Временные вариации глобального гравитационного поля по данным спутников GRACE: Исследование геодинамических процессов в областях землетрясений в районе Суматры 2004 и 2005 гг.

Мы использовали модели высот геоида, которые строится с интервалом в десять дней по данным спутниковой системы GRACE группой космической геодезии Национального космического центра Франции [1], для исследования косейсмических и постсейсмических процессов в области Суматринского 2004 г и Ниасского 2005 г землетрясений. Возможность обнаружения временных вариаций гравитационного поля, произошедших в результате крупных землетрясений была впервые показана нами в работах [2,3], еще до того, как произошло землетрясение на Суматре. В работе [4] мы показали, что временные вариации высот геоида в результате землетрясений с магнитудой 8.3 и более могут быть зарегистрированы спутниковой системой GRACE. Вариации высот геоида в результате землетрясений на Суматре были выделены нами с использованием сферических вейвлетов [5,6]. Показано, что в результате землетрясения на уровне разрешения спутников GRACE в Андаманском море фиксируется отрицательная региональная аномалия, которая в основной своей части согласуется с теоретическими вариациями высот геоида, рассчитанными по модели поверхности разрыва, построенной по данным сейсмологии и спутниковой геодезии. Имеющиеся расхождения могут быть объяснены неоднородностью строения литосферы Андаманского моря [5]. Также были выделены косейсмические вариации высот геоида в результате Ниасского землетрясения 2005 г.
При изучении эволюции аномалии высот геоида, возникшей в результате Суматринского землетрясения, обнаружено, что эта аномалия очень быстро релаксирует во времени: ее амплитуда уменьшилась в два раза за период в 2.5. года. Построенная нами численная модель объясняет столь быструю релаксацию аномалии высот геоида за счет двух процессов: (1) постсейсмической релаксацию напряжений в мантии, возникших в результате землетрясения и (2) постсейсмического крипа на продолжении в глубину поверхности косейсмического разрыва.
Итак, совместное использование данных сейсмологии, спутниковой геодезии и спутниковых данных о временных вариациях гравитационного поля Земли позволяет исследовать новые особенности геодинамических процессов, происходящих в областях гигантских землетрясений последних лет.

1. Biancale, R., J., M. Lemoine, G. Balmino, S. Loyer, S. Bruinsma, F. Perosanz, J., C. Marty, and P. Gegout (2007), Five years of decadal geoid variations from GRACE and LAGEOS data [CD-ROM], Groupe de Rech. de Geod. Spatiale, Cent. Natl. d’Etudes Spatiales, Toulouse, France
2. Mikhailov, V., S. Tikhostky, M. Diament, I. Panet, and V. Ballu (2004), Can tectonic processes be recovered from new satellite gravity data?, Earth Planet. Sci. Lett., 228 (3/4), 281–297
3. Михайлов В.О., Тихоцкий С.А., Диаман М., Пане И., Исследование возможности обнаружения и изучения вариаций силы тяжести геодинамического происхождения по современным спутниковым гравиметрическим данным. Изв. РАН сер. «Физика Земли», №3, 2005, с. 18-32.
4. O. de Viron, I. Panet, V. Mikhailov, M. Van Camp, and M. Diament, 2008. Retrieving Earthquake Signature in GRACE Data. Geophys. J. Int. (2008) doi: 10.1111/j.1365-246X.2008.03807.x
5. Panet I., V. Mikhailov, M. Diament, F. Pollitz, G. King, O. de Viron, M. Holschneider, R. Biancale, J.-M. Lemoine 2007. Co-seismic and post-seismic signatures of the Sumatra December 2004 and March 2005 earthquakes in GRACE satellite gravity. GJI, 10.1111/j.1365-246X.2007.03525.x.
6. Panet, I., F. Pollitz, V. Mikhailov, M. Diament, P. Banerjee, and K. Grijalva (2010), Upper mantle rheology from GRACE and GPS postseismic deformation after the 2004 Sumatra-Andaman earthquake, Geochem. Geophys. Geosyst., 11, Q06008, doi:10.1029/2009GC002905.