Геодинамические исследования Восточно-Европейской платформы по ГНСС-данным

Н. В. Щербакова¹, В. Л. Горшков¹, С. Д. Петров², П. В. Мовсесян², С. С. Смирнов^1,2, Д. А. Трофимов²

¹ГАО РАН, г. Санкт-Петербург, Россия

²СПбГУ, г. Санкт-Петербург, Россия

Геодинамика Восточно-европейской платформы (ВЕП) проявляется в виде изостатического послеледникового поднятия Фенноскандии и сейсмической региональной активности на северо-западе ВЕП, и почти полным отсутствием вертикальной динамики и сейсмичности на осадочных просторах Русской равнины. Эти процессы вызывают постоянную деформацию земной коры на несколько миллиметров в год, как по вертикали, так и по горизонтали. Поле скоростей ГНСС-станций является исходным материалом для изучения и мониторинга этих процессов. Однако для региональных исследований такого рода требуется достаточно плотная сеть станций с продолжительной историей мониторинга. Такое однородно обработанное в системе ITRF2014 с помощью пакета GIPSY 6.4 (JPL) поле скоростей нескольких сотен ГНСС-станций на территории ВЕП и её окрестностей поддерживается нами на протяжении более десятка лет.

Евразийская тектоническая плита состоит из многочисленных разнородных и разновозрастных геологических структур. Одной из них является ВЕП, которая, в свою очередь, также имеет достаточно сложную геологическую структуру. Наиболее крупными их них являются Фенноскандия, почти полностью состоящая из докембрийских кристаллических образований Балтийского щита, и вторая по величине в мире —Русская (Восточно-Европейская) равнина (РР), представленная осадочными породами разных эпох. Для изучения геодинамики региона важно, что основанием РР служат Русская плита (РП) с докембрийским кристаллическим фундаментом и, частично на юге, Скифская плита с палеозойским складчатым фундаментом. В геологической истории различных структур ВЕП были этапы их поднятий, опусканий и других взаимных дислокаций, в том числе обусловленных неоднократными мощными ледниковыми покровами в четвертичном периоде. Проявления последнего оледенения до сих пор наблюдаются как послеледниковое поднятие Фенноскандии.

Благодаря всё возрастающей плотности и в меньшей степени точности определений геодезических координат постоянных ГНСС-станций появляется возможность мониторинга этих медленных геодинамических процессов. В глобальных масштабах эти наблюдения давно используются для изучения движения геотектонических плит. Именно благодаря многочисленности и, местами, высокой плотности ГНСС-станций стало возможным выделить уже несколько десятков таких плит и реализовать с привлечением других средств проект глобального мониторинга возникающих напряжений на границах этих плит. Для изучения геодинамики регионов, не расположенных вблизи зон сопряжения тектонических плит, особенно важны плотность сети перманентных ГНСС-станций, однородность их обработки, отсутствие локальных систематических ошибок наблюдений, маскирующих очень слабые искомые геодинамические эффекты медленных геологических процессов.

На территории ВЕП наиболее естественно ожидать проявление этих процессов в зоне сопряжения РП и Фенноскандии ввиду послеледникового поднятия последней. Эти процессы давно и со всей возможной тщательностью изучаются на протяжении последних лет, особенно в рамках проекта BIFROST. К сожалению, в имеющихся глобальных базах скоростей ГНСС-станций NGL и JPL именно территория РР представлена удручающе слабо — менее 20 станций, что серьёзно ограничивает достоверность имеющихся геодинамических оценок. В действительности на ней расположены более тысячи ГНСС-станций, принадлежащих разным, в основном, коммерческим геодезическим организациям России.

Этот недостаток компенсирует поддерживаемая нами в свободном доступе база данных скоростей ГНСС-станций (БДС), позволяющая сохранить для изучения материал недоступный и, главное, постепенно утрачиваемый ввиду ограниченного срока его хранения в коммерческих геодезических предприятиях.

В работе приведены состав и основные характеристики базы данных скоростей ГНСС-станций, приведено её сравнение с другими глобальными аналогичными базами данных, проведён анализ исходного материала и его возможности, вычислены кинематические параметры отдельных регионов ВЕП и получены оценки поля напряжений региона (сопряжения Фенноскандии и РП).