Оценка современной подвижности (динамики) геоблоков и разрывных нарушений Байкальского рифта методами радиолокационной интерферометрии

Данные по катастрофическому японскому землетрясению Тохоку (2011 г.) свидетельствуют о том, что спутниковые измерения являются практически единственным источником прямой информации о косейс-мических движениях земной поверхности. Оценка современной подвижности геоблоков и разрывных нарушений методами радиолокационной интерферометрии на территории Байкальской рифтовой зоны осложняется расположением эпицентров землетрясений непосредственно в акватории озера Байкал. Все известные землетрясения в районе Среднего Байкала (26 мая 1939 г. MLH = 6,0, 4 июня 1939 г. MLH = 5,0,

• 6 мая 1949 г. MLH = 5,8, 6 октября 1960 г. MLH = 5,5, а также 28 октября 1961 г. MLH = 5,5) располагаются в пределах разрывных нарушений замаскированных водой.

16 июля 2011 г. (Mw = 5,3) было зарегистрировано сильное землетрясение в горном массиве хр. Улан-Бургасы. Разрывные структуры, с которыми возможно связано сейсмическое событие, расположены в юго-западной части Баргузинской ветви Байкальской рифтовой зоны. Структурно район относится к краевой рифтовой ступени и имеет блоковое строение. Кайнозойская разломная сеть установлена по материалам дешифрирования аэро- и космофотоматериалов, привлечения опубликованных и фондовых материалов [1]. Система разрывов района является древней и довольно сложной. Докайнозойские дизъюнктивные нарушения имеют широкое распространение на исследованной площади и сыграли существенную роль в формировании тектонических структур. Несомненно, что многие разрывные нарушения заложились в архей-протерозойское время, обновлялись в последующие эпохи и, особенно, в мезозойское и кайнозойское время. Установлено, что для Баргузинского рифта и его горного обрамления характерна диагональная ориентировка древних главных разломов по отношению к кайнозойским морфо-структурам I порядка [2]. Морфоструктуры II порядка ориентированы субпараллельно древним системам разломов.

Характерной особенностью территории является мелкоблоковое строение. В целом, выделяются два крупных сегмента земной поверхности с разной интенсивностью неотектонических движений, разделенных долиной Турки – северный и южный.

Северный сегмент расположен между Усть-Баргузинской впадиной и долиной Турки. Здесь преобладают разломы северо-восточной ориентировки, ограничивающие узкие протяженные блоки и имеющие в плане «клавишный» рисунок, созданный горными массивами хр. Безымянный, Черная Грива и Голондинский, разделенных Безымянско-Макси-михинской, Налимовско-Братской и Пазухо-Лево-Максимихинской впадинами. По данным [3], плоскости сместителей сбросов хр. Черная Грива падают на северо-запад, а в хр. Безымянном – на юго-восток. Рассматриваемые разломы были заложены в раннепалеозойское время и в последующем неоднократно обновлялись. Окончательное оформление их связано, вероятно, с формированием впадин байкальского типа.

Южный сегмент рассматриваемой площади имеет мозаичный рельеф, ступенчато повышающийся в юговосточном направлении к водоразделу хр. Улан-Бургасы. Мозаичность рельефа обусловлена густой сетью разломов-блокоразделов нескольких направлений, с зонами надразломных опусканий вдоль отдельных из них. Здесь большую рельефообразующую роль играют разломы северо-западной ориентировки. Установлено, что на участках их сближения и в разломных узлах отмечаются блоки земной коры, проявляющие тенденцию к опусканию с амплитудами от 100 до 400 м.

Для вычислений деформаций поверхности рельефа использовались данные со спутника ALOS (Японское аэрокосмическое агентство JAXA), оснащенного радаром L-диапазона (PALSAR). Радар предназначен для круглосуточного и всепогодного наблюдения Земли и позволяет, в зависимости от режима сканирования (FBS,FBD, SkanSAR, PLR и прямая передача данных) получать изображения с пространственным разрешением от 10 до 100 м в полосе съемки шириной от 40–70 км до 250–350 км. Основным преимуществом радара PALSAR перед получаемыми ранее данными с ERS-1,2 является длина зондирующей волны, соответствующая L диапазону, что в большинстве случаев решает проблему временной декорреляции интерферометрических пар изображений, вызванной изменениями растительного и снежного покровов, флуктуацией свойств атмосферы. При этом режим съемки PALSAR PLR (полная поляризация излучения) дополнительно повышает когерентность и оптимизирует интерферограмму за счет использования полной поляризационной матрицы. В свою очередь, данные ALOS PALSAR FBS (однополяризационный – HH или VV режим съемки) характеризуются высоким пространственным разрешением – 7 м, что позволяет получить более точную картину смещений геоблоков. В результате, интерферометрические данные ALOS PALSAR имеют относительно высокую когерентность.

Временной интервал между двумя последовательными съемками составил 414 сут (21.06.2008–09.08.2009) и характеризует динамику земной поверхности между двумя последовательными сейсмическими активизациями в этом районе [4]. Общий размах перемещений составил 5,5 см. Интерферограмма по интенсивности вертикальных движений районирована на четыре зоны, отличающихся направлением и величиной смещений. Зоны подъема амплитудой 3 см расположены в восточной части участка в верховьях р. Турка. Зона, выбранная за условно стабильную (относительный ноль), простирается широкой полосой в северовосточном направлении, зоны опускания земной поверхности (выделены две зоны –1,5 и 2–2,5 см) приурочены к максимихинско-безымянской системе горстов и впадин.