№ 5 (2023)

Предложен новый подход к решению кинетических уравнений, описывающий процесс образования безгистерезисной остаточной намагниченности (ARM), который позволил на два порядка ускорить численный расчет процесса образования ARM для одноосных ориентированных невзаимодействующих однодоменных частиц, при этом практически не уступая в точности строгому численному решению. Из результатов расчетов следует, что восприимчивость ARM целиком определяется величиной параметра коэрцитивности частицы\(~g = {{{{\mu }_{0}}m{{B}_{0}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{\mu }_{0}}m{{B}_{0}}} {2kT}}} \right.} {2kT}}\). Выполнено сравнение данных предыдущих приближенных расчетов величины ARM с представленными здесь точными результатами и показано, что расхождение между точными данными и приближенными оценками растет с ростом g, но остается относительно небольшим, в пределах 23%. Предложенный алгоритм быстрого расчета кинетических уравнений позволяет с физической строгостью проанализировать методику псевдо-Телье оценки палеонапряженности для ансамбля однодоменных частиц, что предполагается сделать в последующих работах.

Оценка времени образования твердого внутреннего ядра Земли является проблемой первого порядка в разработке модели тепловой эволюции Земли как планеты, и в ее решении могут помочь, в частности, определения напряженности древнего геомагнитного поля B_др. С этой целью нами изучена коллекция пород возрастом ~1380 млн лет, отобранных в долине р. Уджа на территории Уджинского авлакогена из силла долеритов в районе р. Хапчаныр. Силл представляет собой интрузивное тело мощностью 5–7 м, внедрившуюся в алевролиты и карбонаты уджинской свиты. С целью получения достоверных определений палеонапряженности B_др изучены магнитные и термомагнитные свойства исследуемых пород, проведены их рентгеноструктурные и микромагнитные исследования. Показано, что носителями характеристической компоненты естественной остаточной намагниченности являются одно- и малые псевдооднодоменные зерна магнетита. Для определения B_др использовались два метода – процедура Телье–Коэ с выполнением повторных нагревов до более низких температур (процедура pTRM-check) и экспресс-метод Вилсона. Определения палеонапряженности, которые удовлетворяют критериям качества, получены на 9 образцах (30 дублях). Среднее значение B_др крайне низкое и составляет 4.54 ± 0.49 мкТл; соответствующее рассчитанное значение виртуального дипольного момента VDM равно (11.1 ± 1.2) × 10²¹ Ам², что почти на порядок ниже средней величины VDM в современную эпоху (≈80 × 10²¹ Ам²) и более чем в шесть раз ниже средней величины VDM в кайнозое (6.44 × 10²² Ам²). Проведен анализ VDM в интервале 350–3500 млн лет, представленных в мировой базе данных МВД. Показано, что прослеживается чередование периодов низкой и высокой палеонапряженности в докембрии и палеозое, что свидетельствует о большой вариабельности режимов работы геомагнитного динамо независимо от существования или отсутствия твердого ядра Земли. Важно отметить, что количество достоверных значений VDM на столь протяженном временном интервале (350–3500 млн лет) слишком мало для проведения полного статистического анализа, чтобы на его основе выделять какой-либо интервал времени как наиболее вероятный для образования внутреннего ядра.

Представлены результаты выявления стадийности проявления аномалий параметров сейсмического режима перед землетрясениями различных магнитуд. Под стадийностью понимается соотношение времен формирования и развития аномалий различных параметров сейсмического режима. Для анализа отобраны землетрясения в областях с двумя генеральными тектоническими типами: в зоне субдукции (Камчатка и Япония) и в рифтовой зоне (Исландия). Выбор регионов определялся, в первую очередь, доступностью и качеством региональных сейсмических каталогов. В качестве параметров сейсмического режима рассматривались наклон графика повторяемости и комплексный параметр, известный как RTL. Пространственно-временные аномалии выявлялись перед отобранными землетрясениями на основе известных “образов предвестников” параметров сейсмического режима. Сопоставление длительностей выявленных аномалий показало, что аномалии наклона графика повторяемости возникают, в целом, раньше, чем аномалии RTL. Высказаны предположения о возможной причине такой стадийности проявления аномалий. В окрестностях изученных землетрясений оценивалось также изменение параметра концентрации сейсмогенных разрывов в пределах соответствующих сейсмических циклов. Сопоставление времен возникновения выявленных аномалий сейсмического режима с соответствующими этим временам значениями параметра концентрации сейсмогенных разрывов показало, что формирование аномалий сейсмического режима происходит на стадии, когда состояние системы накопившихся за время сейсмического цикла сейсмогенных разрывов практически достигло критического значения.

Интеграл Фока (ИФ), названный по имени автора, получившего его аналитическое выражение в цилиндрических функциях, был им введен для теоретического анализа электромагнитного поля магнитных диполей на границе однородного проводящего (немагнитного) полупространства. Подробные аналитические представления интегралов, в которых выражены все компоненты полей вертикального и горизонтального магнитных диполей, были изложены в работе [Вешев и др., 1971]. Получение аналитических выражений похожих интегралов, представляющих компоненты полей электрических диполей в аналогичной модели требует рассмотрения помимо ИФ другого, родственного ему интеграла, условно названного ИФ1, аналитическое выражение которого до настоящего времени известно не было. Восполнение данного пробела и явилось целью настоящей работы, в которой предложен оригинальный способ получения аналитического представления ИФ1, путем задания и решения линейного неоднородного дифференциального уравнения 1-го порядка с соответствующим граничным условием, которому ИФ1 удовлетворяет. Полученный результат позволит упростить процесс моделирования полей в однородном полупространстве и улучшить качество интерпретации данных электромагнитных методов за счет более точных и надежных оценок нормального поля в подобных моделях вмещающей среды.

В статье рассматриваются результаты магнитовариационных зондирований в двух пунктах в восточной Арктике в районе Чаунской губы, на метеостанциях “Певек” и “Валькаркай”, посредством выполнения 3D-инверсии типперов по программе ModEM. В результате инверсии была получена геоэлектрическая модель района в подповерхностной области размером 300 × 300 × 200 км. Модули типперов в обеих пунктах принимают значения в диапазоне 0.2–0.85, достигая максимальных значений на периоде 1000 с. На метеостанции “Певек” реальная индукционная стрелка в конвенции Паркинсона ориентирована в западном направлении во всем диапазоне периодов. Во втором пункте ее азимут изменяется от 30° на СВ до –30° на СЗ с увеличением периода вариаций. Во всем диапазоне глубин проводящие неоднородности располагаются западнее и севернее Чаунской складчатой зоны. В области глубин 8–12 км они узкой полосой протягиваются под западной и северной прибрежными участками зоны. При увеличении глубины отмечается их разбиение на блоки, достигающие максимальных размеров в горизонтальной плоскости в диапазоне глубин 20–30 км. Среди них наиболее заметен проводящий блок под южной частью Чаунской губы. Корни этих блоков различимы на глубинах до 100 км. Чаунская складчатая зона представляется высокоомным блоком вплоть до глубин 150 км и с удельным электрическим сопротивлением более 1000 Ом м. При сравнении полученной геоэлектрической модели с ранее выполненными здесь геофизическими исследованиями отмечается корреляция между расположением проводящих образований и положением слабоположительных аномалий в гравитационном поле в редукциях Буге и изостатической в районе прибрежных акваторий.

В этой работе мы представляем PMTools (https://pmtools.ru) – новое кросс-платформенное web-приложение для статистической обработки и визуализации данных при проведении палеомагнитных исследований, имеющее открытый исходный код. PMTools позволяет импортировать результаты магнитных чисток из наиболее распространенных форматов хранения палеомагнитных данных, выполнять компонентный анализ, вычислять средние палеомагнитные направления и виртуальные геомагнитные (палеомагнитные) полюсы. В PMTools также имеется возможность проведения палеомагнитных тестов: складки, конгломератов и обращения. Важной особенностью PMTools является экспорт полученных результатов в наиболее распространенные форматы хранения палеомагнитных данных, а также в виде векторной графики, максимально адаптированной под прямое использование в публикациях и презентациях. Наборы вычисленных палеомагнитных полюсов могут быть экспортированы в форматах программ GMap и GPlates, что позволяет исследователю без промедления приступать к палеотектонической интерпретации полученных им палеомагнитных данных. Интуитивно понятный русско- и англоязычный интерфейс, использование настраиваемых пользователем “горячих клавиш”, широкий спектр выбора отображаемых на графиках элементов – все это делает PMTools привлекательным современным инструментом обработки и анализа результатов палеомагнитных исследований.

Рассмотрены магнитные эффекты сильных землетрясений на примере уникального события: двух подводных землетрясений магнитудой 6.0 и 7.3, произошедших 16.03.2022 г. в близкие времена (соответственно в 14:34 и 14:36 UTC) с расстоянием между очагами ~11 км. С привлечением данных геофизической обсерватории “Михнево” ИДГ РАН (MHV) и ряда магнитных обсерваторий международной сети INTERMAGNET показано, что в отсутствие глобальных геомагнитных возмущений землетрясения сопровождались характерными вариациями магнитного поля Земли, зарегистрированными в виде цуга знакопеременных колебаний геомагнитного поля амплитудой ~2–8 нТл и периодом ~30 мин практически одновременно в ~15:30 UTC всеми магнитными обсерваториями, расположенными на расстояниях от 210 до ~13 000 км, а также вариациями в периоды прохождения сейсмического и инфразвукового сигнала в MHV.