Опыт применения данных ALOS/PALSAR и ENVISAT для изучения деформаций в зонах активных разломов Байкальской рифтовой системы с помощью метода РСА-интерферометрии

Дифференциальная интерферометрия [1-3] является перспективным современным методом исследования деформаций земной поверхности с околоземной орбиты. Настоящая работа показывает возможности применения этого метода к выявлению и количественной оценке деформационных процессов в зонах активных разломов Байкальской рифтовой системы (БРС) по данным радиолокаторов ALOS/PALSAR (длина волны 23.6 см) и ENVISAT/ASAR (длина волны 5.6 см).
Объекты нашего исследования – деформации земной поверхности, расположенные в зоне динамического влияния активных разломов юго-западного и северо-восточного флангов БРС. При исследовании деформаций на юго-западном фланге БРС (на южном плече Мондинской впадины, в зоне ее сочленения с Хубсугульской впадиной) мы использовали сцены ALOS/PALSAR. На интерферограмме, полученной по изображениям
с двухгодичной разницей в датах съёмки (16.01.2009-11.01.2007), отчетливо выделяется линейная зона активных деформаций сантиметрового уровня.
При исследовании деформаций в зоне влияния Муяканского и Перевального разломов Верхнеангарско-Муйской междувпадинной перемычки (северо-восточный фланг БРС) нами были обработаны интерферометрические пары ENVISAT и ALOS/PALSAR. На одной из интерферограмм обнаружены два типа деформаций, которые можно определить, как тектонические – линейно локализованные и площадные. Первые можно отнести к суперинтенсивным деформациям, выделенным и описанным Ю.О.Кузьминым [4]. Картина распределения вторых соответствует распределению напряжений на окончании левостороннего сдвига в упругой среде. Полученные данные коррелируют с данными геодинамических исследований, проведенных в районе В.А. Саньковым с соавторами [5].
В рамках исследования оползневого процесса, на участке Байкало-Амурской магистрали (БАМ) (ст. Казанкан, п. Северомуйск) ранее были обнаружены свидетельства смещений, произошедших за два года (по интерферометрической паре ALOS/PALSAR 17.01.2009-12.01.2007) [6]. Новые данные с периодом между съёмками, частично перекрывающимися с предыдущей парой (23.01.2011-01.03.2008), показывают, что оползневой процесс продолжает развиваться. Местоположения деформаций, наблюдаемых на интерферограмме, точно совпадают с расположением мостов, где по данным предыдущих исследований обнаружены подвижки.
Исследования с помощью данных РСА показали высокий потенциал метода и применения снимков для использования в горно-таежных районах Сибири. Планируется продолжить исследование с обработкой других сцен и комбинированием их с данными наземной геодезии. Мы ожидаем получить новую информацию об экзогенных склоновых процессах, а также разделить сезонную и годовую деформации и получить больше информации об активности тектонических деформаций.

Авторы выражают благодарность компании ITT и ее Российскому дистрибьютору - компании СОВЗОНД за предоставление временной лицензии для программы SARscape, Европейскому космическому агентству (EКA) за радарные изображения ENVISAT, полученные по проекту Cat-1 6320, а также Японскому аэрокосмическому агентству JAXA за радарные изображения ALOS/PALSAR, предоставленные для данного исследования. При расчетах использовались данные об орбитах TU Delft и цифровые модели рельефа SRTM.
Работы выполняются при частичной поддержке фонда РФФИ (№12-05-98035-р_сибирь_а) и проекта программы Президиума РАН №4.8.

Литература
1. Gabriel, A.K., Goldstein, R.M., Zebker, H.A. Mapping Small Elevation Changes Over Large Areas: Differential Radar Interferometry // Journ. of Geophysical Research. — 1989. — Vol. 94, № B7. — P. 9183—9191.
2. Hanssen, R.F. (2001). Radar interferometry. Data interpretation and error analysis. Delft University of Technology, the Netherlands, 308pp.
3. Klees, R. & Massonnet, D. (1999). Deformation measurements using SAR interferometry: potential and limitations. Geologie en Mijnbouw, 77, 161-176.
4. Кузьмин Ю.О. Современная геодинамика разломных зон // Физика Земли. – 2004. -№ 10. – С. 95-112.
5. Саньков В.А., Днепровский Ю.И., Коваленко С.Н., и др. Разломы и сейсмичность Северо-Муйского геодинамического полигона. Н: Наука, 1991. 111 с.
6. Захаров А.И., Захарова Л.Н., Лебедева М.А. Мониторинг оползневой активности на Северо-Муйском участке железной дороги с помощью радиолокационной космической интерферометрии // Седьмая всероссийская открытая ежегодная конференция
«Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса»
Москва, ИКИ РАН, 16-20 ноября 2009 г. (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов) http://smiswww.iki.rssi.ru/d33_conf/thesisshow.aspx?page=32&thesis=1743