استفاده از اندازه گیری های دائمی gps در تعیین میزان و نحوه تغییرشکل کنونی پوسته زمین در کوههای البرز

بررسی و مطالعه حرکات و دگرشکلی های پوسته زمین و مخاطرات ناشی از آنها، همواره مورد توجه محققان علوم زمین بوده است. در طول چند دهه گذشته، علم ژئودزی و کاربرد آن در زمینه کینماتیک و دینامیک دگرشکلی پوسته زمین جایگاه ویژه ای در میان محققان علوم زمین از جمله ژئوفیزیکدانان یافته است. زیرا با پیدایش و گسترش تکنیک های ژئودتیکی و به دنبال آن امکان تعیین موقعیت بسیار دقیق می توان تغییرات مکانی نقاط سطح زمین را در طول زمان پایش کرد. سیستم تعیین موقعیت جهانی (gps) یکی از تکنیک های ژئودتیک فضا-مبنا می باشد که اهمیت و کاربرد بسیاری در مطالعات زمین ساختی دارد. زیرا با استفاده از این تکنیک می توان تغییرات پوسته ای را با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا پایش کرد. ایران از جمله مناطق لرزه خیز و پر جمعیت جهان می باشد که بررسی و مطالعه فعالیتهای تکتونیکی آن مورد توجه محققان علوم زمین می باشد. وضعیت کنونی ایران از نظر تکتونیکی ناشی از همگرایی بین صفحات عربستان و اوراسیا می باشد که دگرشکلی های حاصل از آن به شکل کمربندهای کوهستانی (زاگرس، البرز، کپه داغ) و گسلهای بزرگ امتدادلغز احاطه کننده بلوکها (ایران مرکزی، لوت، حوضه خزر جنوبی) نمایان می گردد (جکسون و مک کنزی، 1984و 1988). از آنجایی که زونهای دگرشکلی با مناطق لرزه خیز ایران ارتباط نزدیکی دارند (جکسون و مک کنزی، 1984؛ بربریان و ییتس، 1999)، بنابراین اندازه گیری و تعیین حرکات و دگرشکلی های پوسته ای از اهمیت ویژه ای برخوردار است. تکنیک و روش های مختلفی برای توصیف انواع تغییرشکل وجود دارد. به منظور تعیین تغییرشکل پوسته زمین می توان تغییر مختصات یک نقطه را در دو زمان مختلف بدست آورد. ولی بدلیل وابستگی مختصات یک نقطه به سیستم مختصات تعریف شده، باید از پارامترهایی استفاده کرد که حداقل وابستگی به تعریف سیستم مختصات را داشته باشند. از جمله این پارامترها می توان به تنسور استرین و دوران اشاره کرد. پاسخ یک جسم در مقابل تنشهای اعمال شده بر روی آن و به عبارت دیگر تغییرشکل نسبی یک جسم کرنش یا استرین نام دارد. می توان تغییرشکل یک جسم را در طول زمان بیان کرد، که در این صورت پارامتری به نام نرخ استرین تعریف می گردد. تعیین و بررسی تنسور نرخ استرین پوسته زمین، امکان توصیف فرآیندهای ژئودینامیکی مانند تجمع استرین گسلها را که یک پارامتر مهم در ارزیابی خطر لرزه ای محسوب می شود؛ فراهم می آورد. تاکنون مطالعات گوناگونی توسط محققان درباره حرکات پوسته ای و چگونگی توزیع دگرشکلی در مقیاس ایران (نیلفروشان و همکاران، 2003؛ ورنانت و همکاران، 2004 الف؛ ماسون و همکاران، 2005؛ ماسون و همکاران، 2007) و مناطق مختلف آن از جمله البرز (ورنانت و همکاران، 2004 ب، رساله دکتری جمور) با استفاده از شبکه های موردی gps انجام گرفته است. قابل توجه است که اندازه گیریهای gps در حالت پیوسته (شبکه های دائمی gps) امکان پایش جابجایی های سطحی را با قدرت تفکیک زمانی بالا فراهم می آورند. در حالیکه مشاهدات gps در حالت موردی جابجایی های سطحی را تنها در زمانهای معینی پایش می کنند. همچنین شبکه های دائمی gps در مقایسه با شبکه های موردی خطاهای تعیین موقعیت را بهتر توصیف و ارزیابی می کنند و می توان به برآوردهای قابل اعتمادتری از حرکات زمین دست یافت. بنابراین مشاهدات دائم gps از لحاظ دقت و پایش پیوسته تغییرات هر نقطه در مقایسه با اندازه گیریهای موردی از اهمیت بسزایی برخوردارند. در همین راستا در سال 2005 یک شبکه دائم gps سراسری به منظور اهداف ژئودینامیک و بررسی پیوسته حرکات پوسته زمین در ایران توسط سازمان نقشه برداری کشور نصب و راه اندازی گردید. جمور و همکاران (2010) با استفاده از مشاهدات 28 ایستگاه gps دائمی و 54 ایستگاه gps موردی در بازه زمانی 2000 تا 2008، به بررسی کینماتیک کنونی پهنه البرز پرداختند. آنها با بهره گیری از میدان سرعت و اساسا مدل بلوکی، صرفا نرخ لغزش گسلهای حاشیه های شمالی و جنوبی البرز را بررسی نمودند. زیرا در مدل بلوکی فرض بر این است که در داخل بلوک هیچ تغییرشکلی وجود ندارد و تمام دگرشکلی ها فقط در دو حاشیه شمالی و جنوبی بلوک روی می دهد. حال در این پایان نامه سعی شده است با پردازش مجدد مشاهدات شبکه دائمی gpsایران در بازه زمانی 2009-2005، کینماتیک کنونی شمال ایران (بخش شمالی ایران مرکزی و پهنه البرز) مورد بازنگری و مطالعه قرار گیرد و نکات و دیدگاه هایی که در کار جمور و همکاران (2010) به آنها پرداخته نشده است؛ بررسی شوند. بدین صورت که ابتدا از طریق میدان سرعت، میزان و نحوه توزیع کوتاه شدگی و حرکات برشی بخش های مختلف البرز و بلوک ایران مرکزی و همچنین نرخ لغزش و مکانیسم گسلهای منفرد و مجزای منطقه که جمور و همکاران (2010) به آنها اشاره نکرده اند(تفرش، طالقان، پارچین و...)؛ تعیین می گردد. سپس با استفاده از بردارهای سرعت gps دائمی بدست آمده، برای اولین بار نرخ استرین ژئودتیکی مسطحاتی (دو بعدی) محاسبه و چگونگی دگرشکلی منطقه بررسی می شود. یکی دیگر از اهداف مهم این تحقیق مقایسه نتایج ژئودتیک حاصل با شواهد زمین شناسی و زمین ساخت جنبای منطقه می باشد. لذا این پایان نامه مشتمل بر 7 فصل می باشد. در فصل اول سیستم تعیین موقعیت جهانی (gps) بطور مختصر معرفی شده و سپس اهمیت و کاربرد این تکنیک در مطالعات زمین ساخت جنبا بیان گردیده ست. در فصل دوم تاریخچه مختصری از مطالعات ژئودینامیکی انجام شده در ایران توسط تکنیک ژئودتیک gps آورده شده است. در فصل سوم ریخت شناسی و زمین ساخت جنبای البرز بررسی می گردد. فصل چهارم به تشریح نحوه جمع آوری و پردازش داده های gps و چگونگی محاسبه میدان سرعت می پردازد. در فصل پنجم استرین، نحوه محاسبه تنسور نرخ استرین و اهمیت استرین ژئودتیکی بیان می گردد. در فصل ششم میدان سرعت و نرخ استرین ژئودتیکی بدست آمده برای منطقه البرز آورده شده است. فصل هفتم شامل بحث و نتیجه گیری پیرامون تحقیق انجام شده می باشد.