Determination of the horizontal strain rates tensor in Western Ukraine

Simple item page
dc.citation.epage15
dc.citation.issue2(27)
dc.citation.journalTitleГеодинаміка : науковий журнал
dc.citation.spage5
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationГоловне управління геодезії
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.affiliationGeneral Directorate of Geodesy
dc.contributor.authorМарченко, О. М.
dc.contributor.authorПерій, С. С.
dc.contributor.authorЛомпас, О. В.
dc.contributor.authorГолубінка, Ю. І.
dc.contributor.authorМарченко, Д. О.
dc.contributor.authorКрамаренко, С. О.
dc.contributor.authorSalawu, Abdulwasiu
dc.contributor.authorMarchenko, A. N.
dc.contributor.authorPerii, S. S.
dc.contributor.authorLompas, O. V.
dc.contributor.authorGolubinka, Yr. I.
dc.contributor.authorMarchenko, D. A.
dc.contributor.authorKramarenko, S. O.
dc.contributor.authorSalawu, Abdulwasiu
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2020-06-14T20:25:08Z
dc.date.available2020-06-14T20:25:08Z
dc.date.created2019-02-26
dc.date.issued2019-02-26
dc.description.abstractДані GNSS спостережень (CORS) з 37 станцій, розташованих у районі Західної України, обробленО за допомогою модуля Bernese Processing Engine (BPE) Бернського програмного забезпечення GNSS версії 5.2 протягом періоду часу близько 2,5 року. Щоб досягти кращої згоди, вибрано станції IGS, найближчі до навколишнього району дослідження, з фіксованими координатами ITRF2008 в епоху 2005.0. Східна та північна складові швидкості спостережень GNSS з цих 37 постійних станцій, обчислені за результатами вимірювань GNSS, використані для побудови двовимірної моделі поля горизонтальних деформацій цієї місцевості. Це дослідження складається з трьох частин. По-перше, проаналізовано два точні рішення для компонентів 2D тензора швидкостей деформацій, отримані на геосфері на основі розв’язання власних величин – задачі власних векторів, ураховуючи симетричний тензор швидкості обертання. По-друге, на основі найпростіших і найкорисніших формул з першого етапу виконано строге оцінювання точності компонентів 2D тензора швидкостей деформацій на основі правила поширення коваріацій. Нарешті, обчислено компоненти 2D тензора швидкості деформації, швидкості дилатації та компоненти тензора рівних швидкостей в області. Для описаної області побудовано модель тензора швидкості обертання. Це привело до висновку, що область дослідження слід інтерпретувати як деформовану територію. На основі обчислень з GNSS-моделі цих компонентів горизонтальних деформацій встановлено норми основних значень та швидкості основних осей деформації земної кори. Основні тектонічні утворення показано як фонову інтенсивність різних компонентів швидкостей, швидкість обертання та тензори швидкості деформації. Топографічні особливості регіону ґрунтувались на моделі SRTM-3 (місія з топографії Shuttle) з роздільною здатністю 3²¥3². На перший погляд, найбільші значення отримано в районах, розташованих навколо Українських Карпат. Швидкість дилатації також має подібний розподіл. Тим не менше, оскільки в роботі обчислено лише власні числа та власні вектори без оцінки точності, це може призвести до сумнівних висновків щодо інтерпретації результатів і вимагає додаткового розв’язання суто математичної задачі. Потрібно знайти коваріаційну матрицю тензора деформації на основі заданої коваріаційної матриці компонентів швидкості, одержаних програмним забезпеченням Bernese. Оскільки досліджуваний регіон є дуже складним, то за отриманими результатами необхідне подальше ущільнення перманентних станцій GNSS.
dc.description.abstractDoppler Orbitography and Radio-positioning Integrated by Satellite (CORS) observations from 37 Global Navigation Satellite System (GNSS) stations located in the Western Ukraine area were processed using Bernese Processing Engine module (BPE) of Bernese GNSS Software version 5.2 for a time span of about 2.5 years. To get a better agreement for constrains, the IGS stations closest to the surrounding area of study were chosen with fixed coordinates of ITRF2008 at epoch 2005.0. Eastern and Northern components of velocities of GNSS observations from these 37 permanent stations, calculated from GNSS measurements, were used to construct a 2D model of horizontal strain rates field for the area. This study is presented in three parts. Firstly, two exact solutions for the components of the 2D strain rate tensor derived on the geosphere based on solving the eigenvalues – eigenvectors problem were analyzed, including skew symmetric rotational rate tensor. Secondly, based on the most simple and useful formulas from the first stage, a rigorous estimation of the accuracy of components of the 2D strain rate tensor were obtained based on the covariance propagation rule. Finally, the components of the 2D strain rate tensor, dilatation rate and components of the sheer rate tensor in the region were computed. A model of the rotation rate tensor was constructed for the described area, which led to the conclusion that the region of study should be interpreted as a deformed territory. Based on the computations from the GNSS-data model of components of horizontal deformations, the rates of principal values and rates of principal axes of the Earth’s crust deformation were found. To be consistent, the main tectonic formations are shown as the background intensity of different components of velocities, the rotation rate and strain rate tensors. Topographic features of the region were based on the SRTM-3 model (Shuttle Radar Topography Mission) with resolution 3²¥3². At the first sight, the maximum sheer rates have greatest values in the areas located around the Ukrainian Carpathians. The dilatation rate has also a similar distribution. Nevertheless, because in the paper only eigenvalue – eigenvector problem without accuracy estimation has been considered, which possibly leads to doubtful conclusions regarding interpretation and requires an additional solution of a purely mathematical problem. The full covariance matrix of the strain rate tensor should be found based on given full covariance matrix of the velocity components obtained by Bernese software. As a matter of fact, the study region is very complex in terms of crustal movements, which, according to the results obtained, require further densification of permanent GNSS stations.
dc.format.extent5-15
dc.format.pages11
dc.identifier.citationDetermination of the horizontal strain rates tensor in Western Ukraine / A. N. Marchenko, S. S. Perii, O. V. Lompas, Yr. I. Golubinka, D. A. Marchenko, S. O. Kramarenko, Abdulwasiu Salawu // Geodynamics : SCIENTIFIC JOURNAL. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2019. — No 2(27). — P. 5–15.
dc.identifier.citationenDetermination of the horizontal strain rates tensor in Western Ukraine / A. N. Marchenko, S. S. Perii, O. V. Lompas, Yr. I. Golubinka, D. A. Marchenko, S. O. Kramarenko, Abdulwasiu Salawu // Geodynamics : SCIENTIFIC JOURNAL. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2019. — No 2(27). — P. 5–15.
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/52218
dc.language.isoen
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofГеодинаміка : науковий журнал, 2(27), 2019
dc.relation.ispartofGeodynamics : SCIENTIFIC JOURNAL, 2(27), 2019
dc.relation.referencesBird, P. (2003). An updated digital model of plate
dc.relation.referencesboundaries. Geochemistry, Geophysics,
dc.relation.referencesGeosystems, 4 (3). art. no. 1027,
dc.relation.referencesdoi:10.1029/2001GC000252, 1–52
dc.relation.referencesCrespi, M., Pietrantonio, G., & Riguzzi, F. (2000)
dc.relation.referencesStrain tensor estimation by GPS observations:
dc.relation.referencesSoftware and applications. Bollettino di geodesia e
dc.relation.referencesscienze affini, 59(3), 261–280.
dc.relation.referencesDeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F., & Stein, S.
dc.relation.references(1990). Current plate motions. Geophysical
dc.relation.referencesjournal international, 101(2), 425–478.
dc.relation.referencesDeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F., & Stein, S.
dc.relation.references(1994). Effect of recent revisions to the
dc.relation.referencesgeomagnetic reversal time scale on estimates of
dc.relation.referencescurrent plate motions. Geophysical research
dc.relation.referencesletters, 21(20), 2191–2194
dc.relation.referencesEngland, P., & Molnar, P. (1997). The field of crustal
dc.relation.referencesvelocity in Asia calculated from Quaternary rates
dc.relation.referencesof slip on faults. Geophysical Journal
dc.relation.referencesInternational, 130(3), 551–582.
dc.relation.referencesHaines, A. J., & Holt, W. E. (1993). A procedure for
dc.relation.referencesobtaining the complete horizontal motions within
dc.relation.referenceszones of distributed deformation from the
dc.relation.referencesinversion of strain rate data. Journal of
dc.relation.referencesGeophysical Research: Solid Earth, 98(B7), 12057–12082.
dc.relation.referencesJulliette, L., Altamimi, Z., & Olivier, J. (2006).
dc.relation.referencesInterpolation of the European velocity field using
dc.relation.referencesleast squeares collocation method. Paper presented
dc.relation.referencesat the EUREF Symposium 2006. Riga, Latvia, 14–17 June, 2006
dc.relation.referencesKreemer, C., Haines, J., Holt, W. E., Blewitt, G., &
dc.relation.referencesLavallee, D. (2000). On the determination of a
dc.relation.referencesglobal strain rate model. Earth, Planets and Space, (10), 765–770.
dc.relation.referencesMarchenko, A. N. (2003). A note on the eigenvalue –
dc.relation.referenceseigenvector problem. In: Kühtreiber N. (Ed.),
dc.relation.referencesFestschrift dedicated to Helmut Moritz on the
dc.relation.referencesoccasion of his 70th birthday. Graz University of
dc.relation.referencesTechnology, pp. 143–152.
dc.relation.referencesMarchenko, A. N., & Schwintzer, P. (2003).
dc.relation.referencesEstimation of the Earth's tensor of inertia from
dc.relation.referencesrecent global gravity field solutions. Journal of
dc.relation.referencesgeodesy, 76(9–10), 495–509.
dc.relation.referencesMarchenko, A. N., Tretyak, K. R., & Serant, O.
dc.relation.references(2010). On the accuracy estimation of components
dc.relation.referencesof the strain tensor. In: Modern Achievements of
dc.relation.referencesGeodetic Science and Industry. 2(20), 41–43 (in
dc.relation.referencesUkrainian)
dc.relation.referencesMarchenko, A. N., Marchenko, D.A. & Lopushansky, A. N. (2016). Gravity field models derived
dc.relation.referencesfrom the second degree radial derivatives of the
dc.relation.referencesGOCE mission: a case study. Annals of
dc.relation.referencesGeophysics, 59(6), 0649–0659.
dc.relation.referencesMinster, J. B., & Jordan, T. H. (1978). Present-day
dc.relation.referencesplate motions. Journal of Geophysical Research:
dc.relation.referencesSolid Earth, 83(B11), 5331–5354.
dc.relation.referencesMoritz, H., & Mulle,r I. I. (1987). Earth’s Rotation.
dc.relation.referencesTheory and estimations, New York, Ungar.
dc.relation.referencesPetit, G. & Luzum, B. (2010). IERS Conventions
dc.relation.references(2010), IERS Technical Note, No. 36, Verlag des
dc.relation.referencesBundesamts fur Kartographie und Geodasie,
dc.relation.referencesFrankfurt am Main.
dc.relation.referencesVaníček, P., Grafarend, E. W., & Berber, M. (2008).
dc.relation.referencesShort note: Strain invariants. Journal of Geodesy, 82(4–5), 263–268.
dc.relation.referencesWard, S. N. (1998). On the consistency of earthquake
dc.relation.referencesmoment rates, geological fault data, and space
dc.relation.referencesgeodetic strain: the United States. Geophysical
dc.relation.referencesJournal International, 134(1), 172–186.
dc.relation.referencesenBird, P. (2003). An updated digital model of plate
dc.relation.referencesenboundaries. Geochemistry, Geophysics,
dc.relation.referencesenGeosystems, 4 (3). art. no. 1027,
dc.relation.referencesendoi:10.1029/2001GC000252, 1–52
dc.relation.referencesenCrespi, M., Pietrantonio, G., & Riguzzi, F. (2000)
dc.relation.referencesenStrain tensor estimation by GPS observations:
dc.relation.referencesenSoftware and applications. Bollettino di geodesia e
dc.relation.referencesenscienze affini, 59(3), 261–280.
dc.relation.referencesenDeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F., & Stein, S.
dc.relation.referencesen(1990). Current plate motions. Geophysical
dc.relation.referencesenjournal international, 101(2), 425–478.
dc.relation.referencesenDeMets, C., Gordon, R. G., Argus, D. F., & Stein, S.
dc.relation.referencesen(1994). Effect of recent revisions to the
dc.relation.referencesengeomagnetic reversal time scale on estimates of
dc.relation.referencesencurrent plate motions. Geophysical research
dc.relation.referencesenletters, 21(20), 2191–2194
dc.relation.referencesenEngland, P., & Molnar, P. (1997). The field of crustal
dc.relation.referencesenvelocity in Asia calculated from Quaternary rates
dc.relation.referencesenof slip on faults. Geophysical Journal
dc.relation.referencesenInternational, 130(3), 551–582.
dc.relation.referencesenHaines, A. J., & Holt, W. E. (1993). A procedure for
dc.relation.referencesenobtaining the complete horizontal motions within
dc.relation.referencesenzones of distributed deformation from the
dc.relation.referenceseninversion of strain rate data. Journal of
dc.relation.referencesenGeophysical Research: Solid Earth, 98(B7), 12057–12082.
dc.relation.referencesenJulliette, L., Altamimi, Z., & Olivier, J. (2006).
dc.relation.referencesenInterpolation of the European velocity field using
dc.relation.referencesenleast squeares collocation method. Paper presented
dc.relation.referencesenat the EUREF Symposium 2006. Riga, Latvia, 14–17 June, 2006
dc.relation.referencesenKreemer, C., Haines, J., Holt, W. E., Blewitt, G., &
dc.relation.referencesenLavallee, D. (2000). On the determination of a
dc.relation.referencesenglobal strain rate model. Earth, Planets and Space, (10), 765–770.
dc.relation.referencesenMarchenko, A. N. (2003). A note on the eigenvalue –
dc.relation.referenceseneigenvector problem. In: Kühtreiber N. (Ed.),
dc.relation.referencesenFestschrift dedicated to Helmut Moritz on the
dc.relation.referencesenoccasion of his 70th birthday. Graz University of
dc.relation.referencesenTechnology, pp. 143–152.
dc.relation.referencesenMarchenko, A. N., & Schwintzer, P. (2003).
dc.relation.referencesenEstimation of the Earth's tensor of inertia from
dc.relation.referencesenrecent global gravity field solutions. Journal of
dc.relation.referencesengeodesy, 76(9–10), 495–509.
dc.relation.referencesenMarchenko, A. N., Tretyak, K. R., & Serant, O.
dc.relation.referencesen(2010). On the accuracy estimation of components
dc.relation.referencesenof the strain tensor. In: Modern Achievements of
dc.relation.referencesenGeodetic Science and Industry. 2(20), 41–43 (in
dc.relation.referencesenUkrainian)
dc.relation.referencesenMarchenko, A. N., Marchenko, D.A. & Lopushansky, A. N. (2016). Gravity field models derived
dc.relation.referencesenfrom the second degree radial derivatives of the
dc.relation.referencesenGOCE mission: a case study. Annals of
dc.relation.referencesenGeophysics, 59(6), 0649–0659.
dc.relation.referencesenMinster, J. B., & Jordan, T. H. (1978). Present-day
dc.relation.referencesenplate motions. Journal of Geophysical Research:
dc.relation.referencesenSolid Earth, 83(B11), 5331–5354.
dc.relation.referencesenMoritz, H., & Mulle,r I. I. (1987). Earth’s Rotation.
dc.relation.referencesenTheory and estimations, New York, Ungar.
dc.relation.referencesenPetit, G. & Luzum, B. (2010). IERS Conventions
dc.relation.referencesen(2010), IERS Technical Note, No. 36, Verlag des
dc.relation.referencesenBundesamts fur Kartographie und Geodasie,
dc.relation.referencesenFrankfurt am Main.
dc.relation.referencesenVaníček, P., Grafarend, E. W., & Berber, M. (2008).
dc.relation.referencesenShort note: Strain invariants. Journal of Geodesy, 82(4–5), 263–268.
dc.relation.referencesenWard, S. N. (1998). On the consistency of earthquake
dc.relation.referencesenmoment rates, geological fault data, and space
dc.relation.referencesengeodetic strain: the United States. Geophysical
dc.relation.referencesenJournal International, 134(1), 172–186.
dc.rights.holder© Інститут геології і геохімії горючих копалин Національної академії наук України, 2019
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2019
dc.rights.holder© Alexander N. Marchenko, Perii S. S., Lompas O. V., Golubinka Yr. I., Marchenko D. A., Kramarenko S. О., Abdulwasiu Salawu
dc.subjectтензор швидкостей горизонтальних деформацій
dc.subjectшвидкість дилатації
dc.subjectтензор швидкостей максимального зсуву
dc.subjectоцінювання точності
dc.subjectHorizontal velocity
dc.subjectstrain rate tensor
dc.subjectdilatation rate
dc.subjectmaximum sheer rate tensor
dc.subjectaccuracy estimation
dc.subjectskew symmetric rotational rate tensor
dc.subject.udc528.21/22
dc.titleDetermination of the horizontal strain rates tensor in Western Ukraine
dc.title.alternativeОцінювання тензора швидкостей горизонтальних деформацій у регіоні Західної України
dc.typeArticle

Files

License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
3.2 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Геодинаміка. – 2019. – №2(27)