научная статья по теме МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИНЕАМЕНТОВ, РЕГИСТРИРУЕМЫХ НА КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ ПРИ МОНИТОРИНГЕ СЕЙСМООПАСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ Космические исследования

Текст научной статьи на тему «МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИНЕАМЕНТОВ, РЕГИСТРИРУЕМЫХ НА КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ ПРИ МОНИТОРИНГЕ СЕЙСМООПАСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ»

ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА, 2007, № 1, с. 47-56

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСМИЧЕСКОЙ ^^^^^^^^ ИНФОРМАЦИИ О ЗЕМЛЕ

УДК 550.34

МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЛИНЕАМЕНТОВ, РЕГИСТРИРУЕМЫХ НА КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ ПРИ МОНИТОРИНГЕ СЕЙСМООПАСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

© 2007 г. В. Г. Бондур, А. Т. Зверев

Научный центр аэрокосмического мониторинга "Аэрокосмос", Москва E-mail: vgbondur@online.ru Поступила в редакцию 10.09.2006 г.

Проанализированы закономерности изменения систем линеаментов, регистрируемых при обработке космических изображений, полученных в процессе мониторинга сейсмичных и асейсмичных районов. Выявлены относительная устойчивость систем линеаментов в асейсмичных районах вне зависимости от вида космической съемки и их высокая динамичность в сейсмичных районах в период подготовки к землетрясениям. Показано, что характерная для систем линеаментов ортогональная и диагональная ориентировки связаны с планетарной трещиноватостью, а высокая динамичность систем линеаментов в сейсмических районах - с динамикой напряженно-деформированного состояния и флюидного режима земной коры в период подготовки землетрясений. Цикличность проявления систем линеаментов на космических изображениях сейсмоопасных районов является предвестником землетрясений и может быть обусловлена флюидогеодинамическим механизмом.

ВВЕДЕНИЕ

Линеаментный анализ разновременных космических изображений, полученных в эпохи землетрясений, позволил выявить закономерную динамику (цикличность) развития систем линеаментов в периоды подготовки и завершения землетрясений. Цикличность динамики линеаментов может служить надежным предвестником значительных сейсмических событий [1-5]. Это подтверждается сопоставлением результатов автоматизированного линеаментного анализа космических изображений асейсмичных и сейсмичных районов.

В работах [1-5] установлено, что при обработке космических изображений для сейсмоспокой-ных районов проявляются стабильные системы линеаментов, устойчивые в течение многих лет.

Противоположная картина наблюдается при космическом мониторинге сейсмоактивных районов, для которых характерна изменчивость систем линеаментов в эпохи землетрясений с периодичностью в первые недели-месяцы [1-5]. Это соответствует закономерному изменению напряженно-деформированного состояния земной коры в периоды подготовки и завершения землетрясений. В этом случае продолжительность циклов возбуждения систем линеаментов составляет в среднем 4-6 мес. и достигает максимума, как правило, за 20 дней до землетрясения. Данный цикл нередко осложнен короткопериодной составляющей продолжительностью в несколько дней, которая может быть связана как с наличием высокочастотной составляющей у механизмов формирования линеаментов, регистрируемых на космических изображениях, так

и с влиянием неблагоприятных погодных условий, маскирующих проявление линеаментов на местности.

В настоящей работе показано, что одними из главных механизмов развития линеаментов являются ротационный, тектонический и флюидогео-динамический. Цикличность обусловлена динамикой флюидного режима земной коры в период подготовки землетрясений. Тепломассоперенос из земной коры к поверхности вызывает изменение спектральных характеристик почв, грунтов, растительности и степени прозрачности приземных слоев атмосферы. Интегральный эффект от данных факторов приводит к аномалиям на космических изображениях, выделяемым при обработке. Регистрируемые при этом небольшие различия и выявляют "скрытые" полосчато-линейные образования, обусловленные изменением напряженно-деформированного состояния земной коры и флюидогеодинамическими процессами.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЯ ЛИНЕАМЕНТОВ

За более чем 100-летний период своего существования понятие линеаментов (от лат. Ипеатеп-^ - линия, контур) менялось. Вначале под лине-аментами понимались все линейные образования, выраженные в ландшафте и структуре земной коры: границы геологических образований, прямолинейные участки береговых линий, ограничения горных массивов и прочие спрямленные элементы ландшафтов и геологических структур [6].

В дальнейшем была показана принципиально важная роль линеаментов и их систем в тектоническом развитии земной коры. В работе [7] было выявлено шесть основных направлений линеаментов Западной Европы - 20°, 45°, 340°, 290°, 315° и 70°.

После этого многие геологи начали искать и повсеместно находить в разных регионах мира новые направления линейных тектонических дислокаций (линейных складок, разрывных нарушений, трещиноватости, флексур и др.). Правда, следует отметить, что эти преобладающие направления у разных исследователей не всегда совпадали, что, по-видимому, было обусловлено геологической спецификой исследованных регионов, разнотипностью и разномасштабностью использованных ими карт (геологических, топографических, геоморфологических, геофизических и др.) [7-10].

Обычно проблема линеаментной тектоники рассматривается в рамках решения задач планетарной трещиноватости, которая по праву считается одной из основных причин не только закономерной делимости литосферы, но и направленности развития ее структурных особенностей, а также основных форм ландшафта планеты [9, 10].

Ориентировка планетарных систем трещин (включая их выражение в виде глубинных и других типов разрывных нарушений) относительно оси вращения Земли обусловлена напряжениями, возникающими в литосфере при изменении фигуры Земли (степени ее эллипсоидности), при изменении скорости ее вращения, а также ротационными напряжениями, обусловливающими возникновение характерной трещиноватости при остывании плутонов, при диагенезе и литифика-ции осадочных пород [8].

То обстоятельство, что планетарная трещино-ватость сохраняет свою ориентировку, с небольшими вариациями, в породах самого разного возраста, говорит о большой устойчивости и длительном существовании данной ориентировки, контролирующей местоположение и ориентировку тектонических процессов и структур, как пликативных, так и дизъюнктивных. Это вполне объяснимо, т.к. разрядка внутренних напряжений, накопившихся в теле Земли, легче происходит по имеющимся в ней ослабленным (благодаря планетарной трещиноватости) зонам по сравнению с более монолитными ее участками [9, 10].

Планетарная трещиноватость изначально определила дискретные свойства геофизической среды и блоков - иерархическую модель литосферы. Блоки горных пород в этой системе отделяются друг от друга прослойками более измельченных пород, но которые также построены из блоков разных размеров меньшего масштаба [11].

В предисловии к сборнику научных трудов [12] М.А. Садовский подчеркивал, что дискретные свойства среды проявляются и в сравнительно медленно протекающих процессах деформирования горных масс, что находит отражение в дискретных (в пространстве и во времени) характеристиках современных движений земной коры по разломам.

С появлением материалов космических съемок поверхности Земли термин линеамент получил новое значение и стал широко применяться в геологии и геодинамике. На космических изображениях достаточно отчетливо проявляются широкие (километры и первые десятки километров) и протяженные (многие сотни, нередко несколько тысяч километров) зоны локализации трещин, разрывов, даек, складок, поднятий и опусканий, которые пересекают как платформы, так и складчатые пояса.

Многочисленные исследования показали, что отдельные линеаменты с увеличением обзорности, т.е. с уменьшением масштаба космических изображений, концентрируются в системы - зоны и пояса регионального, трансрегионального и планетарного (глобального) значения [10]. Они образуют две планетарные системы - ортогональную (линеаменты ориентированы по меридиану и параллели), а также диагональную (лине-аменты вытянуты в направлениях СЗ-ЮВ и СВ-ЮЗ). При этом выявлено, что на платформах преобладает диагональная система, а в подвижных поясах - линеаменты, согласующиеся с общим простиранием тектонических структур [13]. В последние годы по космическим изображениям начали выделять огромное количество сравнительно небольших линеаментов (размеры ~0.7.. .1км), которые образуют сообщества.

Планетарные линеаментные системы выделяются в основном по комплексным ландшафтным признакам (геологическим, геоморфологическим, почвенным, геоботаническим, гидрологическим и др.). Для них, как правило, характерно не одиночное, а групповое распространение с образованием отдельных зон из субпараллельных сближенных линеаментов, пересечение которых дает "решетчатый" рисунок.

Некоторые исследователи, например [10], отмечают, что линеаменты и их сообщества могут служить весьма объективной характеристикой дискретности земной коры. При этом наиболее информативны параметры линеаментного рисунка и линеаментного поля. Первый дает представление об основных направлениях дискретности, а второй - характеризует степень дискретности глубинных уровней земной коры.

ЛИНЕАМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ КОСМИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Методика выделения линеаментов на космических изображениях (особенно среднего и низкого разрешения) принципиально отличается от методик их выделения по геолого-геофизическим материалам и по крупномасштабным аэроснимкам. Это обусловлено в первую очередь присущими только космическим изображениям свойствами - обзорностью, естественной генерализацией и "рентгеноскопичностью".

В силу данной специфики линеаменты, выделяемые на космических изображениях, часто нельзя выделить никаким другим способом. Поэтому некоторыми исследователями было предложено именовать их космолинеаментами [10] в отличие от линеаментов, выделяемых на аэроснимках, и собственно линеаментов, выделяемых по наземным геолого-геоморфологическим и геофизическим материалам.

Необходимость выделения подобных линеаментов в отдельную группу стала еще более очевидной с появлением автоматизированных (компьютерных) методов обработки космических изображений, когда стали дешифрироваться системы линеаментов, не различимые визуально на самих изображениях. Стремление к автоматизации процесса дешифрирования определилось стремлением повысить оперативность и объективность результатов при обработке материалов космической съемки. При этом и

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Космические исследования»