Recent deformations of the earth's crust in Ukraine based on GNSS network data from GeoTerrace and System.Net

Abstract

У роботі проаналізовано сучасні тенденції горизонтальних та вертикальних зміщень території України за даними ГНСС-мереж GeoTerrace та System.Net, із побудовою відповідних карт рухів та виділенням зон деформацій верхнього шару земної кори. Об’єктом дослідження є горизонтальні та вертикальні деформації верхнього шару земної кори. Мета – виявлення та аналіз деформаційних зон на території України. Вихідними даними є горизонтальні та вертикальні швидкості зміщень ГНСС-станцій за 2018–2023 рр. мережі GeoTerrace та за 2021–2023 рр. мережі System.Net, відомі тектонічні карти території з Національного атласу України та описові матеріали. Методика передбачає порівняння та аналіз сучасних деформацій земної кори регіону із його відомою тектонічною структурою. У результаті побудовано нові карти сучасних горизонтальних швидкостей зміщень верхнього шару земної кори України як єдиного регіону, а також вертикальних швидкостей зміщень ГНСС-станцій. Встановлено, що сучасні горизонтальні рухи території України є складними та співвідносяться з відомою тектонічною будовою. Їх також порівняно з регіональними модельними значеннями, обчисленими на основі моделі ITRF-2020. Більшість ГНСС-станцій зазнають висотних просідань, імовірно, через денудаційні процеси. Наведено описання сучасних рухів земної кори, але детальна інтерпретація повинна охоплювати додаткові дані спеціалістів із наук про Землю. Визначені швидкості зміщень ГНСС-станцій зі збільшенням часового інтервалу спостережень дадуть можливість встановити особливості просторового розподілу руху земної кори на території України та в майбутньому створити відповідні регіональні геодинамічні моделі кожної тектонічної структури чи окремих регіонів та України загалом, які будуть практично цінними для розвитку точної навігації з використанням точного позиціонування за мережами активних ГНСС-станцій.

The paper analyzes the recent trends of horizontal and vertical displacements of Ukraine’s territory based on the GeoTerrace and System.Net GNSS network data. This includes the construction of relevant movement maps and the selection of deformation zones of the upper crust. The object of research is horizontal and vertical deformations of the upper crust. The goal is to identify and analyze deformation zones in Ukraine’s territory. The source data includes the horizontal and vertical displacement rates of GNSS stations from the GeoTerrace network for 2018 to 2023 and the System.Net network for 2021 to 2023. This data is complemented by known tectonic map of the territory, sourced from the National Atlas of Ukraine, along with descriptive materials. The methodology includes comparison and analysis of recent deformations of the Earth’s crust in the region with its known tectonic structure. New maps of recent horizontal displacement velocities of Ukraine’s upper crust have been created, along with vertical displacement velocities of GNSS stations. These studies indicate that the recent horizontal movements within Ukraine are complex and closely linked to the known tectonic structure. Additionally, these movements were compared with regional model values derived from the ITRF-2020 model. Most GNSS stations have vertical subsidence trend, likely due to denudation processes. This study outlines the recent movements of the Earth’s crust, however, a detailed interpretation should incorporate additional data from specialists in the Earth sciences. When observed over extended time intervals, the measured velocities of GNSS stations will help identify the spatial distribution characteristics of Earth’s crust movement across Ukraine. This, in turn, will facilitate the development of regional geodynamic models for specific tectonic structures or regions, including Ukraine as a whole. Such models hold practical significance for advancing accurate navigation through precise positioning using networks of active GNSS stations.