Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними

Метод регіонального магнітоваріаційного зондування (Z/H метод) використано для побудови моделі електропровідності мантії Землі в районі Болгарської геомагнітної обсерваторії Панагюрище (PAG). На основі співвідношення спектрів вертикальної та горизонтальної компонент геомагнітного поля реєстров...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2011
1. Verfasser:	Ладанівський, Б.Т.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	2011
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59521
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними / Б.Т. Ладанівський // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 155-157. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-59521
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-595212014-04-09T03:02:00Z Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними Ладанівський, Б.Т. Метод регіонального магнітоваріаційного зондування (Z/H метод) використано для побудови моделі електропровідності мантії Землі в районі Болгарської геомагнітної обсерваторії Панагюрище (PAG). На основі співвідношення спектрів вертикальної та горизонтальної компонент геомагнітного поля реєстрованих на поверхні Землі та апріорно відомої структури джерела варіацій розраховується магнітоваріаційна передавальна функція середовища. Інверсії останньої дозволяють отримати одновимірну модель розподілу електропровідності. Метод регионального магнитовариационного зондирования (Z/H метод) использовано для построения модели электропроводности мантии Земли в районе Болгарской геомагнитной обсерватории Панагюрище (PAG). На основе соотношения спектров вертикальной и горизонтальной компонент геомагнитного поля регистрированных на поверхности Земли и априорно известной структуры источника вариаций рассчитывается магнитовариационная передаточная функция среды. Инверсии последней позволяют получить одномерную модель распределения электропроводности. The regional magneto-variational sounding method (aka Z/H method) was used for estimation of the Earth's mantle conductivity model at the Panagurishte (PAG) observatory region. A magneto-variational transfer function is calculated on the base of the relationship of vertical to horizontal geomagnetic field spectra components recorded on the Earth surface and priori assumptions about a field source structure. Inversions of the transfer function allow to obtain the one dimensional conductivity model. 2011 Article Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними / Б.Т. Ладанівський // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 155-157. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59521 550.837.214:551.14 uk
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Метод регіонального магнітоваріаційного зондування (Z/H метод) використано для побудови моделі електропровідності мантії Землі в районі Болгарської геомагнітної обсерваторії Панагюрище (PAG). На основі співвідношення спектрів вертикальної та горизонтальної компонент геомагнітного поля реєстрованих на поверхні Землі та апріорно відомої структури джерела варіацій розраховується магнітоваріаційна передавальна функція середовища. Інверсії останньої дозволяють отримати одновимірну модель розподілу електропровідності.
format	Article
author	Ладанівський, Б.Т.
spellingShingle	Ладанівський, Б.Т. Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними
author_facet	Ладанівський, Б.Т.
author_sort	Ладанівський, Б.Т.
title	Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними
title_short	Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними
title_full	Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними
title_fullStr	Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними
title_full_unstemmed	Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними
title_sort	оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії панагюрище за магнітоваріаційними даними
publishDate	2011
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/59521
citation_txt	Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними / Б.Т. Ладанівський // Геодинаміка. — 2011. — № 2 (11). — С. 155-157. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT ladanívsʹkijbt ocínkastrukturielektroprovídnostímantíízemlívrajoníobservatoríípanagûriŝezamagnítovaríacíjnimidanimi
first_indexed	2025-07-05T10:43:19Z
last_indexed	2025-07-05T10:43:19Z
_version_	1836803372309544960
fulltext	Геодинаміка 2(11)/2011  Ладанівський Б.Т., 2011 УДК 550.837.214:551.14 Б.Т. Ладанівський ОЦІНКА СТРУКТУРИ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ МАНТІЇ ЗЕМЛІ В РАЙОНІ ОБСЕРВАТОРІЇ ПАНАГЮРИЩЕ ЗА МАГНІТОВАРІАЦІЙНИМИ ДАНИМИ Метод регіонального магнітоваріаційного зондування (Z/H метод) використано для побудови моделі електропровідності мантії Землі в районі Болгарської геомагнітної обсерваторії Панагюрище (PAG). На основі співвідношення спектрів вертикальної та горизонтальної компонент геомагнітного поля реєстрованих на поверхні Землі та апріорно відомої структури джерела варіацій розраховується магнітоваріаційна передавальна функція середовища. Інверсії останньої дозволяють отримати одновимірну модель розподілу електропровідності. Ключові слова: мантія Землі; електропровідність; геомагнітні варіації; магнітоваріаційне зондування. Вступ. Будова та стан мантії Землі а також процеси, що в ній протікають мають значний вплив на літосферу — тверду оболонку Землі. Вони є причиною вертикальних та горизонтальних тектонічних рухів блоків літосфери. Флюїди і магма, які проникають у земну кору беруть участь у формуванні покладів корисних копалин. Крім того, мантія відіграє важливу роль в ендогенних процесах у земній корі (магматизм, метаморфізм). Геоелектричні методи давно використовуються для визначення параметрів мантії Землі. В останні 20-25 років дякуючи використанню багаторічних геомагнітних даних вдалось отримати криві магнітоваріаційного (МВ) зондування для районів розташування багатьох обсерваторій світу. [Schultz and Larsen, 1987; Semenov, 1998; Логвинов и Семенов, 2000; ]. Одновимірна інверсія МВ кривих дозволила виявити аномалії електро-провідності в перехідній зоні від верхньої до нижньої мантії практично на всіх обсерваторіях, що вказує на велику ймовірність існування глобальної границі розділу на цих глибинах. Вказані роботи на окремих геомагнітних обсерваторіях часто виконано з використанням малої кількості даних (3-5 років), що не дозволяло впевнено визначати геоелектричні параметри. Однією з таких є розташована в Болгарії геомагнітна обсерваторія Панагюрище (PAG), де на сьогодні є наявні часові ряди магніто- варіаційних даних з незначними перервами в реєстрації починаючи з 1988 року. Метод досліджень. Метод регіонального МВ зондування, також відомий як Z/H метод, використано для розрахунку електромагнітної функції відгуку середовища. Джерелом електромагнітного поля для згаданого методу служить аперіодична Dst варіація, викликана збуреннями під час магнітних бур кільцевого струму в магнітосфері Землі на висотах 3 – 6 земних радіусів. Було показано [Banks, 1969], що зональна сферична гармоніка P1 0 досить точно описує варіації компонент магнітного поля на поверхні Землі в діапазоні періодів 4 – 200 днів, а відповідно кільцевий струм є домінуючим джерелом у вказаному діапазоні періодів. Знаючи апріорно структуру джерела поля можна розрахувати електромагнітну функцію відгуку (передавальну функцію) середовища ( )ωC на основі співвідношення спектрів вертикальної і горизонтальної складових магнітного поля: ( ) ( ) ( ) ( )ωB ωBθR=ωC h z 2 tan де R — радіус Землі,θ — геомагнітна ко-широта обсерваторії, zB і hB — спектри вертикальної і горизонтальної складових магнітного поля відповідно,ω— кутова частота. Функція відгуку ( )ωC легко трансформується в еквівалентний магніто-телуричний імпеданс, як наслідок, добре відомі алгоритми одновимірних магнітотелу- ричних інверсій можна використати для побудови моделей електропровідності середовища. Результати досліджень. Як вхідні дані для аналізу використано часові ряди усереднених добових значень трьох компонент геомагнітного поля Bx, By і Bz Болгарської геомагнітної обсерваторії Панагюрище (міжнародний код PAG). Для розрахунку геомагнітної ко-широтиθ , а також для отримання більш надійних оцінок функції відгуку ( )ωC використовуються синхронні дані однієї або декількох віддалених обсерваторій. У якості таких використано записи польської обсерваторії Бельськ (BEL) і російської Новосибірськ (NVS). Загальна тривалість часових рядів склала 20 років, починаючи з 1988 р. по 2008 р. Дані обсерваторій отримано з Світового Центру Даних (WDC for Geomagnetism, Edinburgh, http://www.wdc.bgs.ac.uk/). Для визначення передавальної функції ( )ωC попередньо необхідно провести деякі додаткові розрахунки. Перш за все, для кожної обсерваторії необхідно розрахувати азимут на полюс кільцевого струму. Цей азимут співпадає з напрямком горизонтальної компоненти поля hB , який визначається за азимутом мінімальних 155 Геодинаміка 2(11)/2011 величин когерентностей між спектрами спо- стережуваних ортогональних компонент горизон- тального магнітного поля Землі. Цей азимут використовується для перерахунку спостере- жуваних ортогональних горизонтальних компо- нент поля у значення повного горизонтального поля hB . За азимутами для двох обсерваторій, використовуючи формули тригонометрії на сфері, розраховуються координати самого полюса кільцевого струму. Очевидно, що розрахунки більш надійні, якщо використати обсерваторії рознесені по довготі на значну відстань. Знаючи розташування полюса розраховується геомагнітна ко-широта обсерваторії θ . Додатково за спів- відношенням спектрів горизонтальних компо- нент hB різних обсерваторій можна виконати експериментальну перевірку на відповідність структури поля джерела зональній сферичній гармоніці P1 0 . Метод головних компонент [Fujii & Schultz, 2002] було використано для виділення частотно- просторової когерентної структури геомагнітного поля з частково не когерентних спектрів геомагнітних варіацій. Виділені таким чином спектри використовувались при розрахунку функції відгуку ( )ωC . Отриманий результат у вигляді кривих позірного опору та фази імпедансу представлено на рисунку 1. Рис. 1. Глибинні магнітоваріаційні криві позірного опору та фази імпедансу для обсерваторії PAG. Чорні кружки — експериментальні дані, сіра суцільна лінія — відгук моделі D+, чорна штрих пунктирна лінія — відгук моделі Occam Геоелектричну інтерпретацію отриманих залежностей виконано за допомогою відомих алгоритмів одновимірних інверсій D+ [Parker, 1980; Parker & Whaler 1981] і Occam [Constable et al., 1987]. Порівняння експериментальних даних з відгуками моделей приведено там же на рисунку 1, а одновимірні моделі на рисунку 2. Рис. 2. Одновимірні моделі глибинного геоелектричного розрізу в районі розташування Болгарської геомагнітної обсерваторії Панагюрище (PAG). Сірі лінії — шари нульової товщини, скінченної провідності (провідність вказана цифрами зліва), алгоритм D+, чорна лінія — модель отримана за допомогою алгоритму Occam (максимально плоска модель) Висновки. В результаті аналізу та обробки часових рядів трьох геомагнітних обсерваторій PAG, BEL та NVS тривалістю 20 років (1988 — 2008) отримано криві позірного опору та фази імпедансу в діапазоні періодів 2,7 – 490 днів (2,3·105 – 4,2·107 с). Методом численного моделювання отримано одновимірні моделі глибинного геоелектричного розрізу в районі розташування Болгарської геомагнітної обсерваторії Панагюрище (PAG). Отримані МВ криві позірного опору та фази імпедансу для обсерваторії Панагюрище можуть служити гли- бинними реперами при інтерпретації магнітотелуричних даних на всій території Бол- гарії, що буде сприяти підвищенню їх якості. 156 Геодинаміка 2(11)/2011 Література Логвинов И.М., Семенов В.Ю. Оценка глубинных геоэлектрических параметров в районе обсерваторий Корец и Ястребовка (Украина) // Геофиз. Журн. – 2000. – 22, – № 3. – С. 90–95 Banks R. Geomagnetic variations and the electrical conductivity of the upper mantle // Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society. – 1969. – 17. – P. 457-487 Constable S.C., Parker R.L., Constable C.G. Occam's inversion: a practical algorithm for the inversion of electromagnetic data //Geophysics. – 1987. – 52. – P.289 –300 Fujii I., Schultz A. The 3D electromagnetic response of the Earth to ring current and auroral oval excitation // Geophys. J. Int. – 2002. – 151. – P. 689–709. Parker, R.L., The inverse problem of electromagnetic induction: existence and construction of solutions based on incomplete data. // J. Geophys. Res. – 1980. – 85. – P. 4421 – 4428. Parker R.L., Whaler K.A. Numerical method for establishing solution to the inverse problem of electromagnetic induction // J. Geophys. Res. – 1981. – 86. – P. 9574 – 9584 Schultz A., Larsen J, C. On the electrical conductivity of the mid-mantle – I. Calculation of equivalent scalar magnetotelluric response functions // Geophys. J. R. Astr. Soc. – 1987. – 88, – P. 733– 761 Semenov V. Yu. Regional Conductivity Structures of the Earth's Mantle – Wrszawa: Publications of the Institute of Geophysics Polish Academy of Sciences C-65(302), – 1998. – 122 p. ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МАНТИИ ЗЕМЛИ В РАЙОНЕ ОБСЕРВАТОРИИ ПАНАГЮРИЩЕ ПО МАГНИТОВАРИАЦИОННЫМ ДАННЫМ Б.Т. Ладанивский Метод регионального магнитовариационного зондирования (Z/H метод) использовано для построения модели электропроводности мантии Земли в районе Болгарской геомагнитной обсерватории Панагюрище (PAG). На основе соотношения спектров вертикальной и горизонтальной компонент геомагнитного поля регистрированных на поверхности Земли и априорно известной структуры источника вариаций рассчитывается магнитовариационная передаточная функция среды. Инверсии последней позволяют получить одномерную модель распределения электропроводности. Ключевые слова: мантия Земли; электропроводность; геомагнитные вариации; магнито- вариационное зондирование. EARTH'S MANTLE CONDUCTIVITY STRUCTURE ESTIMATION AT PANAGURISHTE OBSERVATORY REGION BY MAGNETOVATIATIONAL DATA B.T. Ladanivskyy The regional magneto-variational sounding method (aka Z/H method) was used for estimation of the Earth's mantle conductivity model at the Panagurishte (PAG) observatory region. A magneto-variational transfer function is calculated on the base of the relationship of vertical to horizontal geomagnetic field spectra components recorded on the Earth surface and priori assumptions about a field source structure. Inversions of the transfer function allow to obtain the one dimensional conductivity model. Key words: Earth's mantle; electrical conductivity; geomagnetic variation; magneto-variational sounding. Карпатське відділення Інституту геофізики НАН України, м. Львів 157

Оцінка структури електропровідності мантії землі в районі обсерваторії Панагюрище за магнітоваріаційними даними

Institution

Ähnliche Einträge