The research of interrelation between seismic activity and modern horisontal movements of the Carpathian-Balkan region based on the data from permanent GNSS stations

Abstract

Проблема прогнозу землетрусів та їх взаємозв’язку із горизонтальними деформаціями земної кори досі не вирішена. У цій роботі метою є пошук просторово-часових взаємозв’язків між значеннями узагальнених критеріїв поля горизонтальних швидкостей земної кори та узагальненої сейсмічності. Як полігон досліджень вибрано територію Карпато-Балканського регіону, в зв’язку із широкою диференціацією сейсмічної активності та добре дослідженою геологічною структурою регіону. Методика. За даними мереж ГНСС-станцій проаналізовано горизонтальні деформації території Карпато-Балканського регіону за 2010–2019 рр. та побудовано карти розподілу швидкостей дилатації. За даними сейсмічних станцій визначено щорічні параметри узагальненої сейсмічності для окремих блоків, у вершинах яких розташовані ГНСС-станції. На основі просторово-часового аналізу горизонтальних деформацій та узагальненої сейсмічності здійснено пошук кореляційних взаємозв’язків між абсолютним значеннями дилатації та узагальненими параметрами сейсмічності територій. У результаті виділено сталі зони, із високим ступенем кореляції між абсолютним значеннями дилатації та великою піввіссю еліпса розсіювання землетрусів. Найбільша за площею територія із високою кореляцією охоплює Родопський масив, зону занурення Африканської плити під Євразійську. Територія високої кореляції також збігається із зоною Вранча. На основі виконаних досліджень можна припустити, що кореляційний взаємозв’язок між горизонтальними деформаціями, визначеними за даними ГНСС, і узагальненою сейсмічністю проявляється тільки у зонах субдукції, де є інтенсивна сейсмоактивність і прояви постійних деформацій земної кори. Це підтверджується проявом зон кореляцій, які розташовані вздовж однієї зі сторін активних розломів.

The problem of earthquake prediction, as well as its interrelation with horizontal movements of the Earth’s crust has not still been solved. The purpose of the work is to establish a possible correlation between generalized parameters of horizontal movements of the Earth’s crust and seismicity. The Carpathian-Balkan region in connection with frequent and spatial differentiation of earthquake activity and well-known geological structures is chosen as a field for the research. Methods. Based on the data of permanent GNSS stations in 2010–2019, the horizontal velocities and deformations of the Carpathian-Balkan region are analyzed, as well as the maps of fields of the annual distribution of dilatation are added. The annual generalized parameters of seismicity for separate blocks are calculated from the data of seismological stations. Based on the spatial analysis of horizontal deformations and generalized seismicity, the correlations between absolute values of dilatation and semi-major axis of ellipse of scattering earthquake epicenters are established. As the results, the authors demonstrate some territories covered by the annual high degree of correlative connection between semi-major axis of the ellipse of scattering earthquake epicenters and absolute values of dilatation. The biggest correlative zone includes the Rhodopes, a subduction zone between Nubia and Europe tectonic units. The territory of stable correlations also coincides with Vrancea. The research suggests that the interconnection between horizontal deformations and generalized seismicity occurs only in subduction zones where there are both intense seismic activity and regular crust deformations. This is confirmed by the appearance of correlation zones which are located along one side of the active faults.