Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова

Мета роботи – дослідження ефективності та інформативності комплексу тектономагнітного та магнітоваріаційного моніторингу для вивчення сучасної геодинаміки Антарктичного півострова у районі Українська антарктична станція «Академік Вернадський» (УАС). Aim – investigations of effectiveness and informat...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Український антарктичний журнал
Datum:	2018
Hauptverfasser:	Максимчук, В.Ю., Чоботок, І.О., Климкович, Т.А., Кудеравець, Р.С., Накалов, Є.Ф., Отруба, Ю.С.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Національний антарктичний науковий центр МОН України 2018
Schlagworte:	Геолого-геофізичні дослідження
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168275
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:	Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова / В.Ю. Максимчук, І.О. Чоботок, Т.А. Климкович, Р.С. Кудеравець, Є.Ф. Накалов, Ю.С. Отруба // Український антарктичний журнал. — 2018. — № 1 (17). — С. 3-19. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-168275
record_format	dspace
spelling	Максимчук, В.Ю. Чоботок, І.О. Климкович, Т.А. Кудеравець, Р.С. Накалов, Є.Ф. Отруба, Ю.С. 2020-04-29T10:18:49Z 2020-04-29T10:18:49Z 2018 Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова / В.Ю. Максимчук, І.О. Чоботок, Т.А. Климкович, Р.С. Кудеравець, Є.Ф. Накалов, Ю.С. Отруба // Український антарктичний журнал. — 2018. — № 1 (17). — С. 3-19. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. 1727-7485 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168275 550.37 Мета роботи – дослідження ефективності та інформативності комплексу тектономагнітного та магнітоваріаційного моніторингу для вивчення сучасної геодинаміки Антарктичного півострова у районі Українська антарктична станція «Академік Вернадський» (УАС). Aim – investigations of effectiveness and information value of tectonomagnetic and magnetic-variations monitoring complex to study the recent geodynamics of Antarctic Peninsula in the location of Akademik Vernadsky station. Робота виконувалась за науково-дослідною темою «Комплексний магнітоваріаційний та тек тономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки земної кори західного схилу Антарктичного півострова» по договору з Державною установою Національний антарктичний науковий центр Міністерства освіти і науки України. uk Національний антарктичний науковий центр МОН України Український антарктичний журнал Геолого-геофізичні дослідження Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова Complex Magnetovariational and Tectonomagnetic Monitoring of Recent Geodynamics in the Western Slope of the Antarctic Peninsula Article published earlier
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
title	Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова
spellingShingle	Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова Максимчук, В.Ю. Чоботок, І.О. Климкович, Т.А. Кудеравець, Р.С. Накалов, Є.Ф. Отруба, Ю.С. Геолого-геофізичні дослідження
title_short	Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова
title_full	Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова
title_fullStr	Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова
title_full_unstemmed	Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова
title_sort	комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу антарктичного півострова
author	Максимчук, В.Ю. Чоботок, І.О. Климкович, Т.А. Кудеравець, Р.С. Накалов, Є.Ф. Отруба, Ю.С.
author_facet	Максимчук, В.Ю. Чоботок, І.О. Климкович, Т.А. Кудеравець, Р.С. Накалов, Є.Ф. Отруба, Ю.С.
topic	Геолого-геофізичні дослідження
topic_facet	Геолого-геофізичні дослідження
publishDate	2018
language	Ukrainian
container_title	Український антарктичний журнал
publisher	Національний антарктичний науковий центр МОН України
format	Article
title_alt	Complex Magnetovariational and Tectonomagnetic Monitoring of Recent Geodynamics in the Western Slope of the Antarctic Peninsula
description	Мета роботи – дослідження ефективності та інформативності комплексу тектономагнітного та магнітоваріаційного моніторингу для вивчення сучасної геодинаміки Антарктичного півострова у районі Українська антарктична станція «Академік Вернадський» (УАС). Aim – investigations of effectiveness and information value of tectonomagnetic and magnetic-variations monitoring complex to study the recent geodynamics of Antarctic Peninsula in the location of Akademik Vernadsky station.
issn	1727-7485
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/168275
citation_txt	Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова / В.Ю. Максимчук, І.О. Чоботок, Т.А. Климкович, Р.С. Кудеравець, Є.Ф. Накалов, Ю.С. Отруба // Український антарктичний журнал. — 2018. — № 1 (17). — С. 3-19. — Бібліогр.: 17 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT maksimčukvû kompleksniimagnítovaríacíiniitatektonomagnítniimonítoringsučasnoígeodinamíkizahídnogoshiluantarktičnogopívostrova AT čobotokío kompleksniimagnítovaríacíiniitatektonomagnítniimonítoringsučasnoígeodinamíkizahídnogoshiluantarktičnogopívostrova AT klimkovičta kompleksniimagnítovaríacíiniitatektonomagnítniimonítoringsučasnoígeodinamíkizahídnogoshiluantarktičnogopívostrova AT kuderavecʹrs kompleksniimagnítovaríacíiniitatektonomagnítniimonítoringsučasnoígeodinamíkizahídnogoshiluantarktičnogopívostrova AT nakalovêf kompleksniimagnítovaríacíiniitatektonomagnítniimonítoringsučasnoígeodinamíkizahídnogoshiluantarktičnogopívostrova AT otrubaûs kompleksniimagnítovaríacíiniitatektonomagnítniimonítoringsučasnoígeodinamíkizahídnogoshiluantarktičnogopívostrova AT maksimčukvû complexmagnetovariationalandtectonomagneticmonitoringofrecentgeodynamicsinthewesternslopeoftheantarcticpeninsula AT čobotokío complexmagnetovariationalandtectonomagneticmonitoringofrecentgeodynamicsinthewesternslopeoftheantarcticpeninsula AT klimkovičta complexmagnetovariationalandtectonomagneticmonitoringofrecentgeodynamicsinthewesternslopeoftheantarcticpeninsula AT kuderavecʹrs complexmagnetovariationalandtectonomagneticmonitoringofrecentgeodynamicsinthewesternslopeoftheantarcticpeninsula AT nakalovêf complexmagnetovariationalandtectonomagneticmonitoringofrecentgeodynamicsinthewesternslopeoftheantarcticpeninsula AT otrubaûs complexmagnetovariationalandtectonomagneticmonitoringofrecentgeodynamicsinthewesternslopeoftheantarcticpeninsula
first_indexed	2025-11-25T20:37:26Z
last_indexed	2025-11-25T20:37:26Z
_version_	1850526923357159424
fulltext	3 © В. Ю. МАКСИМЧУК, І. О. ЧОБОТОК, Т. А. КЛИМКОВИЧ, Р. С. КУДЕРАВЕЦЬ, Є. Ф. НАКАЛОВ, Ю. С. ОТРУБА, 2018 УДК 550.37 В. Ю. Максимчук 1, , І. О. Чоботок 1, Т. А. Климкович 1, Р. С. Кудеравець 1, Є. Ф. Накалов 1, Ю. С. Отруба 2 1 Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна, Національна академія наук України, вул. Наукова 3-Б, м. Львів, 79060 2 Державна установа Національний антарктичний науковий центр МОН України, бульв. Тараса Шевченка, 16, м. Київ, 01601 Corresponding author: vmaksymchuk@cb-igph.lviv.ua КОМПЛЕКСНИЙ МАГНІТОВАРІАЦІЙНИЙ ТА ТЕКТОНОМАГНІТНИЙ МОНІТОРИНГ СУЧАСНОЇ ГЕОДИНАМІКИ ЗАХІДНОГО СХИЛУ АНТАРКТИЧНОГО ПІВОСТРОВА РЕФЕРАТ. Мета роботи – дослідження ефективності та інформативності комплексу тектономагнітного та магнітоваріацій- ного моніторингу для вивчення сучасної геодинаміки Антарктичного півострова у районі Українська антарктична станція «Академік Вернадський» (УАС). Методика. Методика робіт передбачає виконання довготривалих магнітоваріаційних спо- стережень на УАС, на основі яких розраховуються компоненти вектора електромагнітної індукції (вектор Візе) для геомагніт- них варіацій у діапазоні 2,5—60 хв. Будуються ряди змін цих параметрів у часі. Тектономагнітні дослідження виконуються на стаціонарній мережі пунктів спостережень на Антарктичному геофізичному полігоні, на основі яких знаходять тектономаг- нітні аномалії — приріст локального магнітного поля між епохами спостережень (модуля повного вектора магнітного поля). Природа тектономагнітних аномалій, як правило, пов’язується зі змінами тектонічних напружень. Поєднання магнітоваріа- ційних і тектономагнітних спостережень дозволить підвищити достовірність тектонофізичної інтерпретації геофізичних і геологічних даних для вивчення сучасної динаміки Антарктичного півострова. Результати. Проаналізовано та узагаль- нено результати тектономагнітних та магнітоваріаційних спостережень на УАС «Академік Вернадський» та Антарктичному тектономагнітному полігоні, отримані за 1998—2017 роки. Досліджено часові зміни параметрів електромагнітної індукції (вектора Візе) та локального геомагнітного поля. Виявлено аномальні ефекти в тектономагнітних варіаціях та часових змінах вектора Візе, викликані сейсмотектонічними процесами в літосфері регіону. Виконано порівняльний аналіз тектономаг- нітних та магнітоваріаційних даних та обґрунтовано можливість їх комплексування для здійснення моніторингу сучасних сейсмотектонічних процесів у районі УАС. Висновки. Проведено спільний аналіз довготривалих багаторічних рядів тектоно- магнітного поля і магнітоваріаційних параметрів на УАС «Академік Вернадський». Виявлено кореляцію між тектономагніт- ними аномаліями на Антарктичному геодинамічному полігоні та аномальними ефектами у часових рядах вектора Візе. Комплекс тектономагнітного та магнітоваріаційного моніторингу є органічним і дозволяє у поєднанні з сейсмічним та інши- ми геофізичними методами отримувати надійну інформацію про геодинаміку регіону Антарктичного півострова. Ключові слова: моніторинг, тектономагнетизм, магнітоваріаційні спостереження, вектор Візе. Геолого-геофізичні дослідження Geological and Geophysical Research ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) ВСТУП Вивчення сучасної геодинаміки Антарктичного півострова є актуальним завданням геолого-гео- фізичних досліджень, які виконуються у рамках Державної цільової науково-технічної програми проведення досліджень в Антарктиці на 2011— 2020 рр. Серед геофізичних методів вивчення су- часної геодинаміки особливу увагу привертають тектономагнітний та магнітоваріаційний методи. Значний досвід їх застосування накопичений у Японії (Mogi, 2002), Китаї (Zeng,1992), а також в Україні (Максимчук, Городиський, Кузнєцова, 4 ISSN 1727-7485. Ukrainian Antarctic Journal. 2018, № 1 (17) В. Ю. Максимчук, І. О. Чоботок, Т. А. Климкович, Р. С. Кудеравець, Є. Ф. Накалов, Ю. С. Отруба 2001; Сучасна…, 2015). Магнітоваріаційний метод дозволяє вивчати електропровідність гірсь ких по- рід, їх розподіл з глибиною, що дає можливість досліджувати склад та фізичний стан земних надр. У режимі моніторингу метод дозволяє досліджу- вати зміни у часі електричних параметрів гір- ських порід та геодинамічні процеси, які їх ви- кликають. Експериментальні неперервні магні- товаріаційні спостереження на УАС «Академік Вернадський» виконуються вже понад 10 років. Епізодичні короткотривалі (до 7 діб) магнітова- ріаційні спостереження у різні роки виконува- лись на прилеглих до УАС островах і дали мож- ливість отримати дані про особливості геоелек- тричного розрізу. За даними МВ-спостережень на УАС «Академік Вернадський» за період 2005— 2010 рр. були побудовані часові ряди індукційних параметрів (вектора Візе). Тут вперше для Ан- тарктичного регіону було виявлено неперіодичні та епізодичні коливання електромагнітних пара- метрів, що дозволило поставити питання про їх детальніші дослідження у напрямку вивчення геодинамічних процесів (Климкович та ін., 2009; Максимчук и др., 2011). Тектономагнітні дослі- дження у роботі УАС «Академік Вернадський» розпочаті у 1998 р. Станом на 2017 р. мережа на- лічувала 26 пунктів спостережень, на яких з ін тер- валом 1—2 роки виконувались повторні тектоно- магнітні спостереження. Це дозволило виявити часові зміни локального магнітного поля, їх прос- торові особливості, встановити їх зв’язок з особ- ливостями глибинної будови та геодинаміки ре- гіону робіт (Максимчук, 2009; Maksymchuk et al., 2009). Однак питання природи виявлених текто- номагнітних ефектів залишається відкритим. В основу роботи покладено результати текто- номагнітних та магнітоваріаційних спостережень на УАС «Академік Вернадський» та Антарк тич но му тектономагнітному полігоні. Використання магні- товаріаційних зондувань для вивчення сучасних геодинамічних процесів ґрунтується на гіпотезі про зміни питомого електричного опору гірських порід під дією тектонічних напружень та можливостях ме тоду для їх виявлення. На УАС «Академік Вернад- ський» з 2006 р. виконується не пе рервна реєстрація варіацій геомагнітного по ля цифровими магнітова- ріаційними станціями серії LEMAD та накопиче ні великі масиви даних спостережень. Нами розроб- ле но комплекс програм, які забезпечують об роб ку магнітоваріаційних спостережень, дозволяють ви- значати компоненти вектора індукції та слідкувати за їх змінами у часі для широкого діапазону геомаг- нітних варіацій. Тектономагнітні спостереження, які виконуються у районі УАС з 1998 р. дозволили отримати доволі довгі часові ряди змін локального магнітного поля, природа яких пов’язується з тек- тонічними процесами у земній корі. Метою роботи є дослідження ефективності та інформативності комплексу тектономагнітного та магнітоваріаційного моніторингу при вивчен- ні сучасної геодинаміки Антарктичного півост- рова у районі УАС «Академік Вернадський». МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ Вихідні дані та методика магнітоваріаційних спостережень Електромагнітне поле Землі містить інформацію не лише про склад та будову літосфери, але і про геодинамічні процеси, що в ній протікають. Ви- яв лення такої інформації представляє важливу наукову задачу. Геоелектромагнітні методи геофі- зики, серед яких важливе місце займає магніто- варіаційний (МВ), використовуються переважно для вивчення електричного опору гірських порід, його розподілу з глибиною та по латералі, що дає можливість досліджувати склад, фізичний стан та глибинну будову земної кори – верхньої ман- тії. Основний параметр, який при цьому розгля- дається – це так званий вектор індукції або век- тор Візе, в закордонних публікаціях – індукційна стрілка. Поняття «вектор індукції» було введено Паркінсоном, Візе і Шмукером (Par kіn son, 1959, Wіese, 1965, Schmucker, 1970), перш за все як па- раметр для вивчення геоелектричних неоднорід- нос тей в земній корі і верхній мантії. Вектори Візе спрямовані від провідника перпендикуляр- но напрямку надлишкових струмів в ньому. Окрім вивчення геоелектричної будови земної кори і верхньої мантії, магнітоваріаційний метод 5ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки знаходить все ширше застосування для дослі джен- ня сейсмотектонічних процесів у літосфері та ви- явлення провісників землетрусів. Існує ряд нау- кових публікацій (Гульельми, Зотов, 2011; Мороз, Мороз, Моги, 2007; Widarto et al., 2008; Сучасна…, 2015), в яких обговорюються аномальні зміни в електромагнітному полі, пов’язані з землетрусами. При цьому вивчаються зміни в часі вектора Ві- зе шляхом проведення довготривалих магнітова- ріаційних спостережень на окремих пунктах (об- серваторіях), або мережі пунктів. Значна увага цьо- му перспективному напрямку геоелектрики при- діляється у США, Росії, Японії, Китаї. Значний досвід досліджень часових змін векторів Візе на- копичено і в Україні. У Закарпатському сейсмо- ак тивному прогині вивчення зв’язків їх аномаль- них часових змін з сейсмічним режимом в регіоні проводиться вже понад 20 років. Аналіз багато річ- них рядів значень параметрів векторів Візе- Пар- кінсона, отриманих на Карпатському геоди на- міч ному полігоні показав, що в них присутні ва- ріації різної періодичності і походження: добо ві, сезонні та епізодичні, тривалістю від декількох тижнів до декількох місяців (Сучасна…, 2015). У південній півкулі, через обмежену кількість магнітних обсерваторій (МО) та відсутність дов- гих рядів спостережень, варіації геомагнітного поля, у порівнянні з північною півкулею, мало досліджені. У цьому відношенні магнітна обсер- ваторія УАС «Академік Вернадський» (міжнарод- ний код AIA) є унікальною, оскільки вона забез- печена найсучаснішою апаратурою, входить до сві тової мережі INTERMAGNET, має найдов ший часовий ряд магнітних спостережень в Антарк- тиці та слугує базовим пунктом як для прив’язки будь-яких магнітометричних вимірів, так і для мо- ніторингових спостережень (Структура …, 2017). Для обробки були використані хвилинні дані магнітоваріаційних спостережень на магнітних об- серваторіях: АІА (УАС «Академік Вернадсь кий») за 2001—2017 рр., PST (Порт Стенлі, Фолкленд- ські острови) за 2003—2017 рр. та TRW (Трелью, Аргентина) за 2000—2017 рр., а також дані, отри ма- ні у грудні 2007 р. — лютому 2008 р. силами учас- ників сезонного загону 13-ї Української антарк- тичної експедиції та зимівниками 12-ї експедиції на пунктах на острові Бархани (Barchans) та кон- тиненті – мис Расмуссен (Rasmussen) в районі розташування УАС «Академік Вернадський». Обробка даних полягає у знаходженні так зва- них передавальних функцій (компонентами век- тора індукції) Aω, Bω — коефіцієнтів лінійного зв‘язку між ортогональними компонентами гео- магнітних варіацій: δZω = Aω ⋅ δXω + Bω ⋅ δYω де δZω, δXω, δYω – амплітуди варіації періоду T = = 2 π/ω компонент Z, X, Y, відповідно, Aω, Bω – передавальні функції системи. Ці функції зале- жать тільки від частоти збуджуючої хвилі i не за- лежать від її поляризації. В загальному випадку ці компоненти є комп- лексними величинами, хоча деякі автори з тер- міном вектор Візе пов’язують лише їх дійсні час- тини, у зв’язку з тим, що конкретний фізичний зміст може мати вектор, побудований на основі дійсних величин A i B (індекс ω надалі опускає- мо). Такий вектор відносно точки спостережен- ня вказує напрям від аномалії підвищеної елек- тропровідності. Методика робіт по вивченню часових змін век- тора Візе полягає в проведенні неперервних маг- нітоваріаційних спостережень на одній або декі ль- кох станціях та побудові рядів компонент векто- ра індукції. Обчислення компонент векторів Візе за цифровими даними проводяться з використан- ням методики, викладеної у (Структура…, 2017). Вихідні дані та методика тектономагнітних досліджень Тектономагнітні спостереження у районі УАС «Ака- демік Вернадський» виконуються з 1998 р. Мере- жа пунктів спостережень створювалась поступо- во, від 7 пунктів у 1998 р. до 26 пунктів у 2017 р. Враховуючи специфіку району робіт, тектономаг- нітні пункти закладались в основному на остро- вах архіпелагу Аргентинські острови, на узбереж- жі Антарктичного півострова, фактично вздовж 2-х умовних напрямків (профілів): субширотно- 6 ISSN 1727-7485. Ukrainian Antarctic Journal. 2018, № 1 (17) В. Ю. Максимчук, І. О. Чоботок, Т. А. Климкович, Р. С. Кудеравець, Є. Ф. Накалов, Ю. С. Отруба го I острів Бархани – острів Расмуссен, субмери- діального II – острів Барселот – острів Пітерман (рис. 1). Профіль острів Бархани – острів Расмуссен дов- жиною 11 км налічує 16 пунктів спостережень, пе ре тинає із заходу на схід основні породоутворю- ю чі комплекси і тектонічні структури берегової ше льфової зони і виходить на Антарктичний пів- ос т рів. Субмеридіальний профіль острів Барсе- лот – острів Пітерман, довжиною 20 км, налічує 7 пунктів і проходить вздовж берегової лінії Ан- тарктичного півострова. У якості базового пункту використовувалась магнітна обсерваторія «Ар- ген тинські острови» (АІА). За весь період робіт на мережі пунктів з інтервалом від 1 до 3 років було проведено від 6 до 11 циклів повторних спосте- режень. Результати робіт, отримані у різні епохи спостережень регулярно публікувалися у різних журналах (Maksymchuk et al., 2009) доповідались на конференціях (Максимчук, 2009). Однак, ос- кі ль ки ряди спостережень поступово нарощують- ся, отримуються нові дані про часові зміни лока- ль ного магнітного поля, тому виникає потреба у їх подальшому аналізі та інтерпретації. Методика тектономагнітних досліджень полягає у виконанні на закріпленій мережі пунктів синх- ронних з базовим пунктом вимірів модуля повного вектора геомагнітного поля F, знаходженні при цьому різницевого відносно базового пункту поля ΔF, проведенні через певний часовий інтервал (мі- сяці, роки) повторних спостережень та визначенні змін у часі поля ΔF – параметра ΔΔF (Maksymchuk et al., 2009). Враховуючи можливість проведення робіт виключно під час літніх сезонних експедицій, повторні виміри виконувались 1 раз на рік і були спрямовані на виявлення тривалих (більше 1 року) часових змін аномального магнітного поля. РЕЗУЛЬТАТИ І ОБГОВОРЕННЯ Аналіз часових змін вектора Візе на УАС «Академік Вернадський» В результаті обробки даних магнітоваріаційних спостережень на магнітній обсерваторії Арген тин- ські острови (АІА) за 2001—2017 рр. було отри- мано часові ряди компонент Сu (дійсна частина) і С v (уявна частина) векторів Візе для діапазонів періодів 2,5m—5m, 5m—10m, 10m—20m, 20m—40m, 40m—60m. В часових рядах Сu і Сv спосте рі гаються зміни, які мають коливний характер з різ ними періодами та амплітудами і епізодичні змі ни різ- ної тривалості та інтенсивності. Ряди компонент вектора Візе для періодів 40—60 та 5—10 хв. за 2001—2017 рр. показано на рис. 1. Для діапазону періодів 40—60 хв. в компоненті А (напрям на північ) спостерігаються чіткі річні коливання з максимумами у зимовий період з аномальною ділянкою у 2015—2016 рр. Для ком- поненти В (східної) характерним є значно слаб- ше виражений коливний рух і дві різко аномаль- ні ділянки у 2010 та 2015—2016 рр. Для діапазону періодів 5—10 хв. спостерігається більша коре- ляція обох компонент у 2011—2015 рр.: чіткі річ- ні коливання з максимумом у літні місяці для компоненти А і зимові місяці для компоненти В. Протягом 2008—2011 та 2015—2016 рр. у рядах А і В спостерігаються інтенсивні аномалії. Перша з них характеризується різким підвищенням дис- персії, а друга має бухтоподібну форму (рис. 2). Рис. 1. Схема мережі пунктів Антарктичного тектономаг- нітного полігону Fig. 1. Scheme of the Antarctic tectonomagnetic polygon ob- servation points 64°30′W 64°15′W 64°00′W 65°10′S 65°20′S 65°30′S 7ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки Рис. 2. Середньомісячні ряди компонент векторів індукції на МО АІА за 2001—2017 рр. для діапазонів періодів 40—60 хв. та 5—10 хв. Fig. 2. Average monthly induction vector components series during 2001—2017 for periods ranges 40—60 min and 5—10 min –0,1 –0,2 –0,3 –0,4 –0,5 A 40m—60m 1/1/01 1/1/02 1/1/03 1/1/04 1/1/05 1/1/06 1/1/07 1/1/08 1/1/09 1/1/10 1/1/11 1/1/12 1/1/13 1/1/14 1/1/15 1/1/16 1/1/17 0 –0,04 –0,08 –0,12 –0,16 –0,2 B 40m—60m 1/1/01 1/1/02 1/1/03 1/1/04 1/1/05 1/1/06 1/1/07 1/1/08 1/1/091/1/10 1/1/11 1/1/12 1/1/13 1/1/14 1/1/15 1/1/16 1/1/17 t, month –0,1 –0,2 –0,3 –0,4 –0,5 A 5m—10m 1/1/01 1/1/02 1/1/03 1/1/04 1/1/05 1/1/06 1/1/07 1/1/08 1/1/09 1/1/10 1/1/11 1/1/12 1/1/13 1/1/14 1/1/15 1/1/16 1/1/17 0,2 0,16 0,12 0,08 0,04 0 B 5m—10m 1/1/01 1/1/02 1/1/03 1/1/04 1/1/05 1/1/06 1/1/07 1/1/08 1/1/09 1/1/10 1/1/11 1/1/12 1/1/13 1/1/14 1/1/15 1/1/16 1/1/17 t, month t, month t, month 8 ISSN 1727-7485. Ukrainian Antarctic Journal. 2018, № 1 (17) В. Ю. Максимчук, І. О. Чоботок, Т. А. Климкович, Р. С. Кудеравець, Є. Ф. Накалов, Ю. С. Отруба Таблиця. Середні значення величин компонент А і В та амплітуд їх коливань за період 2011—2014 рр. Table. Average values of components and amplitudes of their fluctuations during 2011—2014 Діапазони періодів, хв. Компонента А Компонента В Cередня величина Амплітуда коливань Середня величина Амплітуда коливань 40—60 –0,38304 0,10388 –0,08445 0,05075 20—40 –0,33139 0,04675 –0,02522 0,04731 10—20 –0,29407 0,03488 0,068323 0,044625 5—10 –0,2781 0,05375 0,1369 0,0482 2,5—5 –0,2691 –0,07 0,161031 0,046 Для подальшого аналізу змін коливного харак- теру були вибрані дані за 2011—2014 рр., оскільки в цей період не спостерігалося аномальних не- періодичних змін. Як бачимо (рис. 2), коливання компонент векторів індукції тут мають свої осо- бливості. Компонента А у діапазоні періодів 40— 60 хв. має чітко виражений максимум у зимовий період і мінімуми у весняний та осінній періоди, що «розмиває» загальну картину коливного про- цесу. Для діапазону періодів 20—40 та 10—20 хв. коливні зміни у цій компоненті відсутні, а на пе- ріодах 5—10 і 2,5—5 хв. коливний рух знову про- являється з максимумами у зимовий і мінімума- ми у літній періоди. При чому, для коротших пе- ріодів амплітуда коливного руху збільшується. Для компоненти В характерною ознакою є на- явність коливного руху на всіх діапазонах періо- дів крім 40—60 хв., де вона виявляється трохи слабше. Максимальні значення спостерігаються у літні, мінімальні – у зимові місяці. Цікавим фактом є практична незмінність амплітуди коли- вань компоненти В, яка не залежить від величи- ни самої компоненти. Середні значення величин компонент і амплітуд їх коливань за період 2011— 2014 рр. приведено у таблиці. Вважається, що особливості річних варіацій век- то рів індукції залежать від характеру геоелектрич- ної неоднорідності середовища (Мороз, Мороз, 2012). Ймовірно, складний характер особливостей річних коливань векторів індукції, обчислених за даними спостережень на магнітній обсерваторії АІА свідчать про складну геоелектричну будо ву регіону. Для порівняльного аналізу також були опрацьо- вані дані спостережень на магнітних обсерваторіях Порт Стенлі (PST, Фолклендські острови) за 2003— 2017 рр. та Трелью (TRW, Аргентина) за 2000— 2017 рр., які знаходяться на відстані від магнітної обсерваторії Аргентинські острови 1545 та 2440 км відповідно (рис. 3). Були побудовані часові ряди компонент векторів індукції для цих магнітних об- серваторій для діапазонів періодів 2,5m—5m, 5m—10m, 10m—20m, 20m—40m, 40m—60m (рис. 4). В часових рядах компонент векторів індукції, обчислених за даними магнітоваріаційних спос- те ре жень на магнітних обсерваторіях PST і TRW Рис. 3. Розташування МО АІА, PST і TRW та дійсні (чорний колір) і уявні (білий колір) вектори індукції для діапазо- ну періодів 20—40 хв. Fig. 3. Locations of MO AIA, PST and TRW and real (black) and imaginary (white) induction vectors periods range 20—40 min 9ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки також спостерігаються зміни, які мають коливний характер з різними періодами та ампліту дами і епі- зодичні зміни різної тривалості та інтенсивності. Коливні зміни компонент векторів індукції з періодом один рік за даними магнітоваріаційних спостережень на кожній з розглянутих магніт- них обсерваторій мають свої особливості. На об- серваторії TRW періодичні зміни компоненти А (з максимумами в літній період) спостерігаються лише для діапазону періодів 40—60 хв., тоді як ко ливні рухи компоненти В (з максимумами в зимовий період) – для діапазонів періодів 5—10, Рис. 4. Середньомісячні ряди компонент векторів індукції за 2000—2017 рр. для діапазону періодів 5—10 хв. за даними магнітоваріаційних спостережень на МО TRW Fig. 4. Average monthly induction vector components series during 2000—2017 for periods ranges 5—10 min in accordance with MO TRW magnetic variations observations data 0,4 0,3 0,2 0,1 0 A 5m—10m TRW 1/1/011/1/00 1/1/02 1/1/03 1/1/04 1/1/05 1/1/06 1/1/07 1/1/08 1/1/091/1/10 1/1/111/1/12 1/1/13 1/1/14 1/1/15 1/1/16 1/1/17 1/1/18 t, month B 5m—10m TRW 0,1 0 –0,1 –0,2 –0,3 1/1/011/1/00 1/1/02 1/1/03 1/1/04 1/1/05 1/1/06 1/1/07 1/1/08 1/1/091/1/10 1/1/11 1/1/12 1/1/131/1/14 1/1/15 1/1/16 1/1/17 1/1/18 t, month 10 ISSN 1727-7485. Ukrainian Antarctic Journal. 2018, № 1 (17) В. Ю. Максимчук, І. О. Чоботок, Т. А. Климкович, Р. С. Кудеравець, Є. Ф. Накалов, Ю. С. Отруба 10—20, 20—40 і 40—60 хв. На обсерваторії PST синх- ронні періодичні зміни компонент А і B (з макси- мумами в зимовий період) спостерігаються для ді- апазонів періодів 5—10, 10—20, 20—40 і 40—60 хв. Цікаво, що епізодичні аномалії, які спостері га- лися у часових рядах векторів індукції за даними МО АІА у 2010 та 2015 рр. спостерігаються також у часових рядах векторів індукції за даними МО TRW (рис. 4). Крім того, з рис. 2 видно, що напрям ін дук- ційних стрілок, побудованих за даними маг ні- товаріаційних спостережень МО АІА проти леж ний до напряму індукційних стрілок, побудо ва них за да- ними магнітоваріаційних спос те ре жень МО TRW і МО PST. Ці результати свідчать на користь гіпотези про існування в земній корі (верхній ман тії) на пів- ніч від Антарктичного півостро ва ін тен сивної ано- малії електропровідності (ймо вір но в районі рифту Брансфілд) (Климкович, Максимчук, 2015). Аналіз просторово-часової структури тектономагнітних аномалій на антарктичному тектонічному полігоні Найдетальніше просторово-часові зміни поля ΔF досліджено вздовж профілю острів Бархани – ост- рів Расмуссен. Результати тектономагнітних спос- Рис. 5. Часові зміни різницевого поля ΔF на пунктах тектономагнітного полігону за 1998—2017 рр. Fig. 5. Temporal variations of differential field ΔF in the tectonomagnetic polygon points (1998—2017) 1998 19982002 20022006 20062010 20102014 20142018 2018 300 290 280 330 320 310 130 120 110 580 570 560 550 540 540 530 520 510 500 50 40 30 90 80 70 9 10 11 6 12 8 7 60 50 40 220 210 200 280 270 260 290 280 270 350 340 330 760 750 740 730 720 1040 1030 1020 1010 1000 990 1 2 3 3а 5 4 1а ΔF, нТлΔF, нТл 11ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки тережень по цьому профілю за весь період робіт представлені на рис. 5, де показані також графі- ки часових змін різницевого магнітного поля ΔF для кожного пункту окремо. Як видно із цього рисунку для багатьох пунктів часові зміни різни- цевого поля ΔF значно перевищують мож ливі по- хибки спостережень. Аналіз графіків часових змін поля ΔF свідчить про певні закономірності їх просторово-часової структу- ри. При цьому виділяються декілька пунк тів з яскра- во вираженим аномальним характером змін ΔF. В загальному за морфологією, знаком тренду та інтенсивністю динаміки поля ΔF на профілі І-І Бархани – Расмуссен впевнено виділяють три групи пунктів: західну, центральну і східну. Західна група пунктів на острові Бархани та острові Троє Поросят (п. 1, 1а, 2, 3, 3а) характе- ризується яскраво вираженим майже лінійним від’ємним трендом. Найінтенсивніші зміни ΔF тут спостерігаються на острові Троє Поросят, де на п. 3 вони за період 1998—2014 рр. досягли –36,2 нТл. Рис. 6. Результати геомагнітних спостережень: а — часові зміни різницевого поля ΔF на пунктах; б — графіки поля ΔΔF за періоди 2010—2013, 2010—2014 та 2010—2017; в — розподіл поля ΔF вздовж профілю Бархани-Расмуссен Fig. 6. Results of geomagnetic observations: a — temporal variations of differential field ΔF on the points; b — plots of ΔΔF field during 2010—2013, 2010—2014 and 2010—2017; c — distribution of ΔF field trough Barchans-Rasmussen profile б а в 12 ISSN 1727-7485. Ukrainian Antarctic Journal. 2018, № 1 (17) В. Ю. Максимчук, І. О. Чоботок, Т. А. Климкович, Р. С. Кудеравець, Є. Ф. Накалов, Ю. С. Отруба Рис. 7. Карта модуля повного вектора геомагнітного поля F Антарктики для 1960 р. (а) і 2000 р. (б) (Структура…, 2017). Ізолінії F в тисячах нТл Fig. 7. Map of total geomagnetic field F vector of Antarctica in 1960 (a) and 2000 (b) (Structure…, 2017). The F isolines are in thousands of nT а 90 120 150 180 60 30 0 330 300 270 240 210 90 120 150 180 60 30 0 330 300 270 240 210 б Рис. 8. Віковий хід магнітної обсерваторії (AIA) та роз- рахований за даними моделі (IGRF) Fig. 8. Secular variations for magnetic observatory (AIA) and calculated on the base of model data (IGRF) Рис. 9. Часові зміни геомагнітного поля ΔF на пункті № 3 на Антарктичному тектономагнітному полігоні, геомаг- нітного поля F та віковий хід δF на магнітній обсервато- рії АІА Fig. 9. Temporal variations of geomagnetic field ΔF at the point No. 3 on the Antarctic tectonomagnetic polygon, geo- magnetic field F and secular variations δF in magnetic ob- servatory AIA 13ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки Центральна група пунктів на островах Галін- дез, Скуа, Ялур, Уругвай, Пітерман (п. 4, 5, 6, 9, 10, 12) характеризується незначними змінами по- ля ΔF, що коливаються відносно нульового гори- зонтального тренду практично в межах близьких до похибки (±1,5—2 нТл). Східна група пунктів (п. 8, 7) відрізняється своє- рідною морфологією: з майже без аномальним полем ΔF за 1998—2003 рр., та різким від‘ємним трендом після 2004 р., де за 10 років поле ΔF зменшилось на 32 нТл (п. 7). Ця група пунктів розміщена на острові Барселот та мисі Расмус- сен, тобто захоплює материкову частину поліго- ну. Аналогічні зони виділяються також за аналі- зом розподілу тектономагнітних аномалій за різ- ні часові інтервали вздовж профілю острів Бар- хани – острів Расмуссен (рис. 6, б). Границя між цими блоками умовно проходить по лінії острів Скуа – острів Галіндез – острів Пітерман. Таке районування не суперечить гео- логічним даним, згідно з якими вздовж протоки Пенола в північно-східному напрямі простягаєть- ся однойменний тектонічний розлом, який є од- ним із важливих елементів тектоніки регіону. Окрім цього, за період 1998—2017 рр. по інтен- сивності і характеру часових змін поля ΔF дуже помітно проявилась вузька зона в районі острова Троє Поросят (п. 3, 3а), де зафіксовані найбільш інтенсивні зміни аномального магнітного поля до –36,2 нТл, тобто в середньому –2 нТл/рік. Подібні різкі зміни поля характерні лише для ак- тивних тектонічних розломів, в яких відбувають- ся інтенсивні тектонічні процеси. За геологічними даними в районі острова Троє Поросят виді ля- ється зона контакту вулканогенних порід з поро- дами інтрузивного комплексу. У межах східної частини архіпелагу Аргентинські острови по ро ди вулканічної групи представлені андезит-трахі та ми, порфіровими андезитами, кристалічними да ци- то вими туфами, дацитовою брекчією. В за хід ній частині архіпелагу (острів Бархани) в основному поширені породи мезоранньокайнозойського комплексу, представлені переважно габ ро і гра- нодіоритами. Зона контакту вулканогенних по- рід з породами мезозойсько-ран ньо кайно зой сь- ко го інтрузивного комплексу проходить в районі островів Шелтер – Троє Поросят – Індикатор – Гротто і далі північніше – острів Уругвай. Власне, до цієї зони контакту, ширина якої досягає близько 1000 м, приурочена локальна аномалія ΔF близько 600 нТл, виявлена на острові Троє Поросят. Для коректної інтерпретації динаміки локаль- ного магнітного поля необхідно врахувати осо- бливості вікового ходу геомагнітного поля Землі у районі робіт. Як згадувалось вище, згідно із за- гальноприйнятою методикою тектономагнітних спостережень, у якості базового пункту, віднос- но якого знаходиться різницеве поле ΔF, вико- ристовувалась магнітна обсерваторія АІА, розта- шована на УАС «Академік Вернадський». При такій методиці робіт постулюється незмінність локального поля на магнітній обсерваторії. Віковий хід геомагнітного поля – зміна серед- ньорічних значень компонент магнітного поля, генерується в основному у земному ядрі. Однак, вони також містять складову літосферного похо- дження, викликану фізико-хімічними процеса- ми у земній корі. Вікові варіації, як відомо, мо- жуть впливати на індуктивну намагніченість гір- ських порід і створювати таким чином локальні аномалії вікового ходу у зонах розташування ін- тенсивних магнітних аномалій. Можливий також вклад вікового ходу у динаміку локального поля за рахунок просторового градієнту вікового ходу у районі робіт. Просторова структура вікового ходу вивчається переважно за даними магнітних обсерваторій, а також за моделями міжнародного магнітного поля (IGRF). Мережа діючих магніт- них обсерваторій у регіоні Антарктики є доволі незначною – 12 обсерваторій станом на 2017 рік. Тому просторова структура вікового ходу у Ан- тарктиці, як правило, представляється у вигляді карт IGRF (Структура…, 2017). Карта модуля вектора магнітного поля F для Антарктики для епохи 1960 і 2000 рр. наведена на рис. 7. Максимальні значення вікового ходу F – фо- кус вікового ходу (до ~80 нТл/рік) охоплює пів- нічно-східну частину Антарктиди та частину Ін- дійського океану. У районі УАС «Академік Вер- надський» віковий хід поля Т доволі спокійний і 14 ISSN 1727-7485. Ukrainian Antarctic Journal. 2018, № 1 (17) В. Ю. Максимчук, І. О. Чоботок, Т. А. Климкович, Р. С. Кудеравець, Є. Ф. Накалов, Ю. С. Отруба досягає у 2000 р. близько – 80 нТл/рік. Градієнт вікового ходу максимальний у північно-захід но- му напрямку і складає 20 нТл/10 град (0,1 нТл/км). Очевидно, що при відстані до базового пункту 10 км, зміни ΔТ за рахунок відстані до базового пункту не перевищувала 1,0 нТл. Віковий хід геомагнітного поля F на обсерваторії АІА показано на рис. 8. Його різкі зміни спос- терігаються у 2004 р. (майже – 10 нТл по відношен- ню до 2005 р.), а також у 2011 р. (–8 нТл по відношен- ню до 2010 р.). Проте графік поля SV за моделлю IGRF демонструє майже спокійний без аномаль- ний хід на рівні –85 нТл/рік за період 1999—2009 рр. та – 93 нТл з 2011 р. На інтервалі 1999—2011 рр. та в полі SV за моделлю IGRF спостерігається різке, майже стрибкоподібне збільшення амплітуди віко- вого ходу Т від –85 нТл/рік до 93 нТл/рік. Аналіз матеріалів спостереження за останні ро- ки свідчить, що при незмінному напрямку век- тора вікового ходу і незначних коливаннях його амплітуди, в часових змінах локального магнітно- го поля спостерігаються аномалії різних знаків та інтенсивності. Для аналізу можливого впливу вікових варіацій геомагнітного поля на динаміку тектономагнітних аномалій розглянемо дані спос- тережень на пункті 3 – найбільш аномальному пункті профілю Бархани-Расмуссен, де виявле- но тектономагнітну аномалію до –36,2 нТл за період спостережень 1998—2014 рр. і на якому аномальне магнітне поле досягає біля 600 нТл. Як можна помітити із рис. 9 на перший по- гляд спостерігається видима кореляція змін у часі по ля ΔF із змінами середньорічних значень поля F на магнітній обсерваторії АІА. Проте співстав лен ня ΔF з віковим ходом δF на АІА та- кої коре ля ції не виявляє. Так, доволі різкі зміни ΔF у 1998—2002 рр. супроводжуються спокій- ним віковим хо дом δF на рівні –87 нТл/рік. У окремих випадках різкі зміни δF співпадають з різкими змінами ΔF (2002, 2010 рр.), у інших та- кої кореляції не спо с те рігається (2007, 2010— 2014 рр.). У роботі (Mak sy mchuk et al., 2009) на ми вже були виконані теоретичні розрахунки під- магнічуючого ефекту у часові зміни локального магнітного поля, абсолютна величина якого для геолого-геофізичних умов оцінюється на рівні 10—20 % від амплітуди спостережених тектоно- магнітних аномалій. Все це дозволяє зробити висновок про нез- начний вклад вікових варіацій геомагнітного поля у ΔΔF. Порівняльний аналіз результатів тектономагнітних та магнітоваріаційних спостережень у районі УАС «Академік Вернадський» При проведенні порівняльного аналізу часових рядів магнітоваріаційних та тектономагнітних па- раметрів у районі УАС «Академік Вернадсь кий» виникають певні труднощі, пов’язані перш за все з особливостями методики спостережень. Магнітоваріаційні спостереження виконували на стаціонарній магнітній обсерваторії АІА, роз- ташованій на УАС «Академік Вернадський», з дис- кретністю вимірів компонент X, Y, Z, 1 вимір/ сек. Ці дані опрацьовувались, за описаною вище методикою, з подальшим визначенням середньо- добових, середньомісячних значень компонент вектора Візе. Тектономагнітні спостереження виконувались епізодично, через 1—2 і більше років протягом 30— 60 хв., з отриманням різницевого поля ΔF, яке приймалось за середньорічне для епохи спосте- режень. Окрім цього, тектономагнітні спостере- ження виконувались на мережі пунктів навколо УАС на доволі великій території ~500 кв. км. Ви- яв лені тектономагнітні аномалії характеризую- ться певними просторово-часовими характе рис- тиками, які описані вище. Вони приурочені до окремих геологічних структур і інтерпретувались нами як результат впливу сучасних геодинаміч- них процесів у земній корі регіону. У часових рядах вектора Візе були виявлені ано- мальні ефекти, які також пов’язуються з впливом сейсмотектонічних процесів у земній корі. На рис. 10 приведені графіки часових змін локаль- ного магнітного поля на найбільш аномальній ділянці тектономагнітного полігону – п. 3, ост- рів Троє Поросят, а також часовий ряд компо- 15ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки ється, що сейсмічна активність на Антарктично- му півострові, включно з районом острова Де сеп- шен і протокою Брансфілд (субдукційною зоною) є найвищою в Антарктиці. За досліджений часовий інтервал землетруси з магнітудою М > 5 відбувалися лише у районі суб- дукційної зони Брансфілд, Південно-Шетлан д сь- ких островів, Південно-Сандвічевої острівної дуги. Район наших тектономагнітних досліджень роз- ташований у південно-західному напрямку на від- стані 200 км від острова Десепшен, поблизу яко- го закінчується рифтова зона Брансфілд. Виходячи із емпіричних співвідношень між магнітудою землетрусу та радіусом його провіс- ни ка R (Сковородкин, 1985) lg R = 0,45 M + 0,04, очікувати тектономагнітний ефект для землетру- су М = 6 можна на відстані до 150 км, при М = 7 – Рис. 10. Часові зміни локального магнітного поля на п. 3 Антарктичного тектономагнітного полігону та компо- ненти А векторів індукції на магнітній обсерваторії АІА Fig. 10. Temporal variations of local magnetic field on the point No. 3 of Antarctic tectonomagnetic polygon and A components of induction vectors in AIA observatory ненти векторів індукції на АІА. На перший пог ляд кореляція між цими кривими відсутня. В часово му ході ΔF бачимо довготривалі, з 1998 по 2014 рр. до- волі інтенсивні, майже лінійні зміни 2,5 нТл/рік. Проте, детальний аналіз графіку ΔF дозволяє роз- ділити його на 4 частини: 1-й – 1998—2004 рр., де тренд ΔF був доволі значний ~2,5 нТл/рік; 2-й – 2005—2010 рр. з майже нульовим трендом; 3-й – 2010—2014 рр. – різкі зміни ΔF – 5 нТл/рік; 4-й – 2014—2017 – зміна знаку тренду (поле ΔF не змінюється). На графіках часових змін ком- понент А вектора індукції для діапазону періодів 5—10m досить виразно виділяються аномальні змі ни у 2004—05, 2009—10 і 2015 рр. Найінтен- сивніша аномалія в А-компоненті на періоді 5—10m спостерігається в інтервалі 2009—2010 р. і досягає майже 0,4. Всі три виділені аномалії А-компонент повніс- тю співпадають з періодами зміни тренду на гра- фіку ΔF. Такі ж зміни тренду ΔF спостерігаються і на інших пунктах тектономагнітних спостережень: 3а, 1, 1а, 2, 7, 8 (рис. 5). Таке співпадіння, оче- видно, не є випадковим. Різкі зміни ΔF поясню- ються змінами інтенсивності та напрямків тек- тономагнітних напружень (Струк тура…, 2017). Кореляція у часі тектономагнітних та магніто- варіаційних ефектів на близько розташованих пунктах спостережень, відстань між якими не перевищує 10 км, може свідчити про їх спільне походження. Таким спільним чинником, зважа- ючи на різну фізичну природу тектономагнітних і магнітоваріаційних ефектів, можуть бути лише сейсмотектонічні процеси, коли відбуваються інтенсивні зміни тектонічних напружень, що у свою чергу призводять до змін магнітних та елек- тричних властивостей гірських порід. Питання зв’язків аномалій у часових рядах гео- фізичних полів з тим чи іншим землетрусом як правило розглядається з позицій просторово-ча- со вого зв’язку. При цьому основними параме- трами розглядається магнітуда землетрусу та від- стань до його епіцентру. Сейсмічність західного узбережжя Антарктич- ного півострова досліджується порівняно недав- но, лише на протязі останніх десятиліть. Вважа- 16 ISSN 1727-7485. Ukrainian Antarctic Journal. 2018, № 1 (17) В. Ю. Максимчук, І. О. Чоботок, Т. А. Климкович, Р. С. Кудеравець, Є. Ф. Накалов, Ю. С. Отруба на відстані до 500 км. Отже, очікувати прямого впливу землетрусів вказаної зони на зміну нап- руженого стану земної кори у районі УАС можна лише від сильних землетрусів з М > 7. Співставлення графіків часових змін геомаг- нітного поля та компонент вектора Візе на УАС «Академік Вернадський» з сейсмічною активніс- тю показує, що виділені нами аномальні ефекти 2005, 2010 і 2015 р. у часі приблизно відповідають сильним землетрусам з М ≈ 8, які мали місце у регіоні Західної Антарктики – півдня Південної Америки (рис. 10). Оскільки період підготовки сильного землетрусу є тривалим, наприклад, для землетрусу з М = 7 він складає 3467днів ≈9 років, говорити про зв’язок аномальних ефектів з кон- кретним землетрусом не доводиться. Виділені тектономагнітні та магнітоваріаційні аномальні ефекти, на нашу думку, відображають складний характер змін тектонічних напружень у земній корі у регіональному масштабі, за рахунок їх впливу на магнітні та електричні неоднорідності у верхній частині земної кори регіону. Виконаний порівняльний аналіз результатів тектономагнітних та магнітоваріаційних досліджень у районі УАС «Академік Вернадський» доз воляє виробити методологію комплексного тек тоно- та магнітоваріаційного моніторингу сейсмотек- тонічних процесів у регіоні. Зазначені методики дозволяють з різних сторін підійти до вив чен - ня сучасної динаміки літосфери та поєднати їх можливості. Висока детальність у часі режимних магнітова- ріаційних спостережень дозволяє виявити різні за тривалістю (дні, місяці, роки) компонент век- тора Візе. За даними спостережень на УАС «Ака- демік Вернадський» бачимо, що станція реагує на інтенсивні сейсмотектонічні процеси у літос- фері на відстані 500 км і більше (рифт Брансфілд, море Скоша). Тектономагнітний метод дозволяє вивчати аномальні зони, в яких відбуваються ак- тивні геодинамічні процеси або які є чутливими до геодинамічних процесів у літосфері на певних відстанях. Недоліком цього методу є те, що в умо- вах Антарктиди, при дискретних повторних спо- стереженнях (1 раз на рік) на пунктах полігону, можна вивчати лише довготривалі (більше 1 ро- ку) ефекти. Поєднання магнітоваріаційних режимних спос- тережень з дискретними тектономагнітними до- зволяють спостерігати у часі розвиток аномаль- них змін геоелектромагнітних параметрів серед- овища та локалізувати у просторі район активі- зації сейсмотектонічних процесів. Таким чином, методика комплексних моніторингових дослі- джень складається із наступних елементів: 1. Неперервні комплексні магнітоваріаційні спос тереження з дискретністю 1 секунда з вико- ристанням МВС (магнітоваріаційної станції) ти- пу LEMAD. 2. Дискретні магнітометричні спостереження (1—2 цикли у рік) на мережі тектономагнітних пунктів Антарктичного полігону. 3. Тимчасові (на протязі 1—2 місяців) магніто- варіаційні спостереження в окремих (аномаль- них) зонах Антарктичного полігону. Тектономагнітний та магнітоваріаційний мо- ніторинг необхідно виконувати у комплексі з ін- шими методами, перш за все сейсмічними, а та- кож вивченням сучасних вертикальних та гори- зонтальних рухів земної кори. ВИСНОВКИ За результатами багаторічного тектономагнітного та магнітоваріаційного моніторингу у регіоні УАС «Академік Вернадський» виявлено інтенсивні ча- сові зміни локального магнітного поля – текто- номагнітні аномалії, а також часові зміни пара- метрів електромагнітної індукції. Просторова струк- тура тектономагнітних аномалій узгоджується з елементами геологічної будови. У часових рядах вектора Візе спостерігаються аномальні зміни періодичного та неперіодично- го (епізодичного) характеру, природа яких по в’я- зана відповідно з зовнішніми джерелами та сей- смотектонічними процесами у літосфері. Найбільш інтенсивні аномальні зміни вектора Візе корелюють із сейсмічною активністю регіо- ну і у часі співпадають з сильними землетрусами (М ≥ 8) у районі зон субдукції плит Скоша, Ан- тарктичної та Південно-Американської. Виявле- 17ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки на кореляція між тектономагнітними ефектами на Антарктичному геодинамічному полігоні та аномальними ефектами у часових рядах вектора Візе. Комплекс тектономагнітного та магнітова- ріаційного моніторингу, очевидно, є органічним і дозволяє у поєднанні з сейсмічним та іншими ге- офізичними методами, вивченням сучасних рухів земної кори, отримати надійну інформацію про геодинаміку регіону Антарктичного півострова. Робота виконувалась за науково-дослідною те мою «Комплексний магнітоваріаційний та тек тоно- маг нітний моніторинг сучасної геодинаміки земної кори західного схилу Антарктичного півострова» по договору з Державною установою На ціональний антарктичний науковий центр Міністерства ос- ві ти і науки України. ЛІТЕРАТУРА 1. Гульельми А.В., Зотов О.Д. Связь электромагнитных волн Рс1 с землетрясениями. Физика Земли. 2011. № 6. С. 28–34. 2. Климкович Т.А., Городиський Ю.М., Кузнецова В.Г., Максимчук В.Ю. Дослідження часових змін параме- трів векторів індукції у Закарпатському сейсмоак- тивному прогині. Геофізичний журнал. 2009. № 6, т. 31, С. 147—152. 3. Климкович Т.А., Максимчук В.Ю. Магніто варіа цій- ний моніторинг на УАС Академік Вернадський. Ан тар- к тичні дослідження: нові горизонти та пріоритети, VII Міжнародна Антарктична конференція, 12—14 трав- ня 2015, м. Київ, С. 18—19. 4. Максимчук В. Вивчення особливостей тектоніки та сучасної геодинаміки земної кори Західного узбереж- жя Антарктичного півострова за результатами текто- номагнітних досліджень. ІV Міжнародна антарктич- на конференція «ІІІ Міжнародний полярний рік 2007— 2008: результати та респективи», м. Київ, 12—14 трав- ня 2009, С. 25—27. 5. Максимчук В.Ю., Городиський Ю.М., Кузнєцова В.Г. Динаміка аномального магнітного поля Землі. Львів: Євро світ, 2001. 308 с. 6. Максимчук В.Е., Климкович Т.А., Городыский Ю.М., Трегубенко В.И., Кузнєцова В.Г., Якас Ю.В. Ре зу ль- таты исследований временных изменений векторов индукции на Карпатском геодинамическом полиго- не. Материалы Пятой всероссийской школы-семинара имени М.Н. Бердичевского и Л.Л. Ваньяна по электро- магнитным зондированиям Земли. – ЭМЗ-2011, Книга 1,Санкт-Петербург,16—21 мая, 2011, С. 249—252. 7. Мороз Ю. Ф., Мороз Т. А. Аномалии электрического поля и электропроводности земной коры в связи с Култукским землетрясением на оз. Байкал. Физика Земли. 2012. № 5. С. 64–76. 8. Мороз Ю.Ф., Мороз Т.А., Моги Т. Методика и ре зу- льтаты мониторинга естественного электрического поля Земли в Байкальской рифтовой зоне. Физика Земли. 2007. № 11. С. 37–49. 9. Бахмутов В.Г., Третяк К.Р., Максимчук В.Ю., Гло- тов В.М., Греку Р.Х., Єгорова Т.П., Залізовський А.В., Колосков О.В., Корчагін І.М., Проненко В.О. Струк- тура і Динаміка геофізичних полів у Західній Антарк ти - ці. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2017. 320 с. 10. К.Р. Третяк, В.Ю. Максимчук, Р.Ф. Кутас, І.І. Ро ки тян- ський, О.М. Гнилко, О.В. Кендзера, Р.С. Пронишин, Т.А. Климкович, В.Г. Кузнєцова, Д.О. Марченко, О.М. Смірнова, О.В. Серант, В.І. Бабак, А.І. Вовк, В.В. Романюк, А.В. Терешин; за заг. ред. К.Р. Третяка, В.Ю. Максимчука, Р.І. Кутаса. Сучасна геодинаміка та геофізичні поля Карпат і суміжних територій. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2015. 420 с. 11. Maksymchuk, V.Yu., Bahmutov, V.G., Gorodysky, Yu.M., Chobotok, I.O. 2009. Results and perspectives of tectono- ma gnetic investigations in the Western Antarctic. Annals of geophysics. Volume 52, 1, 35—43. 12. Mogi, T., Takada, M. 2002. Geomagnetic transfer func- tion change associate with a large earthquake in eastern Hokkaido, Japan. Moscow Workshop. III International Work- shop on Magnetic, Electric and Electro Magnetic Methods in seismolody and Volcanology MEEMSV-2002, 175. 13. Parkіnson, W.D. 1959. Direction of rapid geomagnetic fluc- tuations. Geophys. J. R. Astron. Soc., 2. 1-14. 14. Schmucker, U. 1970. Anomalies of geomagnetic varia ti- ons in the southwestern United States. Bull. of the Seripps Institute of Oceanography University of California, 13, 13, 32. 15. Widarto, D.S., Mogi, T., Tanaka, Y., Nagao, T., Hattori, K., Uyeda, S. 2008. Co – seismic geoelectrical potential chan- ges associated with the June 4, 2000’s earthquake ( Mw7.9) in Bengkulu, Indonesia. J. Physics and Chemistry on the Earth, 152–163. 16. Wіese, H. 1965. Geomagnetische Tiefentelluric. Berlin: Akad. Verlag. 17. Zeng, X.P., Lin, Y. F. 1992. The response of anomalous short period eomagnetic variations to moderate-strong earth- quakes in China. J. Earthq. Pred. Res, 2105, 114. REFERENCES 1. Hulelmy, A.V., Zotov, O.D. 2011. Sviaz elektromahnytnykh voln Rs1 s zemletriasenyiamy [Relation of electro-mag- netic waves Rs1 with earthquakes]. Izvestiya. Physics of the Solid Earth, 6, 28–34. 18 ISSN 1727-7485. Ukrainian Antarctic Journal. 2018, № 1 (17) В. Ю. Максимчук, І. О. Чоботок, Т. А. Климкович, Р. С. Кудеравець, Є. Ф. Накалов, Ю. С. Отруба 2. Klymkovych, T.A., Horodyskyi, Yu.M., Kuznetsova, V.H., Maksymchuk, V.Yu. 2009. Doslidzhennia chasovykh zmin parametriv vektoriv induktsii u Zakarpatskomu seismoa- k tyvnomu prohyni [Investigations of induction vectors temporal variations in the Carpathian active seismic bac- kdeep] Heofyz. Zhurnal [Geophysical Journal], 6, 147—152. 3. Klymkovych, T.A., Maksymchuk, V.Iu. 2015. Mahnito- va ria tsiinyi monitorynh na UAS Akademik Vernadskyi [Magnetic variations monitoring on the UAS Academik Vernaskyi]. Antarktychni doslidzhennia: novi horyzonty ta priorytety, VII Mizhnarodna Antarktychna konferentsiia, 12—14 travnia 2015, Kyiv, 18—19. 4. Maksymchuk, V. 2009. Vyvchennia osoblyvostei tektoniky ta suchasnoi heodynamiky zemnoi kory Zakhidnoho uzberezhzhia Antarktychnoho pivostrova za rezultatamy tektonomahnitnykh doslidzhen [Studies of tectonics and recent Earth’s crust geodynamics of Western Antarctic Peninsula slope on the base of tectonomagnetic investiga- tions]. IV Mizhnarodna Antarktychna Konferentsiia «III Mizhnarodnyi poliarnyi rik 2007—2008: rezultaty ta per- spektyvy», Kyiv, 12—14 travnia 2009. 25—27. 5. Maksymchuk, V.Yu., Horodyskyi, Yu.M., Kuznetsova, V.H. 2001. Dynamika anomalnoho mahnitnoho polia Zemli [Earth’s anomalous magnetic field dynamics]. Lviv: Yevro svit. 6. Maksymchuk, V.E., Klymkovych, T.A., Horodyskyi, Yu.M., Trehubenko, V.Y., Kuznetsova, V.H., Yakas, Yu.V. 2011. Rezultaty issledovanyi vremennykh izmenenyi vektorov induktsyi na Karpatskom heodinamycheskom poligone [The results of induction vectors temporal variations in ves- tigations on the Carpathian geodynamic polygon]. Mate rya ly Piatoi vserossyiskoi shkoly-semynara ymeny M.N. Berdy- chev skoho y L.L. Vaniana po elektromahnytnym zondy ro- va nyiam Zemly. ЭMZ-2011, Knyha 1, Sankt-Peter burh, 16—21 maia, 2011, 249—252. 7. Moroz, Yu. F., Moroz, T. A. 2012. Anomalii elektri che- skogo polia i elektroprovodnosti zemnoj kory v sviazi s Kultukskym zemletriaseniem na oz. Baikal [Electric field and electric conductivity anomalies connected with Kul- tuk earthquake in the location of Bajkal lake]. Fizika Zem li [Physics of the Solid Earth], 5, 64–76. 8. Moroz, Yu.F., Moroz, T.A., Mohy, T. 2007. Metodika i rezultaty monitoringa estestvennogo elektricheskogo po lia Zemli v Baikalskoi riftovoi zone [Methodology and results of Earth’s natural electric field monitoring in the Bajkal rift zone]. Fyzyka Zemly [Physics of the Solid Earth], 11, 37–49. 9. Bakhmutov, V.H., Tretiak, K.R., Maksymchuk V.Iu., Hlo- tov V.M., Hreku R.Kh., Yehorova T.P., Zalizovskyi A.V., Koloskov O.V., Korchahin I.M., Pronenko V.O. 2017. Struktura i Dynamika heofizychnykh poliv u Zakhidnii An- tarktytsi: monohrafiia [Structure and dynamics of geo- physical fields in Western Antarctica], Lviv: Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky. 320. 10. Tretiak, K.R., Maksymchuk, V.Iu., Kutas, R.F., Roky- tianskyi, I.I., Hnylko, O.M., Kendzera, O.V., Pronyshyn, R.S., Klymkovych, T.A., Kuznietsova,V.H., Marchenko, D.O., Smirnova, O.M., Serant, O.V., Babak, V.I., Vovk, A.I., Romaniuk, V.V., Tereshyn A.V.; za zah. red. Tretiaka, K.R., Maksymchuka, V.Iu., Kutasa. R.I. 2015. Suchasna heo dy- na mika ta heofizychni polia Karpat i sumizhnykh terytorii: mo nohrafiia [Recent geodynamics of Carpathians and adjacent territories geophysical fields]. Lviv: Vy dav ny tstvo Lvivskoi politekhniky, 420. ISBN 978-617-607-763-3. 11. Maksymchuk, V.Yu., Bahmutov, V.G., Gorodysky, Yu.M., Chobotok, I.O. 2009. Results and perspectives of tecto- no magnetic investigations in the Western Antarctic. An- nals of geophysics. 52, 1, 35—43. 12. Mogi, T., Takada, M. 2002. Geomagnetic transfer fun- ction change associate with a large earthquake in eastern Hokkaido, Japan. Moscow Workshop. III International Wor- kshop on Magnetic, Electric and Electro Magnetic Methods in seismolody and Volcanology MEEMSV-2002, 175. 13. Parkіnson, W.D. 1959. Direction of rapid geomagnetic fluctuations. Geophys. J. R. Astron. Soc., 2. 1—14. 14. Schmucker, U. 1970. Anomalies of geomagnetic varia ti- ons in the southwestern United States. Bull. of the Seripps Institute of Oceanography University of California. 13, 32. 15. Widarto, D.S., Mogi, T., Tanaka, Y., Nagao, T., Hattori, K., Uyeda, S. 2008. Co – seismic geoelectrical potential changes associated with the June 4, 2000’s earthquake ( Mw 7.9 ) in Bengkulu, Indonesia. J. Physics and Chemistry on the Earth, 152–163. 16. Wіese, H. 1965. Geomagnetische Tiefentelluric. Berlin: Akad. Verlag. 17. Zeng, X.P., Lin, Y. F. 1992. The response of anomalous shor tperiod eomagnetic variations to moderate-strong earthquakes in China. J. Earthq. Pred. Res, 2105, 114. 19ISSN 1727-7485. Український антарктичний журнал. 2018, № 1 (17) Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки Yu. Maksymchuk1, , I. O.Chobotok1, T. A.Klymkovych1, R. S. Kuderavets1, E. F. Nakalov1, Y. S.Otruba2 1 Carpathian branch of S. I. Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv 2 State Institution National Antarctic Scientific Center of Ukraine, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv Corresponding author: vmaksymchuk@cb-igph.lviv.ua COMPLEX MAGNETOVARIATIONAL AND TECTONOMAGNETIC MONITORING OF RECENT GEODYNAMICS IN THE WESTERN SLOPE OF THE ANTARCTIC PENINSULA ABSTRACT. Aim – investigations of effectiveness and information value of tectonomagnetic and magnetic-variations monitor- ing complex to study the recent geodynamics of Antarctic Peninsula in the location of Akademik Vernadsky station. Methodo- logy. The methodology provides long-term magnetic variations observations on the Akademik Vernadsky station. On the base of observations electromagnetic induction vector components (Wise vector) are processing in the range 2.5—60 min. Series of this parameters temporal variations are developing. Tectonomagnetic observations are performed on the stationary network of ob- servational points on the Antarctic geodynamic polygon and then, tectonomagnetic anomalies (increasing of a local magnetic field among observational epochs-total magnetic field vector module) is defined. The nature of tectonomagnetic anomalies usu- ally is connected with variations of tectonic tensions. Compounding of magnetic variations and tectonomagnetic observations allows to upgrade certainty of tectonophysic interpretation of geophysical and geological data for investigations of Antarctic Peninsula recent geodynamics. Results. The results of tectonomagnetic and magnetic variations observations on the Akademik Vernadsky station in the location of Antarctic tectonomagnetic polygon during 1998—2017 yrs. were analyzed and generalized. Temporal variations of Wise electromagnetic induction vectors and local geomagnetic field variations were investigated. Anom- alous effects in tectonomagnetic variations and Wise vectors temporal variations, caused by seismotectonic processes in the re- gion’s lithosphere were defined. Comparative analyses of tectonomagnetic and magnetic variations data was done. Also was justified possibility their complex for monitoring of recent seismotectonic processes in the location of Akademik Vernadsky sta- tion. Conclusions. Complex analyses of long-term tectonomagnetic field and magnetic variations parameters on the Akademik Vernadsky station was done. Correlation between tectonomagnetic effects on the Antarctic geodynamic polygon and anomalous effects in Wise vectors temporal series was defined. Such complex of tectonomagnetic and magnetic variations monitoring is organic and allows to obtain reliable information about Antarctic Peninsula geodynamics in connection with seismic and other geophysical methods. Keywords: monitoring, tectonomagnetism, magnetic-variations observations, Vise vector.

Комплексний магнітоваріаційний та тектономагнітний моніторинг сучасної геодинаміки західного схилу Антарктичного півострова

Institution

Ähnliche Einträge