміщень тектонічних плит, визначених за результатами тривалих вимірів перманентних GPS-станцій на складові, спричинені дією внутрішніх та зовнішніх сил, загальним зміщенням плити, її ротацією та деформацією. Для цього розроблено методику визначення полюса та швидкості обертання тектонічних плит за даними вимірів перманентних GPS-станцій. Міжнародна геодинамічна служба IGS на основі опрацювання тривалих рядів супутникових вимірів GPS-станцій визначає їх зміщення в геоцентричній системі координат ITRF. Оскільки ці зміщення є проявом сумарної дії двох встановлених нами груп сил і умовно названих внутрішніми і зовнішніми, то виникає задача за результатами цих вимірів розкладу абсолютного вектора швидкості на дві складові, обумовлені дією цих сил.На основі довготривалих GPS-вимірів із застосуванням цих методик виконано дослідження геодинаміки Антарктичної тектонічної плити та розподілу її кінематичних та деформаційних параметрів. На основі проведеного аналізу методів дослідження рухів літосферних плит можна стверджувати, що сучасні геодезичні супутникові методи завдяки оперативності, безперервності і високій точності є визначальними для дослідження сучасної кінематики тектонічних блоків земної кори. Геофізичні та геологічні методи є ефективні у вивченні давніх тектонічних рухів, а при дослідженні сучасної кінематики літосферних плит дозволяють тільки доповнювати або інтерпретувати результати геодезичних вимірів. Теоретично обґрунтовано та розроблено методику розрахунку зміщень перманентних GPS-станцій, викликаних дією внутрішніх та зовнішніх сил, а також диференціації їх на складові, викликані загальним рухом плити, її деформацією та ротацією, що відкриває можливості дослідження впливу дії сил різної фізичної природи на зміну кінематичних параметрів тектонічних плит. У результаті виконаних досліджень виявлено, що дія внутрішніх сил на Антарктичну тектонічну плиту призводить до її деформації та обертання навколо фіксованого центру.
План
. Основний зміст роботи
Вывод
У дисертаційній роботі теоретично обґрунтовано та розроблено нові методики опрацювання супутникових геодезичних вимірів. На основі довготривалих GPS-вимірів із застосуванням цих методик виконано дослідження геодинаміки Антарктичної тектонічної плити та розподілу її кінематичних та деформаційних параметрів. Узагальнюючи результати цих досліджень, можна зробити такі висновки.
1. На основі проведеного аналізу методів дослідження рухів літосферних плит можна стверджувати, що сучасні геодезичні супутникові методи завдяки оперативності, безперервності і високій точності є визначальними для дослідження сучасної кінематики тектонічних блоків земної кори. Геофізичні та геологічні методи є ефективні у вивченні давніх тектонічних рухів, а при дослідженні сучасної кінематики літосферних плит дозволяють тільки доповнювати або інтерпретувати результати геодезичних вимірів.
2. Теоретично обґрунтовано та розроблено методику розрахунку зміщень перманентних GPS-станцій, викликаних дією внутрішніх та зовнішніх сил, а також диференціації їх на складові, викликані загальним рухом плити, її деформацією та ротацією, що відкриває можливості дослідження впливу дії сил різної фізичної природи на зміну кінематичних параметрів тектонічних плит.
3. Використовуючи розроблені методики, виконано диференціацію кінематики Антарктичної тектонічної плити за результатами спостережень шести перманентних GPS-станцій. У результаті виконаних досліджень виявлено, що дія внутрішніх сил на Антарктичну тектонічну плиту призводить до її деформації та обертання навколо фіксованого центру. Кутова швидкість обертання тектонічної плити складає W°=(0,174±0,026)*10-6 за рік. Отримані результати підтверджує теорія пришвидшеного обертання внутрішнього ядра Землі порівняно з іншими її геосферами. Обертання внутрішнього ядра спричиняє обертання зовнішнього ядра, мантії та тектонічних плит, зосереджених біля полюсів обертання Землі. Крім цього, цю гіпотезу підтверджує положення полюса Ейлера, визначене за розробленою методикою, яке є максимально наближеним до південного полюса, на відміну від полюсів Ейлера, визначених за існуючими моделями глобальної кінематики тектонічних плит.
4. Під дією зовнішніх сил тектонічна плита зазнає виключно загального зміщення у північно-західному напрямку з швидкістю 1.9± 1,0 (мм/рік). Це пояснюється існуванням між Антарктичною та Австралійською плитами зони спредингу, яка спричиняє певний тиск на Антарктиду власне у північно-західному напрямку.
5. За результатами повторних GPS-спостережень, виконаних на території Антарктичного півострова і на геодинамічному полігоні архіпелагу „Аргентинські острови”, встановлено, що значення дилатації для даної території набувають значень від 9,6*10-81/рік до -1,4*10-6 1/рік та в середньому складають -1,58*10-7 1/рік, що свідчить про стискання цієї території. Різноманітність за напрямом і величиною рухів і деформацій земної кори на території Антарктичного півострова свідчить про значну диференціацію земної кори на окремі геодинамічно незалежні тектонічні блоки і структури. Екстремальні зміщення та деформаційні параметри зафіксовані у районі архіпелагу “Аргентинські острови”, що, викликано активністю зафіксованого тут тектонічного розлому. Аналіз векторних зміщень геодезичних пунктів вказує, що ця структура має характер класичного скиду з нахиленою поверхнею розриву та складну ступінчасту будову, утворену із чотирьох мікроблоків.
6. На основі аналізу результатів геодезичних супутникових вимірів, проведених на глобальному, регіональному та локальному рівнях у різних районах Антарктиди, встановлено значну диференціацію та неоднорідність рухів та деформацій земної кори. Середня та максимальна абсолютні швидкості руху мікроплит Антарктики (крім Антарктичного півострова) приблизно на 60% більші від відповідних швидкостей загального руху Антарктичної тектонічної плити. На нашу думку, мікроплити успадковують рух плити та зазнають власних переміщень, які викликані їх взаємодією та активністю тектонічних розломів. Максимальну абсолютну швидкості руху серед мікроплит має Антарктичний півострів, що свідчить про підвищену тектонічну активність даного регіону, яка підтверджується геолого-геофізичними дослідженнями.
Список литературы
1.Третяк К.Р., Голубінка Ю. Дослідження горизонтальних деформацій земної поверхні Антарктичного півострова за результатами GPS-спостережень // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - 2005. - С. 229-235.
2.Третяк К. Р., Голубінка Ю. І. Диференціація кінематики Антарктичної тектонічної плити за даними перманентних GPS-станцій // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - 2005. - Вип. ІІ .- С. 113-120.
3.Третяк К. Р., Голубінка Ю. І. Дослідження сучасних горизонтальних рухів Антарктичної тектонічної плити за даними GPS-спостережень // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - 2006. - Вип. І (11). - С. 103 - 114.
4.Третяк К. Р., Голубінка Ю. І., Кульчицький А. Я. Геодинамічні дослідження тектонічного розлому протоки Пенола (Антарктичний півострів, архіпелаг Аргентинські острови) // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - 2006. - Вип. ІІ (12). - С. 134 - 140.
5.Третяк К.Р., Кульчицький А.Я., Голубінка Ю.І. Геологічна інтерпретація сучасної динаміки Антарктичної тектонічної плити // Геодезія, картографія і аерофотознімання.- Львів. - 2006. - Вип. 67. - С. 24-30.
6.Третяк К.Р., Кульчицький А.Я., Голубінка Ю.І. Результати геодезичного моніторингу Антарктичної літосферної плити та їх геологічна інтерпретація // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. - 2007. - Вип. ІІ. - С. 57-67.
7.Третяк К. Р., Голубінка Ю. І. Сучасні горизонтальні рухи земної поверхні Антарктичного півострова // Тези другої української антарктичної конференції „Антарктичний півострів - ключовий регіон для досліджень змін у навколишньому середовищі”. - Київ. - 2004. - С 29.
8. Третяк К. Р., Голубінка Ю. І. Кінематика Антарктичної тектонічної плити за даними перманентних GPS-станцій // Х-ий міжнародний науково-технічний симпозіум "Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища". - Алушта: ЛАГТ - 2005. - C. 243-247.
9.Третяк К. Р., Голубінка Ю. І., Кульчицький А. Я. Диференціація сучасних горизонтальних рухів Антарктичної тектонічної плити за даними GPS- спостережень // Збірник тез доповідей 3-ої міжнародної конференції “Наукові дослідження в Антарктиді”. - МОН. - м. Київ. - 2006. - С 96-97.
10.Третяк К., Голубінка Ю., Заблоцький Ф., Дульцев А., Бабій Л., Смірнова О. Дослідження кінематики та локальних деформацій Антарктичної тектонічної плити за даними GPS-спостережень // Збірник наукових праць “Новітні досягнення геодезії, геоінформатики та землевпорядкування Європейський досвід”. - Чернігів. - 2006. - с. 34-35.
11.Третяк К.Р., Голубінка Ю.І. Оцінка та диференціація рухів земної кори Антарктики // Український Антарктичний Журнал. - 2006. - №4-5. - С. 72-83.
12.Третяк К.Р., Заблоцький Ф.Д., Голубінка Ю.І., Кульчицький А.Я. Диференціація просторових рухів земної поверхні Аргентинських островів та прилеглої території Антарктичного півострова // ХІ-ий міжнародний науково-технічний симпозіум "Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища". - Алушта: ЛАГТ - 2006. - C. 182-185.
13.Третяк К. Р., Голубінка Ю. І., Кульчицький А. Я. GPS-моніторинг кінематики Антарктичної літосферної плити та спроби його геологічної інтерпретації // ХІІ-ий міжнародний науково-технічний симпозіум "Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища". - Алушта: ЛАГТ - 2007. - C. 233-236.