Розробка цифрових карт модуля індукції геомагнітного поля для території України

Надіслано: Березень 28, 2024
1
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України
2
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України
3
Інститут геофізики імені С. І. Субботіна НАН України
4
Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України
5
І

Знання  про геомагнітне поле території України базуються на магнітних зйомках  модуля індукції геомагнітного поля В та його силових і кутових компонент, а також спостережень або розрахунку їх аномальних величин. У статті викладено методику та розроблено цифрову карту модуля індукції геомагнітного поля на епоху 1969,5 року, яка є базовою для розробки карт модуля В та його аномалій ΔВ для довільної епохи. Для побудови карти модуля індукції геомагнітного поля В використано результати наземної абсолютної магнітної зйомки 1969-1972 рр, аналітичну модель головного геомагнітного поля ВIGRF, а також карту аномального магнітного поля м-бу 1: 1 000 000.  Цифрова карта модуля та аномалій модуля індукції геомагнітного поля В на епоху 1969,5р отримана шляхом розрахунку поправки за їх різницевими значеннями в пунктах абсолютної опорної мережі, яку шляхом інтерполяції було поширено за матрицею 1х1км на весь масив даних для території України. Модуль індукції геомагнітного поля В на епоху 2005,5 р. розраховано шляхом додавання до його значень на епоху 1969,5р розрахованих величин динаміки поля ВIGRF та “підмагнічуючого” ефекту аномалій модуля індукції ΔΔB. Розроблена карта Bі,р є наближеним представленням модуля магнітного поля, оскільки при розрахунку не враховувалася величина залишкової намагніченості,що  може зумовлювати незначні відхилення розрахованих та спостережених значень поля. Модуль індукції геомагнітного поля В на епоху 1969,5 р. змінюється в інтервалі 46500÷62000 нТл, а на епоху 2005,5р  ̶  47000÷63000 нТл,  зростаючи з південного заходу на північний схід території України. Максимальні його значення спостерігаються в районах регіональних та локальних магнітних аномалій, зокрема в районі Криворізько-Кременчуцької аномальної смуги та південно-східного краю Курської аномалії. Динаміка поля ВIGRF за період 1969,5÷2005,5 рр. характеризується величинами від 700 нТл на сході території України до 950 нТл на її заході, а величина підмагнічую чого ефекту ΔΔB змінюється в межах ±10 нТл, досягаючи максимальних величин (до 100-190 нТл) в областях інтенсивних магнітних аномалій. Верифікація розробленої на епоху 2005,5р цифрової карти модуля індукції геомагнітного поля В замірами значень його модуля в магнітних обсерваторіях “Київ”, “Львів” та “Одеса”, а також у пунктах вікового ходу та опорних магнітних пунктах ІІ класу засвідчила незначні (-20 ÷ 40 нТл) розходження розрахованих та заміряних величин модуля В. Найзначніші їх відмінності просторово корелюються із областями сучасної активізації земної кори території України та аномаліями електропровідності.

  1. Бурахович Т. К., Кулик С. Н. Квазитрехмерная геоэлектрическая модель Кировоградской аномалии єлектропроводности. Геофизический журнал. 2007. Т. 29, №1, С.  45-55. http://www.igph.kiev.ua/ukr/journal.html#
  2. Бурахович Т. К., Кушнір А. М. Історія, сучасний стан та напрями розвитку геоелектромагнітних досліджень в Україні. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія Шевченка. Геологія. 2023. Випуск 1(100). С. 58-66. https://doi.org/10.17721/1728-2713.100.07
  3. Верховцев В. Г. Новітні платформні геоструктури України та динаміка їх розвитку: авт.  дис.д.геол.н. 2008. 36 с.
  4. Гейко В. С., Цветкова Т. А., Санникова Н. Г., Ливанова Л. П., Гейко К. В. Региональная 3-D Р-скоростная структура мантии северо-западной Евразии. Геофизический журнал. 1998. Т. 2., № 3. С. 67—91.
  5. Ентин В. А., Гуськов С. И., Орлюк М. И., Гинтов О. Б., Осьмак Р. В. Карта абсолютных значений поля силы тяжести Украины и некоторые аспекты ее возможной интерпретации. Геофизический журнал. 2015. Т. 37. № 1. С. 58-65. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v37i1.2015.111323
  6. Канюка А., Чуйко Л., Лозовий А., Мендрій Я. Створення мережі опорних геомагнітних (Т) пунктів території України. Звіт про геофізичне вивчення надр. Фонди ДГЕ "Дніпрогеофізика", ДГП "Укргеофізика". 2012.
  7. Карта аномального магнитного поля Украинского щита м-ба 1:500 000. (1977). Пояснительная записка (под редакцией Ю. Б. Кравченко, З. А. Крутиховской). Киев, Киевгеология, 100c.
  8. Крутиховська З. О, Пашкевич I. К., Русаков О. М., & Соловйов В. Д. Наземна абсолютна магнiтна зйомка територii Української РСР. Вiсник АН УРСР. 1973.  № 9. С. 101-102.
  9. Кутас Р.И., Орлюк М.И., Пашкевич И.К., Бурахович Т.К.,Макаренко И.Б., Бугаенко И.В. Глубинное строение территории Украины по современным геофизическим данным. Общие сведения. Киев: BІ ЕН ЕЙ, 2018. C. 17—24
  10. Нечаєва Т. С., Шимків Л. М., Горкавко В. М., Єнтін В. А.  Карта аномального магнітного поля (ΔT)a України м-бу 1:1 000 000. Київ. 2002. 1 лист.
  11. Орлюк М. И., Роменец А. А. Новый критерий оценки пространственно-временной возмущенности магнитного поля Земли и некоторые аспекты его использования. Геофизический журнал. 2005. Т. 27, № 6. С. 1012-1023. http://www.igph.kiev.ua/ukr/journal.html#
  12. Орлюк М. И., Роменец А.А., Сумарук П.В., Сумарук Ю. П., Сумарук Т. П. Пространственно-временная структура магнитного поля Земли территории Украины: оценка вклада внутренних и внешних источников. Геофизический журнал. 2012. Т. 34. № 3. С. 137-145. https://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/116651/110688
  13. Пашкевич И. К., Соловьев В. Д. Результаты работ по созданию наземной опорной магнитной сети на территории УССР. Отчет о работе геофизической партии 93/68-71 за период 1968-1071гг. “Часть І.Текст. Фонди ІГФ НАН України. 1971г.
  14. Почтарев В. И. Нормальное магнитное поле Земли. М.: Наука, 1980. 268 с.
  15. Розе Т. Н. Региональные магнитные аномалии Украины и их связь с геотектоникой. Учен. зап. Ленингр.ун-та, Сер.Физ.наук. 1937. № 3. С. 123-133.
  16. Трегубенко В. І., Максимчук В. Ю., Орлюк М. І., Марченко Д. О., Мясоєдов В. П., Роменець А. О. Проведення компонентної магнітної зйомки на опорній мережі та побудова карт нормального геомагнітного поля і вікового ходу епохи 2005 року для території України. Фонди УТГФ, УкрДГРІ. 2008 р
  17. Трегубенко В. І., Максимчук В. Ю., Орлюк М. І., Марченко Д. О., Мясоєдов В. П., Роменець А. О. Компоненти магнітного поля Зелі на території України для епохи 2010р. за результатами вимірювання у пунктах вікового ходу. Мінеральні ресурси України. 2013. №3. С. 37-40.
  18. Третяк К. Р., Максимчук В. Ю., Кутас Р. І.  Сучасна геодинаміка та геофізичні поля Карпат і суміжних територій. Львів: Вид-во Львівської політехніки, 2015. 420 с.
  19. DGRF/IGRF Geomagnetic Field Model 1945–2024 and Related Parameters.htm). https://ccmc.gsfc.nasa.gov/modelweb/models/igrf_vitmo.php).
  20. Chulliat, A., S. Macmillan, P. Alken, C. Beggan, M. Nair, B. Hamilton, A. Woods, V. Ridley, S. Maus and A. Thomson, (2015). The US/UK World Magnetic Model for 2015-2020: Technical Report, National Geophysical Data Center, NOAA. http://doi.org/10.7289/V5TB14V7
  21. Enhansed Magnetic Model (EMM) 2015. https://www.ncei.noaa.gov/products/enhanced-magnetic-model
  22. Enhansed Magnetic Model (EMM) 2017. https://www.ncei.noaa.gov/products/enhanced-magnetic-model.
  23. Korhonen, J. V., Fairhead, J. D., Hamoudi, M., Hemant, K., Lesur, V., Mandea, M., Maus, S., Purucker, M., … Thébault, E., (2007). Magnetic Anomaly Map of the World, 1st edition. GTK, Helsinki. Map published by Commission for Geological Map of the World, supported by UNESCO.
  24. Liu, P. F., Jiang, Y., Yan, Q., and Hirt, A. M. (2023). The behavior of a lithospheric magnetization and magnetic field model. Earth Planet. Phys., 7(1), 66–73. http://doi.org/10.26464/epp2023025
  25. Maksymchuk V., Orlyuk M., Tregubenko V. (2015). Repeat stations measurements in Ukraine 2014 – 2015. In MagNetE 2015, Budapest 16-18 september: abstracts. Budapest: Geological and Geophysical Institute of Hungary, 2015, p.24.
  26. Maksymchuk V, Orlyuk M, Tregybenko V, Horodyskyy Y, Marchenko D. (2013) Ukrainian geomagnetic repeat station network and results of the field work reduced to the epoch 2005.5. Ann. Geophys. [Internet]. 2013 Mar.7; 55(6). Available from: https://www.annalsofgeophysics.eu/index.php/annals/article/view/5406
  27. Maus, S. (2010). An ellipsoidal harmonic representation of Earth's lithospheric magnetic field to degree and order 720. Geochem. Geophys. Geosyst., 11(6), Q06015. https://doi.org/10.1029/2010GC003026
  28. Maus, S., Barckhausen, U., Berkenbosch, H., Bournas, N., Brozena,…. C., Tontini, F. C. (2009). EMAG2: A 2–arc min resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic measurements. Geochem. Geophys. Geosyst., 10(8), Q08005. https://doi.org/10.1029/2009GC002471
  29. Meyer, B., Saltus, R., and Chulliat, A. (2017). EMAG2v3: Earth Magnetic Anomaly Grid (2-arc-minute resolution). Version 3. NOAA National Centers for Environmental Information. https://doi.org/10.7289/V5H70CVX.
  30. Olsen, O., Ravat, D., Finlay, Ch.C., & Kother, L.K. (2017). LCS-1: a high-resolution global model of the lithospheric magnetic field derived from CHAMP and Swarm satellite observations. Geophysical Journal International, 211(3), 1461—1477. https://doi.org/10.1093/gji/ggx 381.
  31. Orlyuk, M., Marchenko, A., Romenets, A., & Bakarjieva, M. (2018). Ukrainian Regional Magnetic Map: the results of calculations of the geomagnetic field components for the Epoch 2015. COBS Journal, 5, 40.