Деформации и смещения земной поверхности в эпоху землетрясений в Турции в феврале 2023 года по геодезическим данным

Проводится анализ связи серии Турецких землетрясениях февраля 2023 г. и косейсмических смещений и деформаций земной поверхности. В области сейсмического разрыва за пять дней зарегистрированы три землетрясения 6 февраля M = 7.8, 6.7, 7.5 и далее в течение 5 дней 42 события M = 4.5–6.0. Проанализированы данные, полученные различными методами геодезии в эпицентральной области. Рассматриваются косейсмические эффекты в 300-километровой зоне, охватывающей значительную часть Восточно-Анатолийского разлома. Здесь зарегистрированы относительные смещения до 6 м, при среднем значении 4 м. При изучении эффектов в дальней зоне использованы данные по GPS сети из 27 международных станций, из них семь станций расположены на территории Турции. Для наиболее близкой к очагу главного толчка 6 февраля 2023 г. станции MERS получены косейсмические 3D смещения величиной до 20 мм. Выполнено построение полей смещений и деформаций по данным сети IGS. Скорости косейсмических деформаций в дальней зоне достигают 10–8 , что на порядок выше фоновых значений 10–9 . Постсейсмические горизонтальные и вертикальные скорости смещений земной поверхности в районах Турции, расположенных к юго-западу от эпицентров землетрясений, можно связать с наводнениями. Проведено исследование смещений и деформации территории Турции и ее окружения в эпоху 2017–2023 гг. Выделено уменьшение скорости смещений за два года до сейсмической активизации 2023 г. Полученная картина скоростей смещений и деформаций отражает современные процессы на территории, расположенной на границах Анатолийского блока и тектонических плит: Евразийской, Аравийской и Африканской.

1. Адушкин В.В., Спивак А.А., Рыбнов Ю.С., Тихонова А.В. Серия катастрофических землетрясений в Турции 06.02.2023 г. и возмущение геофизических полей // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2023. Т. 510, № 2. C. 227–232. doi:10.31857/S2686739723600327.

2. Михайлов В.О., Бабаянц И.П., Волкова М.С., Тимошкина Е.П., Смирнов В.Б., Тихоцкий С.А. Землетрясения в Турции 06.02.2023: модель поверхности разрыва по данным спутниковой радарной интерферометрии // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2023а. Т. 511, № 1. С. 71–77. doi:10.31857/S2686739723600625.

3. Михайлов В.О., Бабаянц И.П., Волкова М.С., Тимошкина Е.П., Смирнов В.Б., Тихоцкий С.А. Реконструкция косейсмических и постсейсмических процессов для землетрясения в Турции 06.02.2023 г. по данным радарной спутниковой интерферометрии // Физика Земли. 2023б. № 6. С. 77–88. doi:10.31857/S000233372306011X.

4. Тимофеев В.Ю., Ардюков Д.Г., Тимофеев А.В., Бойко Е.В. Современные движения земной поверхности Горного Алтая по GPS‐наблюдениям // Геодинамика и тектонофизика. 2019. Т. 10, № 1. С. 123–146. doi:10.5800/GT-2019-10-1-0407.

5. Челик Х., Трихунков Я.И., Соколов С.А., Трифонов В.Г., Зеленин Е.А., Каргиноглу Ю., Юшин К.И., Ломов В.С., Бачманов Д.М. Тектонические аспекты Восточно-Анатолийского землетрясения 06.02.2023 г. в Турции // Физика Земли. 2023. № 6. С. 5–23. doi:10.31857/S0002333723060054.

6. Altamimi Z., Rebischung P., Métivier L., Collilieux X. ITRF2014: A new release of the International Terrestrial Reference Frame modeling nonlinear station motions // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2016. Vol. 121 (8). P. 6109–6131. doi:10.1002/2016JB013098.

7. Altamimi Z., Métivier L., Rebischung P., Rouby H., Collilieux X. ITRF2014 plate motion model // Geophysical Journal International. 2017. Vol. 209 (3). P. 1906–1912. doi:10.1093/gji/ggx136.

8. Atanasova M., Raykova P., Nikolov H. Determining the deformations of the Earth’s Surface after the earthquakes in Turkey–Syria of 06 February 2023 – Initial Results // Proceeding of the Bulgarian Academy of Sciences. 2023. Vol. 76 (4). P. 554–562. doi:10.7546/CRABS.2023.04.07.

9. Barbot S., Luo H., Wang T., Hamiel Y., Piatibratova O., Javed M.T., Braitenberg C., Gurbuz G. Slip distribution of the February 6, 2023 Mw 7.8 and Mw 7.6, Kahramanmaraş, Turkey earthquake sequence in the East Anatolian Fault Zone // Seismica. 2023. Vol. 2 (3). doi:10.26443/seismica.v2i3.502.

10. Blewitt G., Hammond W.C., Kreemer C., Plag H-P., Stein S., Okal E. GPS for real-time earthquake source determination and tsunami warning systems // Journal of Geodesy. 2009. Vol. 83. P. 335–343. doi:10.1007/s00190-008-0262-5.

11. Eppelbaum L.V., Katz Y.I., Ben-Avraham Z. Why did such giant stress accumulate on the joining of four tectonic plates in eastern Turkey? // A Review. Preprints. 2023. doi:10.20944/preprints202308.1252.v1.

12. Fernandes R.M.S., Ambrosius B.A.C., Noomen R., Bastos L., Wortel M.J.R., Spakman W., Govers R. The relative motion between Africa and Eurasia as derived from ITRF2000 and GPS data // Geophysical Research Letters. 2003. Vol. 30 (16). 1828. doi:10.1029/2003GL017089.

13. Fratarcangeli F., Savastano G., D’Achille M.C., Mazzoni A., Crespi M., Riguzzi F., Devoti R., Pietrantonio G. VADASE reliability and accuracy of real-time displacement estimation: application to the Central Italy 2016 earthquakes // Remote Sensing. 2018. Vol. 10 (8). 1201. doi:10.3390/rs10081201.

14. Herring T.A., King R.W., McClusky S.C. Introduction to GAMIT/GLOBK. Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, 2010.

15. Holzer T.L., Barka A.A., Carver D., Ҫelebi M., Cranswick E., Dawson T., Dieterich J.H., Ellsworth W.L., Fumal T., Gross W.L., Langridge R., Lettis W.R., Meremonte M., Mueller C., Olsen R.S., Ozel O., Parsons T., Phan L.T., Rockwell T., Safak E., Stein R.S., Stenner H., Toda S., Toprak S. Implications for earthquake risk reduction in the United States from the Kocaeli, Turkey, earthquake of August 17, 1999. U.S. Geological Survey. Circular 1193. Denver, 2000. https://pubs.usgs.gov/circ/2000/1193/report.pdf.

16. Li S., Wang X., Tao T., Zhu Y., Qu X., Li Z., Huang J., Song S. Source model of the 2023 Turkey earthquake sequence imaged by Sentinel-1 and GPS measurements: implications for heterogeneous fault behavior along the East Anatolian Fault Zone // Remote Sensing. 2023. Vol. 15. 2618. doi:10.3390/rs15102618.

17. Över S., Demirci A., Özden S. Tectonic implications of the February 2023 earthquakes (Mw 7.7, 7.6, and 6.3) in south-eastern Türkiye // Tectonophysics. 2023. Vol. 866. 230058. doi:10.1016/j.tecto.2023.230058.

18. Teza G., Pesci A., Galgaro A. Grid_strain and grid_strain3: software packages for strain field computation in 2D and 3D environment // Computers & Geosciences. 2008. Vol. 34 (9). P. 1142–1153. doi:10.1016/j.cageo.2007.07.006.

19. Tregoning P., Burgette R., McClusky S.C., Lejeune S., Watson C.S., McQueen H. A decade of horizontal deformation from great earthquakes // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2013. Vol. 118. P. 2371– 2381. doi:10.1002/jgrb.50154.

20. Turcotte D.L., Schubert G. Geodynamics: application of continuum physics to geological problems. John Wiley & Sons, New York, 1982.

21. Utkucu M., Durmuş H., Uzunca F., Nalbant S. A preliminary report on the 2023 Gaziantep (Mw= 7.7) and Elbistan (Mw= 7.5) earthquakes in southeast Türkiye. Sakarya University, Sakarya, 2023. doi:10.13140/RG.2.2.17088.40963.

22. Wessel P., Luis J.F., Uieda L., Scharroo R., Wobbe F., Smith W.H., Tian D. The generic mapping tools, version 6 // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2019. Vol. 20 (11). P. 5556–5564. doi:10.1029/2019GC008515.

23. Zhao J.-J., Chen Q., Yang Y.-H., Xu Q. Coseismic faulting model and post-seismic surface motion of the 2023 Turkey–Syria earthquake doublet revealed by InSAR and GPS measurements // Remote Sensing. 2023. Vol. 15 (13). 3327. doi:10.3390/rs15133327.