Введение к работе
Современное состояние проблемы и актуальность темы исследования.
Планетарные исследования глубинной электропроводности Земли и отдельных ее регионов, дающие важную информацию о ({казовом и те; модинамическом состоянии земных недр, составляют зажнейшее направление современной геоэлектрики. Развитие этого направления требует разработки новых и совершенствования существующих методов зондирования, получения и использования новых экспериментальных данных. Вместе с сейсмическими, гравитационными, геотермическими данными, лабораторными исследованиями поведения вещества при высоких температурах и давлениях, данные по глубинной электропроводности служат основой для построения моделей недр нашей планеты.
За последние десятилетия сильно возросла роль методов :<агнитовариационного зондирования (МКЗ). В этот период были собраны и объединены в единую кривую частотного зондирования многочисленные экспериментальные данные, полученные в предыдущие годы, построены новые модели глубинной электропроводности. Использование в качестве источника поля ШЗЗ естественных электромагнитных вариаций, постоянно существующих на Земле, одновременно является достоинством и недостатком этого метода. Достоинство заключено в его безопасности для окружающей среды, а недостаток - в сложности исследуемых естественных сигналов, что предъявляет повышенные требования к качеству исходной экспериментальной информации.
Обычно, для решения задач магнитовариационного зондирования используют данные измерений геомагнитного поля на наземных обсерваториях, существенным недостатком которых является крайне неравномерное расположение последних на земной поверхности. Это не только искажает результаты МВЗ, но и, зачастую, делает его проведение просто невозможным, например, для океанов, где обсерваторий почти нет. Кроме того, к настоящему времени практически исчерпан источник получения исходного материала для уточнения кривых глобального зондирования по данным наземных обсерватории: анализ и строгий отбор данных производился многими авторами и перспектива привнести что-то новое в интерпретацию без дополнительного исходного материала кажется ссуг::-тельной.
- 2 -В связи с этим, использование нових высокоточных измерений геомагнитного поля, полученных специальным американским спутником МАГСАТ, в задачах магнитовариациошгаго зондирования представляется актуальным и перспективным, поскольку дает возможность получить сеть наблюдений поля, равномерно распределенных практически над любой территорией Земного шара
Цели исследования.
Основной целью работы являлось исследование возможности использования измерений геомагнитного поля, выполненных на спутнике МАІ'ОАТ, в задачах глубинной геозлектрики, в частности, для проведения региональных магнитовариациошшх зондировании.
При этом решались следующие задачи.
Получение по данным спутника МАГСАТ параметров глобального магннтовариацпошюго зондирования Земли и их сопоставление с аналогичными величинами, известными из наземных наблюдений.
Совместная интерпретация наземних и спутниковых данных глобального магнитовариационного зондирования в классе градиентных параметричесісих моделей распределения глубинной электропроводности.
Разработка методики вычисления параметров регионального МВЭ по измерениям поля на спутнике МАГСАТ.
Получение экспериментальных кривых регионального магнитовариационного зондирования для трех секторов Земного шара.
Построение региональных моделей глубинной электропроводности, удовлетворяющих полученным экспериментальным данным и современным представлениям о внутреннем строении Земли.
На защиту выносятся следующие положения.
-
Наблюдения вариаций геомагнитного поля на спутнике ЫАГСАТ вполне пригодны для проведения магнитовариационного зондирования и обладают рядом преимуществ по сравнению с На-З^МЗШШ:.
-
Результаты совместной интерпретации параметров глобального магнитовариационного зондирования, подученных по -спутниковым а наземным данным, позголяюг подтвердить сукество-лание в средней мантии зон с резким ьозрастанием электропроводности.
3. Модели распределения глубинной электропроводности, построенные по спутниковым данным регионального магнитовариа-ционного зондирования для Тихоокеанского и Евро-Африканского секторов, не противоречат современным представлениям об электрических свойствах мантии и, в пределах доверительных интервалов экспериментальных данных, существенно различны.
Научная новизна и практическая значимость работы.
До настоящего времени не было сделано практических попыток проведения магнитовариационного зондирования по уникальным измерениям геомагнитного поля на МАГСАТе, хотя возможность изучения удельной электропроводности Земли такой спутниковой съемкой была теоретически показана В диссертационной работе впервые продемонстрировано использование данных спутника МАГСАТ в задачах глубинной геоэлектрики, по предложенной методике рассчитаны новые экспериментальные параметры глобального іі регионального магнитовариационного зондирования. В результате интерпретации полученных кривых МВЗ построены модели планетарного и регионального распределения электропроводности в наиболее сложном диапазоне глубин мантии Земли, связанном с зонами полиморфных фазовых переходов. Проведенные исследования показывают пирокие перспективы практического использования данных спутника МАГСАТ в задачах регионального магнитовариационного зондирования.
Реализация работы.
Работа выполнена в лаборатории Главного геомагнитного поля И1? МИР АН по плану научно-исследовательских работ, проводимых в рамках темы "Использование данных спутниковых магнитных съемок для комплексного изучения Земли и процессов в ее магнитосфере" ( N гос. per. 01.9.20019230 ).
Апробация результатов и публикации.
Основные результаты исследования, составившие содержание диссертации, были доложены на Третьем Симпозиуме SEDI "Граничная область ядро-мантия: структура и динаміка" ( Мицусава, Япония, 6-Ю июля 1992 г. ), в китайском институте Геофизики ( Пекин, Китай, 1992 , 1994 гг.), на Индо-Российском симпозиуме по природе и вариациям геомагнитного поля ( Дели, Индия.
- 4 -2-6 февраля 1993 г.) , на научных семинарах и Ученом Совете ИЗШІРАЛ ГСэ теме диссертации опубликовано 6 работ.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения , 4 глав и заключения, общим объемом 138 машинописных страниц, содершт 30 рисунков и 15 таблиц. В списке цитируемой литературы GO наименований, в том числе 43 иностранных.
Искреннюю благодарность и признательность автор выражает научному руководителю профессору 1L KL Ротановой за постоянное внимание и помощь на всех этапах работы. Хотелось бы поблагодарить профессора МГУ В. И. Дмитриева за постановку интересной геофизической задачи и ценные замечания и советы. Особую благодарность хотелось бы выразить ст. научному сотруднику МГК Российской Академии Наук Е Ю. Семенову, а таюкс ст. научному сотруднику ЮМИРАН Т. R Бондарь за полезные обсуждения и плодотворное сотрудничество на определенных этапах работы и сотруднику ИОАН 11 А. Ііальшну за предоставленную возможность использовать его программы решения обратных задач.