Определение смещений рельефа земной поверхности
Инициативный проект www.BlackSea-online.com
Ежегодно землетрясения наносят огромный ущерб в виде тысяч смертей и миллиардов долларов убытков по всему миру. Эти цифры растут по мере увеличения численности населения и, как следствие, заселения сейсмически опасных территорий земного шара. Алтайское землетрясение 27 сентября 2003 года (49.99 N, 87.85 E, M=7.5) было сильнейшим из всех тех, что наблюдались ранее в северной части Алтая. Ранее только два землетрясения с магнитудой М>6.0 были зарегистрированы в северной части Российского Алтая: 21 сентября 1923 года (M = 6.0) и 14 июня 1990 года (M=6.6). Геоинформационные технологии являются одним из приоритетных направлений в области наук о Земле, которые особо интенсивно развивается на протяжении последних лет.
Данное исследование направлено на применение данных дистанционного зондирования и технологий их обработки, в частности, дифференциальной интерферометрии, для изучения смещений земной поверхности территории Горного Алтая в результате землетрясения 27 сентября 2003 года. Используемый подход к исследованию землетрясений позволяет выявить самые незначительные поверхностные смещения с высокой точностью в местах, труднодоступных для полевых исследований.
Рис. 1. Радиолокационный снимок горного Алтая от 23 августа 2003 г .
1 – Курайская впадина, 2 – Чуйская впадин
©ESA, NRCGIT, Digital World, 2006
С использованием техники дифференциальной интерферометрии были проанализированы 2 снимка с пространственным разрешением 29 метров спутника ENVISAT сенсора ASAR, предоставленные Европейским космическим агентством: первый от 23 августа 2003 года (рис. 1), второй от 1 ноября 2003 года (интерферометрическая пара).
Рисунок 2. Картина когерентности интерферометрической пары
©ESA, NRCGIT, Digital World, 2006
Области высокой когерентности соотносятся с областями Курайской и Чуйской впадин (рис. 1, 2), где деформации, произошедшие вследствие землетрясения, отчетливо наблюдаемы. Низкий уровень когерентности, приуроченный к остальной территории, связан с большим временным разрывом между съемками. Учитывая, что один из снимков был произведен в конце августа, другой – в начале ноября, а также учитывая специфику территории, можно утверждать, что низкая когерентность в основном обусловлена выпадением осадков в виде снега в высокогорье.
Рисунок 3. Дифференциальная интерферограмма, полученная в результате
синтеза двух снимков и цифровой модели рельефа SRTM
1 – эпицентр Алтайского землетрясения
©ESA, NRCGIT, Digital World, 2006
На полученной интерферограмме (рис. 3) легко видеть интерферометрические кольца, каждое из которых соответствует смещению, равному половине длины волны, характерной для данного сенсора, в направлении линии наблюдения со спутника (?/2=2,83 см). Вблизи эпицентра вертикальные смещения достигают полутора-двух метров.
Рисунок 4. Дифференциальная интерферограмма, сопоставленная с теневой моделью рельефа.
Красные линии соответствуют изосейстам, полученным на основе геофизических наблюдений.
©ESA, NRCGIT, Digital World, 2006
На приведенной комбинации дифференциальной интерферограммы и теневой модели рельефа (рис. 4) красной линией нанесены изосейсты, построенные по геофизическим наблюдениям (Е.М. Высоцкий и др, 2003). Очевидно, что полученный результат успешно дополняет и уточняет данные полевых наблюдений.