УДК 551:550.34

Характеристики современных горизонтальных движений в зонах заметных землетрясений начала XXI в. в центральном секторе Большого Кавказа по данным GPS-наблюдений и их связь с новейшей тектоникой и глубинным строением земной коры

© 2019 г.    Е.А. Рогожин1 *, В.К. Милюков2, 3, А.П. Миронов2, А.Н. Овсюченко1, А.В. Горбатиков1, Н.В. Андреева1, Р.Н. Лукашова1, В.Н. Дробышев3, Х.М. Хубаев3

1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга (ГАИШ МГУ), г. Москва, Россия

3 Владикавказский научный центр РАН, г. Владикавказ, Республика Северная Осетия–Алания, Россия

*e-mail: eurog@ifz.ru

Аннотация. Анализ результатов GPS-измерений, выполненных впервые вдоль пересекающего все основные геологические структуры в Осетинском регионе Большого Кавказа геодезического профиля, показал, что в зонах недавних сильных землетрясений отмечаются существенные скачки скоростей горизонтальных смещений. Интерпретация материалов измерений проведена в сопоставлении с результатами неотектонических, сейсмотектонических исследований и данными о глубинном строении региона. Максимальное уменьшение современных скоростей поперечного сжатия зафиксировано в зонах Владикавказского и Кахетино-Лечхумского разломов. В зоне Владикавказского разлома возник очаг Хаталдонского землетрясения 11.05.2008 г. с М = 4.5 и интенсивностью в эпицентральной зоне 4 балла. Эпицентральные области Рачинского 1991 г. с М = 7.0, а также Джавского 1991 г. с М = 6.2, Онийского-I 06.02.2006 г. с М = 5.0 и Онийского-II 07.09.2009 г. с М = 6.0 землетрясений захватили блоки верхней коры в пределах Кахетино-Лечхумской шовной зоны в подножьи Южного склона Большого Кавказа. Полностью подтвердилось прогнозируемое ранее существенное снижение скорости горизонтальных движений по окончании сейсмической активизации в зонах этих катастрофических сейсмических событий.

Ключевые слова: геодинамика, спутниковая геодезия, Горная Осетия, GPS-пункт, сейсмотектоника, земная кора, Большой Кавказ, землетрясение.

https://doi.org/10.21455/GPB2019.1-8

Цитирование: Рогожин Е.А., Милюков В.К., Миронов А.П., Овсюченко А.Н., Горбатиков А.В., Андреева Н.В., Лукашова Р.Н., Дробышев В.Н., Хубаев Х.М. Характеристики современных горизонтальных движений в зонах заметных землетрясений начала XXI в. в центральном секторе Большого Кавказа по данным GPS-наблюдений и их связь с новейшей тектоникой и глубинным строением земной коры // Геофизические процессы и биосфера. 2019. Т. 18, № 1. С. 91–102. https://doi.org/10.21455/GPB2019.1-8

Литература

Арефьев С.С., Плетнев К.Г., Татевосян Р.Э. и др. Рачинское землетрясение 1991 г.: Результаты полевых сейсмологических наблюдений // Физика Земли. 1993. № 3. С. 12–23.

Арефьев С.С., Рогожин Е.А., Быкова В.В., Дорбат К. Глубинная структура очаговой зоны Рачинского землетрясения по сейсмотомографическим данным // Физика Земли. 2006. № 1. С. 30–44.

Габсатарова И.П. Онийское-II землетрясение 7 сентября 2009 г. с КР = 14.2, МS = 5.8 (Грузия) // Землетрясения Северной Евразии. 2009 год. Обнинск: ГС РАН, 2015. С. 325–333.

Габсатарова И.П., Головкова Л.В., Селиванова Е.А. Онийское-I землетрясение 6 февраля 2006 г. с MS = 5.0, I0р = 6 (Грузия) // Землетрясения Северной Евразии. 2006 год. Обнинск: ГС РАН, 2012. С. 308–313.

Габсатарова И.П., Погода Э.В., Головкова Л.В. Хаталдонское землетрясение 11 мая 2008 г. с КР = 10.2, I0 = 4 (Северная Осетия–Алания) // Землетрясения Северной Евразии. 2008 год. Обнинск: ГС РАН, 2014. С. 330–336.

Горбатиков А.В., Овсюченко А.Н., Рогожин Е.А., Степанова М.Ю., Ларин Н.В. Строение зоны Владикавказского разлома по результатам изучения комплексом геолого-геофизических методов // Вопросы инженерной сейсмологии. 2010. Т. 37, № 3. С. 36–44.

Горбатиков А.В., Овсюченко А.Н., Рогожин Е.А., Степанова М.Ю., Ларин Н.В. Сейсмотектоника и глубинное строение зоны Владикавказского активного разлома // Геофизические исследования. 2011. Т. 12, № 1. С. 47–59.

Горбатиков А.В., Рогожин Е.А., Степанова М.Ю., Харазова Ю.В., Андреева Н.В.,  Передерин Ф.В., Заалишвили В.Б., Мельков Д.А., Дзеранов Б.В., Дзебоев Б.А., Габараев А.Ф. Особенности глубинного строения и современной тектоники Большого Кавказа в Осетинском секторе по комплексу геофизических данных // Физика Земли. 2015. № 1. С. 3–14. DOI: 10.7868/S000233371501007X

Захарова А.И., Габсатарова И.П., Старовойт О.Е., Чепкунас Л.С. Основные параметры очага Рачинского землетрясения и его афтершоков // Физика Земли. 1993. № 3. С. 24–41.

Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра, 1968. 483 с.

Милюков В.К., Миронов А.П., Рогожин Е.А., Стеблов Г.М. Оценки скоростей современных движений Северного Кавказа по GPS-наблюдениям // Геотектоника. 2015. № 3. С. 56–65. DOI: 10.7868/S0016853X15030042

Овсюченко А.Н., Новиков С.С., Ларьков А.С., Мараханов А.В. Особенности сейсмотектоники и древние землетрясения Южной Осетии. Ч. 1 // Вестн. ВНЦ РАН и РСО-А. 2011а. Т. 12, № 3. С. 55–68.

Овсюченко А.Н., Новиков С.С., Ларьков А.С., Мараханов А.В. Особенности сейсмотектоники и древние землетрясения Южной Осетии. Ч. 2 // Вестн. ВНЦ РАН и РСО-А. 2011б. Т. 12, № 4. С. 57–63.

Прилепин М.Т., Баласанян С., Баранова С.М., Гусева Т.В., Мишин А.В., Надария М., Рогожин Е.А., Розенберг Н.К., Сковородкин Ю.П., Хамбургер М., Кинг Р., Рейлингер Р. Изучение кинематики Кавказского региона с использованием GSP-технологии // Физика Земли. 1997. № 6. С. 68–75.

Рогожин Е.А., Рейснер Г.И., Иогансон Л.И. Оценка сейсмического потенциала Большого Кавказа и Апеннин независимыми методами // Геофизика и математика ХХI в. Современные математические и геологические модели в задачах прикладной геофизики. М.: ОИФЗ РАН, 2001. С. 279–299.

Рогожин Е.А., Лутиков А.И., Овсюченко А.Н., Донцова Г.Ю., Кучай М.С., Родина С.Н. Опыт детального сейсмического районирования Северного Кавказа // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2013. № 4. С. 38–42.

Рогожин Е.А., Овсюченко А.Н., Лутиков А.И., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Горбатиков А.В. Эндогенные опасности Большого Кавказа. М.: ИФЗ РАН, 2014. 256 с.

Старовойт О.Е., Михайлова Р.С., Рогожин Е.А., Левина В.И.  Северная Евразия // Землетрясения Северной Евразии. 2008 год. Обнинск: ГС РАН, 2014. С. 14–40.

Трифонов В.Г., Соболева О.В., Трифонов Р.В., Востриков Г.А. Современная геодинамика Альпийско-Гималайского коллизионного пояса. М.: ГЕОС, 2002. 224 с.

Уломов В.И., Шумилина Л.С. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации – ОСР-97. М. 1 : 8 000 000. Объяснительная записка и список городов и населенных пунктов, расположенных в сейсмоопасных районах. М.: ОИФЗ РАН, 1999. 57 с.

Gu Guohua, Wang Wuxing, Xu Yueren, Li Wenjun. Horizontal crustal movements before the great Wenchuan earthquake obtained from GPS-observations in the regional network // Earthq. Sci. 2009. V. 22, N 5. P. 471–478.

Liu Xia, Sun Dongyin, Ma Jin. Prensent-day deformation and state of Longmenshan fault from GPS results comparatibe research on active faults in Sichuan–Yunan region // Chinese J. Geophys. 2014. V. 54, N 4. P. 1091–1100. (in Chinese).

Milyukov V.K., Mironov A.P., Ovsyuchenko A.N., Rogozhin E.A., Gorbatikov A.V., Drobyshev V.N., Khubaev Kh.M., Nikolaev A.V. Velocities of present-day horizontal movements in the central sector of the Greater Caucasus according to GPS-observations and their relation to tectonics and the deep structure of the Earth’s crust // Dokl. Earth Sci. 2018. V. 481, Pt. 1. P. 879–882.

Moreno M., Rosenau M., Oncken O. Maule earthquake slip correlates with pre-seismic locking of Andean subduction zone // Nature. 2010. V. 467 (7312). P. 198–202.

Nikolaeva E., Walter T.R. In SAR observations of the 2009 Racha earthquake, Georgia // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2016. P. 2137–2144. https://doi.org/10.5194/nhess-16-2137-2016, 2016

Steblov G.M., Kogan M.G., Levin B.V., Vasilenko N.F., Prytkov A.S., Frolov D.I. Coseismic and postseismic deformations from great 2006–2007 Kuril earthquakes revealed by regional GPS-observations // Eos Trans. AGU. 2007. V. 88, N 52. Fall Meet. Suppl., Abstr. G13A-0916.

Wells D.L., Coppersmith K.J. New empirical relationships among magnitude, rupture length rupture width, rupture area, and surface displacement // Bull. Seismol. Soc. Amer. 1994. V. 84, N 4. P. 974–1002.

Сведения об авторах

РОГОЖИН Евгений Александрович – доктор геолого-минералогических наук, профессор, заместитель директора, руководитель Координационного прогностического центра, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-87-15. E-mail: eurog@ifz.ru

МИЛЮКОВ Вадим Константинович – доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга (ГАИШ МГУ). 119234, г. Москва, Университетский просп., д. 13; старший научный сотрудник, Владикавказский научный центр РАН. 362027, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ, ул. Маркуса, д.  22. Тел.: +7 (495) 939-16-34. E-mail: vmilyukov@yandex.ru

МИРОНОВ Алексей Павлович – научный сотрудник, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга (ГАИШ МГУ). 119234, г. Москва, Университетский просп., д. 13. Тел.: +7 (495) 939-16-34. E-mail: almir@physics.msu.ru 

ОВСЮЧЕНКО Александр Николаевич – кандидат геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-90-15. E-mail: ovs@ifz.ru 

ГОРБАТИКОВ Андрей Вениаминович – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. E-mail: avgor70@mail.ru

АНДРЕЕВА Надежда Вячеславовна – научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-02-01. E-mail: znv@ifz.ru

ЛУКАШОВА Раиса Николаевна – научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: +7 (499) 254-93-97. E-mail: lur@ifz.ru 

ДРОБЫШЕВ Валерий Николаевич – инженер-исследователь, Владикавказский научный центр РАН. 362027, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ, ул. Маркуса, д.  22. Тел.: +7 (867) 250-18-31. E-mail: dvn4444@rambler.ru

ХУБАЕВ Харитон Майорович – инженер-исследователь, Владикавказский научный центр РАН. 362027, Республика Северная Осетия – Алания, г. Владикавказ, ул. Маркуса, д.  22. Тел.: +7 (867) 250-18-31. E-mail: hariton.hubaev@rambler.ru

Characteristics of the modern horizontal movements in the zones of the strong and moderate earthquakes in the beginning of the XXI century in the central sector of the Greater Caucasus according to GPS-observations and their connection with the Earth's crust neotectonics and deep structure

© 2019   E.A. Rogozhin1 *, V.K. Milyukov2, 3, A.P. Mironov2, A.N. Ovsyuchenko1,
A.V. Gorbatikov1, N.V. Andreeva1, R.N. Lukashova1, V.N. Drobyshev3, Kh.M. Khubaev3

1 Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

2 Lomonosov Moscow State University, Sternberg Astronomical Institute, Moscow, Russia

3 Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, Vladikavkaz, Republic of North Ossetia–Alania, Russia

Abstract. Analysis of the results of GPS-measurements made for the first time along a geodesic profile intersecting all the main geological structures in the Ossetian region of the Greater Caucasus showed that in zones of recent strong earthquakes there are significant jumps in the velocity of horizontal displacements. Interpretation of the measurement materials was performed in comparison with the results of neotectonic, seismotectonic studies and data on the deep structure. The maximum decrease in the current transverse compression velocities was recorded in the zones of the Vladikavkaz and Kakhetino-Lechkhum faults. In the zone of the Vladikavkaz fault, a center of the Khataldon earthquake appeared on May 11, 2008 with M = 4.5 and with intensity of 4 in the epicentral zone. The epicentral regions of Rachinsky 1991 with M = 7.0, as well as Dzhavsky 1991 with M = 6.2, Oniysky-I on February 6, 2006 with M = 5.0 and Oniysky-II on September 7, 2009 from M = 6.0,  had covered blocks of the upper crust within the Kakhetino-Lechkhum suture zone at the foot of the southern slope of the Greater Caucasus.The previously predicted significant decrease in the rate of horizontal movements after the seismic activation in the areas of these catastrophic seismic events of 1991, 2006 and 2009 on the southern slope of the Greater Caucasus was fully confirmed.

Keywords: geodynamics, satellite geodesy, Mountain Ossetia, GPS, seismotectonics, Earth crust, Greater Caucasus, earthquake.

About the authors

ROGOZHIN Evgeny A. – Dr. Sci. (Geol.-Min.), professor, head of department, head of laboratory, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (499) 254-87-15. E-mail: eurog@ifz.ru

MILYUKOV Vadim K. – Dr. Sci. (Phys. and Math.), head of laboratory, Lomonosov Moscow State University, Sternberg Astronomical Institute. Moscow, Russia; senior researcher, Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. Vladikavkaz, Republic of North Ossetia–Alania, Russia. Tel.: +7 (495) 939-16-34. E-mail: vmilyukov@yandex.ru

MIRONOV Alexey P. – science researcher,  Lomonosov Moscow State University Sternberg Astronomical Institute. Moscow, Russia. Tel.: +7 (495) 939-16-34. E-mail: almir@physics.msu.ru

OVSYUCHENKO Alexander N. – Cand. Sci. (Geol.-Min.), head of laboratory, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (499) 254-90-15. E-mail: ovs@ifz.ru

GORBATIKOV Andrey V. – Cand. Sci. (Phys. and Math.), leading researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. E-mail: avgor70@mail.ru

ANDREEVA Nadezhda V. – science researcher,  Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (499) 254-02-01. E-mail: znv@ifz.ru

LUKASHOVA Raisa N. – science researcher,  Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. Moscow, Russia. Tel.: +7 (499) 254-93-97. E-mail: lur@ifz.ru

DROBYSHEV Valery N. – engineer-researcher, Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. Vladikavkaz, Republic of North Ossetia–Alania, Russia. Tel.: +7 (867) 250-18-31. E-mail: dvn4444@rambler.ru

KHUBAEV Khariton M. – engineer-researcher, Vladikavkaz Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. Vladikavkaz, Republic of North Ossetia–Alania, Russia. Tel.: +7 (867) 250-18-31. E-mail: hariton.hubaev@rambler.ru

Cite this article as: Rogozhin E.A., Milyukov V.K. , Mironov A.P. , Ovsyuchenko A.N., Gorbatikov A.V., Andreeva N.V., Lukashova R.N., Drobyshev V.N., Khubaev Kh.M. Characteristics of the modern horizontal movements in the zones of the strong and moderate earthquakes in the beginning of the XXI century in the central sector of the Greater Caucasus according to GPS-observations and their connection with the neotectonics and deep structure of the Earth’s crust, Geofizicheskie Protsessy i Biosfera (Geophysical Processes and Biosphere), 2019, vol. 18, no. 1, pp. 91–102 (in Russian). https://doi.org/10.21455/gpb2019.1-8

English version: Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics, 2019, vol. 55, iss. 7. ISSN: 0001-4338 (Print), 1555-628X (Online). URL: https://link.springer.com/journal/volumesAndIssues/11485