Генеральная магнитная съемка и магнитные карты

Под термином генеральная магнитная съемка принято понимать планомерную магнитную съемку территории всей страны - России, а в те годы - СССР. Такая съемка была проведена в период с 1931 по 1936 годы. Она была площадной в западной части страны и маршрутной - в восточной. При площадной съемке точки измерений располагались более или менее равномерно с расстоянием между ними 20-30 км. При маршрутной -расстояние между точками оставалось таким же, но распределение их по площади было менее равномерным, т.к. маршруты прокладывались вдоль железных и грунтовых дорог, троп, рек и т.д. и не были параллельными.

На каждой точке измеряли D,I и Н с помощью магнитных теодолитов. По материалам съемки построены первые магнитные карты территории СССР. Карты, несмотря на схематичность из-за редкой сети наблюдений, сыграли значительную роль в решении ряда научных и практических задач.

С 1937 года систематическая съемка была продолжена Институтом земного магнетизма (ныне ИЗМИРАН) с большей детальностью. Измерения выполняли по маршрутам, отстоящим друг от друга на 10-20 км. Параметры D,I и Н измеряли через каждые 20 км. Но вдоль маршрутов через 1-2 км дополнительно измеряли вертикальную составляющую с помощью магнитометров М-2. Полученные материалы позволили построить более детальные и точные магнитные карты. Карты составляют на общепринятой топографической основе.

Карты изолиний (т.е. линий, соединяющих точки земной поверхности с одинаковой величиной того или иного элемента вектора геомагнитного поля) модулей векторов Т,Z,Н,Х или Y называют картами изодинам соответствующего элемента, карты изолиний склонения - картами изогон, изолиний наклонения - картами изоклин.

На картах может быть изображена характеристика наблюдаемого, нормального или аномального полей. В связи с существованием векового хода карты всегда строят по значениям поля, отнесенным к середине определенного года, и называют картами эпохи этого года.

Карты нормального поля составляют в ИЗМИРАНе обычно через каждые пять лет. На картах изодинам нормального поля (Т0 и Z0) эпохи 1965 года отчетливо видна материковая положительная аномалия - Восточно-Азиатская. Такие же карты были построены для эпох 1970, 1975 гг. и т.д. Совместный анализ карт приводит к выводу, что материковые аномалии постепенно перемещаются к западу, то есть они претерпевают западный дрейф со скоростью около 0.2° в год.

В разных точках участка съемки нормальное поле будет неодинаковым. Скорость изменения нормального поля (на единицу расстояния) называют градиентом нормального поля, или нормальным градиентом. Изменение поля, связанное с перемещением точки наблюдений в горизонтальной плоскости, называют горизонтальный градиентом, а с перемещением этой точки по вертикали вертикальным. Для точек, расположенных в средних

широтах территории России, горизонтальный градиент Z0 составляет около 5 нТл/км, вертикальный - около 23 нТл/км, горизонтальный градиент Н0- около 4 нТл/км, вертикальный - около 7 нТл/км. Следовательно, если съемка охватывает значительную площадь, необходимо учитывать изменение нормального поля. С этой целью вводят поправку за нормальный градиент.

Поскольку на картах нормального поля дана характеристика поля определенной эпохи, надо привести фактическое поле к эпохе карт нормального поля. Для этого нужно знать скорость изменения поля со временем, т.е. вековой ход. Величину векового хода устанавливают по картам изопор.

Приведение значений нормального поля любой составляющей (Z, H, T, D, или I°), например, к 2008 году можно осуществить по формуле:

Т₂оо8 = T_N+dT (2008 - N), (3.13)

где N - год составления карты нормального поля, δT - значение векового хода, снятое с карты изопор.

Практическое задание № 5

Вычислить по приведенным ранее формулам значения Z, H и T нормального дипольного поля Земли для экватора и полюса. Для тех же точек получить формулы и рассчитать значения вертикальных градиентов Z, H, T. Определить величину намагниченности вещества Земли и сделать вывод о его преимущественном составе, учитывая, что намагниченность магнетитовых руд имеет значение около 0,1 ед СГС, средний температурный градиент под поверхностью Земли составляет 1 градус на 33 метра, точка Кюри для магнетита 578 градусов.

Определить по картам нормального магнитного поля значения Z, H, T и наклонения I 0 в Томске (φ = 560 30', λ = 850) для эпохи текущего года.

Ответить на следующие вопросы:

А). Каковы, на ваш взгляд, должны быть причины возникновения магнитного поля Земли (магнитные свойства вещества Земли или что-то другое)?

Б). Какую составляющую поля (Т, Z, H, D, I°) лучше измерять, чтобы получить больше информации о геологическом строении площади. Во всех ли точках Земли эта составляющая будет наиболее информативной и почему?

В). В чем причины расхождения значений нормального поля, определенного по формулам и по картам нормального магнитного поля?

Г). Как получают величину векового хода составляющих магнитного поля Земли, используемую для построения карт изопор?