Моніторинг та оцінка деформації поверхні землі від гравітаційного впливу Місяця і Сонця у геодинамічно різних зонах Києва та Кривого Рогу

Автор(и)

  • С.В. Щербина Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, Україна, Україна
  • І.А. Черевко Національний заповідник «Києво-Печерська лавра», Київ, Україна, Україна
  • П.Г. Пігулевський Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, Україна, Україна
  • Т.В. Кріль Інститут геологічних наук НАН України, Київ, Україна, Україна
  • О.О. Калініченко Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, Україна, Україна
  • А.І. Фещенко Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, Україна, Україна
  • А.О. Романенко Криворізький національний університет, Кривий Ріг, Україна, Україна
  • О.Д. Романченко Національний заповідник «Києво-Печерська лавра», Київ, Україна, Україна
  • О.О. Чалий Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, Київ, Україна, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24028/gj.v48i3.354369

Ключові слова:

laser inclinometer monitoring, lunar-solar tidal forces, ground deformation, underground cavities, geodynamic hazards, urban geophysics, Kyiv Pechersk Lavra, Kryvyi Rih

Анотація

Діяльність людини, така як видобуток корисних копалин у Криворізькому районі, суттєво змінила геологічне середовище, вплинувши на стабільність ґрунтів та створивши додаткові ризики для будівель, інфраструктури та міських об’єктів. Подібний процес дестабілізації навколишнього середовища відбувся набагато раніше в районі Києво-Печерської лаври, де зміни геологічного середовища також вплинули на історичні архітектурні споруди та культурні пам’ятки. Хоча ці процеси відбувалися в різних століттях і були зумовлені різними історичними та економічними чинниками, їхні наслідки мають схожі закономірності. В обох регіонах зафіксовано тріщини різного ступеня вираженості, локальні просідання ґрунту та поступове зміщення будівель у бік зон, що містять підземні порожнини як природні, так і штучні.

У цьому дослідженні використовуються високоточні лазерні інклінометри української розробки, які виявляють невеликі кутові деформації поверхні ґрунту та дають змогу аналізувати чинники, що сприяють нестабільності схилів і рухові ґрунту в районах із вираженим перепадом висот та складною морфологією.

Для експериментального моніторингу було встановлено два однакові лазерні інклінометри: у Києві та Кривому Розі. Один із приладів, сертифікований Державним підприємством «УКРМЕТРТЕСТСТАНДАРТ», відповідає сучасним національним стандартам точності, забезпечуючи надійні дані щодо зміщення ґрунту. Результати свідчать про те, що місячно-сонячні припливні сили можуть впливати на стабільність поверхневих шарів ґрунту, особливо в регіонах із значним перепадом висот та підземними порожнинами.

Ці висновки демонструють значний потенціал моніторингу за допомогою лазерного інклінометра для дослідження геодинамічних процесів, оцінювання ризиків деформації, прогнозування небезпечних рухів ґрунту та підвищення безпеки у районах зі складною морфологією поверхні та підземними порожнинами.

Посилання

Bugai, D.O., Kril, T.V., Cherevko, I.A., Shcherbyna, S.V., Shekhunova, S.B., & Mostovy, V.S. (2024). Comprehensive study of the geoecological state of preservation of historical and cultural heritage sites of the National Reserve «Kyiv-Pechersk Lavra» in conditions of military operations. Grant under the competition of the National Research University of Ukraine «Science for the reconstruction of Ukraine in the war and post-war periods» (2022.01/0209), 121 p. (in Ukrainian).

Dovbnych, M.M. (2007). Influence of variations in the Earth’s rotational regime and lunar-solar tides on the stress state of the tectonosphere. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, (11), 105—112 (in Russian).

Dovbnych, M.M., & Soldatenko, V.P. (2008). Onthevibrationaleffectoflunar-solartidesongeodynamicprocesses. Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, (12), 96—100 (in Russian).

Dovbnich, M.M., & Soldatenko, V.P. (2010). The fault-block model and the tidal trigger mechanism of the seismic process (for example, the seismicity of the Crimea). Geofizicheskiy Zhurnal, 32(2), 140—146. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i2.2010.11756.4 (in Russian).

Levashov, S.P. (2020). Geophysical studies of the Blizhnepecherny hill in order to determine the factors of deformation and water logging of the soil massif in buildings No. 37, 38, 48 and No. 41, 42, 43, underground galleries of the Blyzhnikh Caves: scientific and technical report. Kyiv, 54 p. (in Ukrainin).

Map of satellite values of earth’s surface heights according to exact coordinate values for the location of the laser inclinometer in Kyiv. (2026a). Retrieved from http://lavra.igs-nas.org.ua/GoogleMaps/KPL0/ (in Ukrainian).

Map of satellite values of earth’s surface heights according to exact coordinate values for the location of the laser inclinometer in Kryvyi Rih. (2026б). Retrieved from http://lavra.igs-nas.org.ua/GoogleMaps/KrR00/ (in Ukrainian).

Passport for laser inclinometer LIR01 (2024). Retrieved from http://lavra.igs-nas.org.ua/DOCS/ACCEL/PassportLaserInclinometerx005a.pdf.

Pigulevsky, P.I., Svistun, V.K., & Shcherbina, S.V. (2013). About tectonic structure, geodynamic and seismological features of the Krivoy Rog iron ore basin. Ecology and Nature Conservation, (17), 37—46.

Calibration certificate. (2026). Registration No. UA/23/241129/002485. Retrieved from https://lavra.igs-nas.org.ua/DOCS/ACCEL/LaserTiltCertifx002a.pdf.

Bugai, D.O., Shcherbyna, S.V., Kril, T.V., Cherevko, I.A., & Shekhunova, S.B. (2023). Overview of modern technologies of structural health monitoring of historical buildings: sensors, methods of data analysis and prospects of application in the National Reserve «Kyiv-Pechersk Lavra». Collection of scientific works of the Institute of Geological Sciences NAS of Ukraine, 16(2), 76—86. https://doi.org/10.30836/igs.2522-9753. 2023.293237.

Chalyi, O., Feshchenko, A., & Shcherbyna, S. (2023). The cause of cracks on the walls of buildings in the Kyiv-Pechersk Lavra. XVII International Scientific Conference «Monitoring of Geological Processes and Ecological Condition of the Environment», 7—10 November 2023, Kyiv, Ukraine (pp. 1—5).

Cherevko, I., Kril, T., Mostovyy, V., & Shcherbyna, S. (2025). Structural health monitoring of heritage building sunder military actions. International Journal of Conservation Science, 16(4), 1755—1774. https://doi.org/10.36868/IJCS.2025.04.09.

Cochran, E.S., Vidale, J.E., & Tanaka, S. (2004). Earth tides can trigger shallow thrust fault earthquakes. Science, 306(5699), 1164—1166. https://doi.org/10.1126/science.1103961.

Heaton, T.H. (1982). Tidal triggering of earthquakes. Bulletin of the Seismological Society of America, 72(6A), 2181—2200. https://doi.org/ 10.1785/BSSA07206A2181.

Kasahara, J. (2002). Tides, earthquakes, and volcanoes. Science, 297(5580), 348—349. https://doi.org/10.1126/science.1074601.

Kechebour, B.E.L. (2015). Relation between Stability of Slope and the Urban Density: Case Study Procedia Engineering, 114, 824—831. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.08.034.

Kril, T.V., Cherevko, I.A., Shcherbyna, S.V., & Chalyi, O.O. (2024а). Modern risk assessment of the influences of natural and military man-made factors on the state of the historical buildings of the Kyiv-Pechersk Lavra. Geofizychnyi Zhurnal, 46(5), 93—105. https://doi.org/10.24028/gj.v46i5.309056.

Kril, T., Cherevko, I. & Shekhunova, S.A (2024б). Ranking Analysis of Geological and Engineering Factors of Historical Monuments’ Stability Response: A Case Study of Kyiv-Pechersk Lavra, Ukraine. Buildings, 14(10), 3152. https://doi.org/10.3390/buildings14103152.

Lu, Z., Yi, H., & Wen, L. (2018). Loading-induced Earth’s stress change over time. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 123, 4285—4306. https://doi.org/10.1029/2017JB015243.

Massive earthquake of magnitude 8.8 strikes Russia’s Far East, biggest since 2011; details inside. (2026). Retrieved from https://economictimes.indiatimes.com/news/international/us/massive-earthquake-of-magnitude-8-7-strikes-russias-far-east-biggest-since-2011-details-inside/articleshow/122986295.cms#google_vignette.

Métivier, L., de Viron, O., Conrad, C.P., Renault, S., Diament, M., & Patau, G. (2009). Evidence of earthquake triggering by the solid earth tides. Earth and Planetary Science Letters, 278(3-4), 370—375. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2008. 12.024.

Moon Position Calculation on Google Map. (2026). Retrieved from https://www.mooncalc.org/#/50.4691,30.3578,3/2026.04.25/20:22/1/1.

Pihulevskyi, P.G., Anisimova, L.B., Kalinichenko, O.O., Panteleeva, N.B., & Hanchuk, O.V. (2021). Analysis of natural and technogenic factors on the seismicity of Kryvyi Rih. Journal of Physics: Conference Series, 1840(1), 012018. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1840/1/012018.

Ray, R.D., & Erofeeva, S.Y. (2014). Long-period tidal variationsin the length of day. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 119(2), 1498—1509. https://doi.org/10.1002/2013JB010830.

Sun Position Calculation on the Google Maps. (2026). Retrieved from https://www.suncalc.org/#/50.469,30.358,5/2026.04.25/12:55/1/1.

Understanding Solar Day Length Variation. (2026). Retrieved from https://explainingscience.org/2024/07/18/understanding-solar-day-length-variation/

Wilcock, W.S. (2001). Tidal triggering of microearthquakes on the Juan de Fuca Ridge. Geophysical Research Letters, 28(20), 3999—4002. https://doi.org/10.1029/2001GL013370.

##submission.downloads##

Опубліковано

2026-06-24

Як цитувати

Щербина, С., Черевко, І., Пігулевський, П., Кріль, Т., Калініченко, О., Фещенко, А., Романенко, А., Романченко, О., & Чалий, О. (2026). Моніторинг та оцінка деформації поверхні землі від гравітаційного впливу Місяця і Сонця у геодинамічно різних зонах Києва та Кривого Рогу. Геофізичний журнал, 48(3). https://doi.org/10.24028/gj.v48i3.354369

Номер

Розділ

Статті