The 100th anniversary of the Poltava Gravimetric  Observatory: from subtle Earth tides  to seismic-tidal technology

Володимир Шляховий; Руслан Шиян

doi:10.24028/gj.v48i3.358436

Автор(и)

Володимир Шляховий Полтавська гравіметрична обсерваторія Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Полтава, Україна, Україна
Руслан Шиян Полтавська гравіметрична обсерваторія Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Полтава, Україна, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gj.v48i3.358436

Ключові слова:

гравіметр, гравітація, земні припливи, землетрус, сейсміка, нахиломір, технологія

Анотація

Вивчення земних припливів є фундаментальним методом дослідження внутрішньої структури Землі, що дає змогу аналізувати геодинамічні процеси в літосфері, мантії, ядрі та атмосфері. Понад століття розвитку припливних методів спостережень призвело до розробки приладів, що характеризуються надвисокою роздільною здатністю та чутливістю. Сучасні інструментальні спостереження також використовуються для досліджень і моніторингу геодинамічного стану навколишнього середовища, його локальних і регіональних геоструктур. Вони відіграють важливу роль у контролі деформаційних режимів і структурної стабільності критичних геотехнічних об’єктів.

Експериментальні та теоретичні дослідження земноприпливних явищ є одним із основних наукових напрямів Полтавської гравіметричної обсерваторії ІГФ НАН України з моменту її заснування в 1926 р. Напрями досліджень охоплюють астрономічні, нахиломірні, гравіметричні та екстензометричні спостереження. Дослідження, проведені в першій половині XX ст., не лише підтвердили земні припливи як реальне геофізичне явище, а й визначили їх як фундаментальне джерело наукової інформації про будову і внутрішні процеси в Землі. У період між 1960 та 1990 рр. впровадження сучасного приладобудування сприяло проведенню припливних досліджень на більш ніж 40 станціях в Україні, що дало об’ємні масиви даних для геодинамічного аналізу. Протягом своєї столітньої історії Полтавська гравіметрична обсерваторія зробила вагомий внесок у вивчення земних припливів і розвиток суміжних технологій, що охоплюють інтеграцію земноприпливних і сейсмічних методів, які можуть слугувати не лише фундаментальним дослідженням, а й вирішенню важливих практичних завдань, таких як моніторинг геологічного середовища та стійкості гірничих виробок і мостових конструкцій, дослідження обвальних процесів у шахтах тощо.

Посилання

Aksent’eva, Z.M., Balenko, V.G., Bulatsen, V.G., Golubitsky, V.G., Pavlyk, V.G., Shliahovyi, V.P. (2002). Observations of the variations of the vertical component of gravity in the territory of Ukraine in 1955—1997. Earth Rotation and Geodynamics, 18(3), 195—204 (in Russian).

Aksent’eva, Z.N., Bulatsen, V.G., & Tokar, V.I. (1970). On the reprocessing of the 11-year series of observations (1930—1941) of the Earth’s surface tilts in Poltava. Vraschenie i prilivnye deformatsii Zemli, (2), 3—8 (in Russian).

Balenko, V.G. (1980). Investigation of the Earth‘s surface tilts along the Kiev-Artemovsk profile. Kiev: Naukova Dumka, 176 p. (in Russian).

Boy, J.-P., Barriot, J.-P., Förste, C., Voigt, C., & Wziontek, H. (2020). Achievements of the First 4 Years of the International Geodynamics and Earth Tide Service (IGETS) 2015—2019. In J.T. Freymueller, L. Sánchez (Eds.), Beyond 100: The next Century in Geodesy. International Association of Geodesy Symposia (Vol. 152, pp. 107—112). Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/1345_2020_94.

Braitenberg, C., Rossi, G., Bogusz, J., Crescentini, L., Crossley, D., Gross, R., Heki, K., Hinderer, J., Jahr, T., Meurers, B., & Schuh, H. (2018). Geodynamics and Earth Tides Observations from Global to Micro Scale: Introduction. Pure and Applied Geophysics, 175, 1595—1597. https://doi.org/10.1007/s00024-018-1875-0.

Iwano, S., Fukuda, Y., Sato, T., Tamura, Y., Matsumoto, K., & Shibuya, K. (2005). Long-period tidal factors at Antarctica Syowa Station determined from 10 years of superconducting gravimeter data. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 110(B10), https://doi.org/10.1029/2004JB03551.

Kutnyi, A.M., Pavlyk, V.G., Bulatsen, V.G., & Babich, T.M. (2011). The results of long-term tiltmeter observations in the salt mine of Soledar (possible resonant effect of the liquid core of the Earth). Geofizicheskiy Zhurnal, 33(5), 115—119. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v33i5.2011.116871 (in Ukrainian).

Kutnyi, A.M., Pavlyk, V.G., Bulatsen, V.G., Golubytskyi, V.G., Bogdan, I.Yu., Korba, P.S., Babych, T.M., & Plys, V.P. (2015). Results and analysis of the Earth’s tidal observations in the territory of Ukraine. Geofizicheskiy Zhurnal, 37(2), 56—72. https://doi.org/10.24028/gzh. 0203-3100.v37i2.2015.111305 (in Ukrainian).

Kutnyi, A.M., Pavlyk, V.G., Babych, T.M., & Plys, V.P. (2023). Dynamics of tidal parameters depending on the landslide hazard condition of the salt mine roof. Geofizicheskiy Zhurnal, 45(3), 74—87. https://doi.org/10.24028/gj.v45i3.282416 (in Ukrainian).

Matveev, P.S. (1980). Development of A.Ya. Orlov’s ideas on the study of tidal tilts of the Earth’s surface in the research of the Poltava Gravimetric Observatory. In Geodynamics and Astrometry: collection of scientific papers (pp. 27—52). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).

Matveev, P.S. (1966). Harmonic analysis of a monthly series of Earth tide observations. In Earth Tides (pp. 51—79). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).

Matveev, P.S. (1970). On the possibility of using the results of observations tiltmetric for studies of the structure of the crust. Vraschenie i prilivnye deformatsii Zemli, (1), 72—86 (in Russian).

Matveev, P.S., Golubitsky, V.G., Bogdan, I.Yu., Dubik, B.S., & Slavinskaya, E.A. (1977a). Refined values of Earth tide parameters for the stations of the Sumy-Kherson profile. Vraschenie i prilivnye deformatsii Zemli, (9), 16—33 (in Russian).

Matveev, P.S., Ostrovskiy, A.E., & Shlyakhovyi, V.P. (1977b). On the efficiency of using negative feedback for stabilizing the sensitivity of a photoelectric tiltmeter. Vraschenie i prilivnye deformatsii Zemli, (9), 44—50 (in Russian).

Melchior, P. (1966). The Earth Tides (pp. 1—25). Oxford: Pergamon Press.

Melchior, P. (1978). The Tides of the Planet Earth. Observatoire Royal de Belgique, Brussels and Universite Catholique de Louvain., Pergamon Press, 610 p.

Orlov, A.Ya. (1961a). Selected works: in 3 volumes. Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, Vol. II, 320 p. (in Russian).

Orlov, A.Ya. (1961b). Selected works: in 3 volumes. Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, Vol. III, 243 p. (in Russian).

Orlov, A.Ya. (1950). Poltava Gravimetric Observatory of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. Proc. of the Poltava Gravimetric Observatory (Vol. 3, pp. 3—12) (in Russian).

Shliakhovyi, V.V. (2007). Digital seismotidal complex of Poltava Gravimetric Observatory: technology of supervision. Geodynamics, 6(1), 60—66 (in Ukrainian).

Shliakhovyi, V.P. (1975). On the detection of gravitational waves by tide-recording instruments. Vraschenie i prilivnye deformatsii Zemli, 8(1), 83—86 (in Russian).

Schliakhovyi, V.P. (1985). The tidal signals in nonlinear systems and the problems of the forecast of earthquakes. In Recent Geodynamics and the Prediction of Earthquakes in Ukraine (pp. 85—90). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).

Shliakhovyi, V.P., & Chernyi, V.G. (2010). Earth’s tidal tilt jumps and their relationship to earthquake source’s physics. Geofizicheskiy Zhurnal, 32(4), 146—149.

Schliakhovyi, V.P., Chernyi, V.I., & Iltchenko, A.G. (1994). Results of many years observations of tilts of earth surface near Vrances focal zone. The Study of the Earth as a planet by methods of astronomy, geophysics and geodesy. Proc. of the 3rd Orlov Conference, Odessa-1992 (pp. 216—217). Kiev: Naukova Dumka (in Russian).

Shljakhovyj, V.P., Kendzera, O.V., & Shljahovyi, V.V. (2011). Registration of seismic signals by tidal devices. Geodynamics, 11(2), 344—346. https://doi.org/10.23939/jgd2011.02.344 (in Ukrainian).

Schliakhovyi, V.Р., & Schlyakhovyi, V.V. (1998). Study of non-linear earth tide effects as possible precursors of Vranchea’s Earthquakes. Proc. of the Thirteenth International Symposium on Earth Tides, Brussels, July 22—25, 1997 (P. 183).

Shliakhovyi, V.P., Shyian, R.V., & Shliakhovyi, R.V. (2024). Seismic-tidal investigations of geodynamic processes during catastrophic earthquakes in Turkey, 2023 and the problem of predicting destructive events. 17th International Conference Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment. European Association of Geoscientists & Engineers (Vol. 2023, pp. 1—5). https://doi.org/10.3997/2214-4609.2023520172.

Shliakhovyi, V.P., Shyian, R.V., Yelchenko-Lobovska, A.S., & Shliakhovyi, R.V. (2025). Seismic activity of the Dnieper-Donetsk Basin, geodeformation fields and geotectonics of its seimogenic zones. Geofizicheskiy Zhurnal, 47(2), 353—358. https://doi.org/10.24028/gj.v47i2.322577.