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GPS技术在监测地震与地壳运动中的应用
2009/3/16 11:59:00   中国勘察测绘网       关键字:GPS      浏览量:
地球动力学是从地球的整体运动出发,由地球内部和表层的构造运动来探讨其动力演化过程,进而寻求其驱动机制。其基本问题是研究地球的变形及其变形机理。
形变场的这种测量实质上将是对南加州应变积累的一种“快镜拍摄”,通过拍摄将为最精确的应变场提供空间上的高分辨率。其目的在于勾绘出测区范围内的构造应变图、监测隐伏逆断层及其几何性质和活动性质、应变积累中弹性应变与塑性应变的比例等等。

    SCIGN正在建设中,目前已完成约150站的任务。

    2.日本的密集GPS观测台阵

    日本Shimada等人在1989年7月13日前,用GPS成功监测到一次火山爆发的地壳变形在水平方向有13.6cm,垂直方向有5cm的变化。

    1995年阪神地震后,提出建立以30km的密度全面覆盖国土的GPS观测网,拟建约1000个站,目前已建成约650个站,以强化对日本列岛的地壳运动和变形监测。目的在于监测太平洋板块和菲律宾海板块的消减运动造成的日本列岛的应变场、监测板块运动伴有地壳应变积累的地震活动和火山爆发、GPS与验潮站联测研究海平面变化以及研究大气层变化。

    一次发生在距GPS站约200km近海7.5级地震,记录到同震位移量高达70mm,主震后的震后位移量达20mm.多次记录表明,震后位移的总量约是同震位移的40%。

    3.我国GPS监测网概况

    我国应用GPS研究地壳运动始于80年代中期,在90年代初期,“现代地壳运动和地球动力学研究”攀登计划课题的实施,在全国布设了22个不定期复测的GPS站。后复测了7条边,其结果首次给出了认为影响中国大陆地壳运动的主要力源来自印度板块向北推挤欧亚大陆的看法的直接定量证据,推挤量为3.4×10-8/a.同时表明中国西南地区金沙江红河断裂和南北带南段一系列南北走向断裂所夹的菱形块体确有甚为显著的向南稍偏西的滑动,其中向南滑动1.8cm/a,向西滑动约1.0cm/a.

    滇西地区的GPS结果,监测到剑川丽江断裂和红河断裂带的明显活动,并根据活动断层变形的反演计算,在1993年预测在该断裂带上将发生一次6.8~7.0级的地震,而1996年的丽江发生了7.0级地震与预测震中位置相差仅30km,证实了GPS的有效性。

    华北首都圈GPS监测网共有97个站,结果表明,监测区内几个主要的北北东向构造单元之间没有明显的差异运动,而鄂尔多斯东缘与其东侧的晋、冀、鲁块体的强烈拉张最为明显。

    地矿部与美国自然科学基金会合作在我国西南地区进行GPS观测,其资料表明,鲜水河-小江断裂以西的藏东-滇中地区的运动速率总体为8mm/a以上,在该断裂以东地区的运动速率为3mm/a.这对两个顺时针涡旋的认定,以及为青藏高原东部流变构造模型提供了证据。

    4.中国地壳运动观测网络(CMONOC)

    虽然我国在GPS研究地壳运动方面取得了一些进展,但与先进国家相比,差距十分明显。主要是用于地壳运动监测的GPS连续观测站数量太少,定期复测网点数也严重不足,空间分布太稀,复测次数过少,无法取得一定时空分辨率的全国地壳运动图像和参数,更谈不上为地震预报所需的实时或准实时的数据了。一方面是网点较少,复测无期,另一方面不同部门为各自目的重复布点,数据不能实现共享,我国迄今没有类似西欧、美、日等区域性的GPS工作机构或数据处理中心,这些与我国经济发展、广阔国土资源的地位是极不相称的。

    1997年国家正式启动了国家重大科学工程——中国地壳运动观测网络(CMONOC)。它是以GPS为主,辅之已有的VLBI和SLR等空间技术,结合精密重力和精密水准构成的大范围、高精度、高时空分辨率的地壳运动观测网络。

    CMONOC是一个综合性、多用途、

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