On revealing geological structuresby the distant method of ionosphere-telluric profiling (by example of northern districts of Siberia).pdf Успешные поиски месторождений полезных иско-Земли. В настоящее время террогенный эффект полу-паемых в настоящее время требуют дальнейшего раз-чил за рубежом название «реактивные эффекты в гео-вития и совершенствования всего комплекса геологи-логии». Последующее совершенствование этих мето-ческих и, в частности, геофизических методов, что, подов было включено в число приоритетных задач Меж-нашему мнению, предполагает решение следующихдународной ассоциации геомагнетизма и аэрономиизадач: 1) увеличение дистанционности, т.е. одновре-(МАГА).менный охват съемкой с одной точки больших площа-Террогенный эффект в полярных сияниях обуслов-дей при минимальном количестве чувствительных дат-лен взаимосвязью электромагнитных параметров лито-чиков; 2) повышение точности и достоверности резуль-сферы, атмосферы, ионосферы и магнитосферы, где втатов измеряемых параметров физических свойств гор-роли электромагнитного генератора выступает системаных пород в естественном залегании; 3) создание эко-«ионосфера - атмосфера - земля» в целом. При этомлогически чистых методов, не нарушающих поверхно-Земля является комплексной нагрузкой, которая опре-стный покров земной поверхности (почву) и экологиюделяет не только энергопотребление, но и частотныеводных бассейнов; 4) минимизация материально-характеристики, как, например, у клистрона, магнетро-технических ресурсов при производстве геолого-на и т.п., работающего на длинную линию или ком-геофизических работ; 5) внедрение в практику новей-плексное сопротивление. Ионосфера, возбуждаемаяших результатов фундаментальных научных исследо-высыпающимися из плазменного слоя потоками элек-ваний.тронов, играет роль нелинейного активного элемента.Указанным требованиям наиболее полно соответст-Поле, создаваемое такой системой, сильно зависит отвуют дистанционные методы космической съёмки, ко-свойств всех составляющих системы, в том числе и отторая выполняется в разных диапазонах электромаг-свойств нагрузки (Земли). Решаемая задача сводится книтных волн и позволяет получить определенную ин-стандартной самосогласованной задаче [3]. Информа-формацию о морфологических элементах строенияционными параметрами являются интенсивность све-земной коры (разломы, линеаменты, кольцевые струк-чения верхней атмосферы и напряженность атмосфер-туры и т.д.), но глубина исследования этими методаминого электрического поля. Последняя может быть оп-ограничивается поверхностными слоями. Очевидно,ределена с помощью лазерных систем.что и в поверхностных слоях содержится некотораяЭкспериментальными исследованиями показано, чтоинформация о глубинном строении, но достоверныхпространственное распределение свечения верхней ат-методов интерпретации этой информации на сегоднямосферы (ионосферы) в зоне высоких и средних широтпрактически не существует.имеет неоднородный характер и представляет собойАвторами в настоящей статье предлагается новыйсовокупность зон аномалий, которые привязаны к на-геофизический метод исследования структур земнойземным координатам. Эффект неоднородности про-коры на основе террогенного эффекта - эффекта взаи-странственного распределения свечения верхней атмо-мосвязи электромагнитных параметров земной коры,сферы и наземные координаты зон аномалий воспроиз-атмосферы, ионосферы и магнитосферы. Научные ос-водимы в разные периоды съёмки, отличающиеся раз-новы террогенного эффекта и методы его применения вличной геомагнитной активностью. Проекции аномалийгеолого-геофизических исследованиях были разрабо-в пространственном распределении свечения верхнейтаны и предложены сотрудниками Томского государ-атмосферы на земную поверхность совпадают с зонамиственного университета и Заполярной комплекснойанизотропии физических свойств земной коры.геологоразведочной экспедиции Норильского ГМКХарактеристики свечения верхней атмосферы в зо-Л.Н. Поповым и Ю.К. Краковецким в 1982-1989 гг. [1-нах высоких и средних широт различны. В высоких4]. В дальнейшем эти работы проводились совместно сширотах свечение при слабой геомагнитной активно-сотрудниками Института космофизических исследова-сти не локализовано, интенсивность свечения зависитний и аэрономии Якутского филиала СО АН СССРот уровня геомагнитной активности. При высокой гео-В.П. Самсоновым и В.Г. Васильевой [5], а сами методымагнитной активности свечение приобретает локаль-были использованы европейскими и американскиминые формы с большой интенсивностью свечения (фор-специалистами при исследовании различных регионовмы полярных сияний). В средних широтах свечение205также не локализовано, и интенсивность свечения зави-сит от геомагнитной активности. Локализация свечения в средних широтах происходит только в периоды силь-ных магнитных бурь. В переходной зоне, к которой от-носятся северные районы Томской области, свечение верхней атмосферы имеет как нелокализованный, так и локализованный характер. Контрастность свечения верхней атмосферы высоких широт больше контрастно-сти излучения верхней атмосферы средних широт.Современные исследования физики солнечно-земных связей, магнитосферно-ионосферной системы, процессов в средней и нижней атмосфере, а также об-наруженное соответствие структурных образований магнитосферы и литосферы показывают, что все гео-сферные оболочки являются звеньями одной многопа-раметрической системы с обратными связями, реали-зуемыми в значительной степени токовыми системами. Этот вывод В.А. Моргунов сделал в 1988 г. в предло-жениях комиссии «Глобальная электрическая цепь» по развитию исследований в рамках МГБП «Глобальные изменения» [3].Первичные полевые данные были получены с ис-пользованием фотокамеры «всего неба» с углом зре-ния 180º конструкции профессора МГУ А.И. Лебедин-ского со съёмкой на стандартную киноплёнку повы-шенной чувствительности (аскафильмы). Обработка аскафильмов производилась по специальным палеткам на аппарате «Микрофот» вручную. Карты неравномер-ностей распределения свечения ночного неба в мас-штабе 1: 5 000 000 строились на базе фиксации одно-родных дуг, лучистых дуг и отдельных лучей. Несо-вершенство методики не позволяло производить учёт однородных диффузных форм свечения ночного неба.Экспериментальные исследования проводились в северных регионах Сибири сотрудниками Томского госуниверситета совместно с геологами-производ-ственниками с использованием данных сети обсервато-рий Севера Сибири (Норильск, Салехард, Усть-Тарея, о-в Голомяный) и материалов Мирового центра данных В-2. При измерениях регистрировались только локаль-ные формы свечения верхней атмосферы с большой интенсивностью свечения (полярные сияния) и строи-лись карты частоты появления полярных сияний, спро-ектированные на земную поверхность.Схема изолиний частоты появления полярных сия-ний в Норильском районе представлена на карте (рис. 1), построенной в исправленных геомагнитных координатах.206Рис. 1. Схема изолиний частоты появления полярных сияний в Норильском районе. Значения частоты полярных сияний приведены в относительных единицахЦентр координат карты расположен вблизи г. Норильска в точке с географическими координатами φ = = 89º26ʹ с.ш., λ = 88º05ʹ в.д. Наряду с изолиниями частоты появления полярных сияний на карту нанесены крупнейшие структуры севера Сибирского региона.В центре карты (см. рис. 1) на широте φ = 89º26ʹ выделяется зона аномально повышенной частоты появления полярных сияний, хотя в соответствии с классической схемой изохазм полярных сияний область максимальной частоты на Таймырском полуострове находится на широте 74º [6]. Одной из возможных причин появления аномальной зоны повышенной частоты полярных сияний в центре карты может служить анизотропия физических и, в частности, электрических свойств подстилающей земной поверхности. Установленная аномалия характеризуется следующими свойствами: 1) она имеет кольцевую структуру; 2) частота появления полярных сияний в центре аномалии, расположенной южнее на 400 км от центра авроральной зоны, сравнима с частотойпоявления полярных сияний в центре этой зоны. Центр аномалии совпадает по наземным координатам с круп-нейшим в мире Норильско-Талнахским месторождением сульфидных полиметаллических руд. Структура земной коры в зоне аномалии характеризуется значительной анизотропией физических свойств, обусловленной нали-чием Норильско-Талнахского рудного узла и мощной верхнепалеозойской угленосной толщи, обладающих аномально повышенной проводимостью по сравнению с окружающими его породами. Открытая аномалия имеет прогностические признаки и может быть выделена в отдельный класс аномалий «норильского типа».Достоверность выделения аномалии повышенной частоты полярных сияний над ст. Норильск подтвер-ждается независимой съёмкой полярных сияний на ст. Усть-Тарея, расположенной на 445 км севернее ст. Норильск (рис. 2). На рис. 2 также чётко выделяется аномальная зона повышенной частоты появления по-лярных сияний в районе ст. Норильск.Рис. 2. Карта изолиний частоты появления полярных сияний по данным ст. Усть-Тарея. Значения частоты полярных сияний приведены в относительных единицахВторая зона аномалий проявляется в изолиниях на[7], прослеживающемуся от островов Северной Земливосточном краю карты (рис. 1), которые резко изменя-через Таймырскую складчатую область, Енисей-ют своё направление с близкого к теоретическомуХатангский прогиб в пределы Сибирской платформысубширотного на субмеридиональное. Эта зона анома-до оз. Байкал.лий близка по пространственному расположению вТретья группа аномалий в распределении однород-наземных координатах к Трансазиатскому линеаментуных форм полярных сияний приурочена к зоне сочле-207нения Сибирской платформы (II) c Западно-Сибирской плитой (I) и Енисей-Хатангским прогибом (IV) (см. рис. 1). Эти аномалии характеризуются изломами изо-линий частоты появления полярных сияний со сменой направления от субширотного до субмеридионального и тенденцией к первоначальному восстановлению при переходе через аномальную зону.Зоны аномального распределения частоты появле-ния полярных сияний чётко трассируют границы со-членения крупнейших блоков земной коры, что на-глядно отражается на приведённой схеме (рис. 1). Дос-товерность привязки выделенных блоков земной коры подтверждается материалами дешифрирования телеви-зионных космических снимков [7], результатами глу-бинного сейсмического зондирования [8] и данными, полученными в процессе проведения поисковых геоло-горазведочных и геофизических работ.Распределение частоты появления полярных сияний вдоль меридиана, проходящего через ст. Норильск, показано на рис. 3.Рис. 3. Распределение частоты появления полярных сияний по меридиональному профилю,проходящему через ст. Норильск, при различных уровнях геомагнитной активности.Номера профилей (линий): 1 - при слабом уровне геомагнитной возмущённости ( ΣК = 0 ÷ 20);2 - при умеренном уровне геомагнитной возмущённости ( ΣК = 20 ÷30);3 - при сильном уровне геомагнитной возмущёности ( ΣК > 31)Для построения графика полярные сияния были раз-геологии: дистанционного изучения элементов глобаль-делены по уровню геомагнитной активности. Установле-ной тектоники, региональных структур, глубинных раз-но, что частотный спектр геомагнитных вариаций и свя-ломов, скрытых под толщами рыхлых и литифицирован-занные с вариациями полярные сияния зависят от уровняных отложений, вулканогенных образований (в частно-геомагнитной активности. Следовательно, изменение ко-сти, траппов), под обширными ледниковыми покровами иличества сияний в зоне положительной аномалии в рай-др., особенно в труднодоступных областях Арктики ионе ст. Норильск также зависит от спектра геомагнитныхАнтарктики, а также на шельфах высокоширотных морей.вариаций. Отметим, что максимальная частота появленияДля более эффективного использования метода, в томполярных сияний в зоне сияний практически неизменна.числе построения среднемасштабных карт (масштаб 1:Зависимость частоты появления полярных сияний в зоне200 000 и крупнее), необходима новая аппаратурная база,положительной аномалии от частотного спектра геомаг-использование компьютерных технологий для обработкинитных вариаций позволяет сделать два основных выво-аскафильмов, полученных по результатам МГГ в 1957-да: положительная аномалия частоты полярных сияний1958 гг. и в более поздние периоды, которые имеются вобусловлена электропроводящей глубинной структуройМеждународном центре данных (МЦД). Для этого необ-земной коры; механизм образования террогенного эффек-ходимо также использование цифровых фотокамер с вы-та на исследуемой площади является индукционным.сококачественной оптикой и фиксацией изображения наТаким образом, выявленный террогеный эффект мо-компьютер, телевизионных камер всего неба и новыхжет быть использован для решения задач региональнойсканирующих фотометров.208ЛИТЕРАТУРА

Скачать электронную версию публикации