Дослідження часових змін аномального геомагнітного поля та векторів індукції і встановлення їх зв"язків з сейсмічністю Закарпатського прогину. Методика виявлення малоамплітудних аномалій у часових рядах та встановлення їх зв‘язків з місцевою сейсмічністю.
Аннотация к работе
Вивчення просторово-часової структури геомагнітного поля та його варіацій має важливе значення для вирішення фундаментальних проблем фізики Землі (розвиток теорії земного магнетизму, його вікових варіацій та вивчення геодинамічних процесів в земній корі і верхній мантії) і прикладних задач розвідувальної геофізики. В останні десятиліття сформувався і успішно розвивається новий напрям геомагнітних досліджень - динаміка аномального магнітного поля Землі, який вивчає часові зміни геомагнітного поля, викликані фізико-хімічними процесами в земній корі і верхній мантії. В Карпатському регіоні понад 40 років проводяться дослідження динаміки аномального магнітного поля з метою вивчення геодинамічних процесів і провісників землетрусів. За варіаціям з періодами від кількох хвилин до 1.5-2 годин здійснюється неперервний моніторинг. параметрів векторів індукції на низці магнітних обсерваторій у сейсмоактивних регіонах. З 1999 р. такі дослідження проводяться за даними цифрових магнітоваріаційних спостережень, при використанні яких набуває актуальності удосконалення методики розрахунків та автоматизація процесів обробки вихідних даних, що дає можливість значно ущільнити ряди векторів індукції і підвищити якість моніторингу.У вступі подано загальну характеристику роботи: розкрито сутність і стан вивчення наукової проблеми, обґрунтовано доцільність напрямку досліджень та актуальність теми дисертації, сформульовано її мету, основні методи і задачі досліджень, відзначено наукову новизну отриманих результатів, їх зв‘язок з науковими програмами, планами та темами, наведено дані щодо їх практичної цінності й апробації. Основні з них наступні: зміна напружено-деформованого стану гірських порід; зміна температури гірських порід в природних умовах, в т.ч. переміщення поверхні Кюрі; виникнення електричних струмів (електрокінетичні явища, термоелектричні струми та інш.); зміни магнітних властивостей порід внаслідок зміни їх хімічного складу та фазових переходів речовини. За період 1990-2000 рр. у часових рядах DT виділено 11 аномальних ефектів тектономагнітної природи, які мають типові риси притаманні аномаліям провісникового типу і в інших регіонах. Однак були випадки, коли аномальних змін DT перед землетрусами не спостерігалося, разом з тим не всі аномальні зміни поля DT супроводжувались землетрусами. Поряд з вивченням часових аномальних змін геомагнітного поля в комплекс сейсмопрогностичних геомагнітних досліджень в Закарпатті входять і неперервні магнітоваріаційні спостереження, які були розпочаті на РГС «Нижнє Селище» у 1989 році магнітоваріаційною станцією системи В.Н.В дисертації розроблено методи, алгоритми та програми обробки даних геомагнітних та магнітоваріаційних спостережень. Ці методи було використано при аналізі експериментальних даних, отриманих на РГС Карпатського полігону для дослідження динаміки аномального геомагнітного поля і векторів індукції та встановлення їх звязків з сейсмічністю Закарпатського прогину.
План
2. Основний зміст роботи
Вывод
В дисертації розроблено методи, алгоритми та програми обробки даних геомагнітних та магнітоваріаційних спостережень. Ці методи було використано при аналізі експериментальних даних, отриманих на РГС Карпатського полігону для дослідження динаміки аномального геомагнітного поля і векторів індукції та встановлення їх звязків з сейсмічністю Закарпатського прогину.
Основні результати полягають в наступному.
Розроблено метод відбракування некондиційних даних на основі аналізу міжквартильних інтервалів, що дозволило здійснювати фільтрацію часових рядів з високим відсотком неякісних спостережень;
Запропоновано метод виявлення малоамплітудних аномалій провісникового типу в часових рядах геомагнітного поля на основі кореляції даних спостережень з синус-функцією на асиметрично заданому півперіоді;
Встановлено існування довготривалих змін аномального геомагнітного поля, викликаних накопиченням тектонічних напружень у періоди сейсмічного затишшя;
Виявлено, що у Закарпатському сейсмоактивному прогині крім довготривалих трендових змін і бухтоподібних аномалій провісникового типу тектономагнітні аномалії можуть проявлятися також у вигляді різких змін рівня поля та суттєвого підвищення дисперсії у часових рядах;
Результати математичного моделювання часових змін DT зроблені на основі п‘єзомагнітного ефекту узгоджуються з гіпотезою, що довготривалі квазілінійні трендові зміни DT викликані накопиченням напружень в період сейсмічного затишшя у зоні Вигорлат-Гутинського вулканічного пасма.
Зроблена кількісна інтерпретація на основі електрокінетичного ефекту дозволяє стверджувати, що модель вертикального контакту адекватно описує аномалії локального геомагнітного поля провісникового типу для землетрусів, які готуються в зоні Закарпатського глибинного розлому.
Розроблено методику, алгоритми і програмне забезпечення автоматизації обробки і обчислень векторів індукції, що дозволило суттєво ущільнити часові ряди цих векторів;
Встановлено просторово-часову кореляцію аномальних проявів векторів індукції з розташуванням епіцентрів близьких землетрусів;
Досліджено сезонний та добовий хід векторів індукції, який безпосередньо корелює з сонячним інтервалом доби;
Виявлено можливий звязок середньорічних значень модуля вектора індукції з циклом сонячної активності.
Список литературы
1. Городиський Ю. Метод сортування часових рядів з помітною кількістю некондиційних даних / Юрій Городиський, Євген Струк, Тамара Климкович // Компютерна інженерія та інформаційні технології. - 2000. - № 392. - С. 141-145.
2. Городиський Ю. Деякі особливості векторів Візе в Закарпатському прогині та їх інтерпретація / Юрій Городиський, Валентина Кузнєцова, Тамара Климкович // Геодинаміка. - 2000. - 1(3). - С. 112-117.
3. Kuznetsova V. Application of high-accuracy magnetometry to study recent geodynamic processes and earthquake precursors / V. Kuznetsova, T. Klymkovych // Contributions to Geophysics and Geodesy. - Geophyzcualy ustav SAV. - 2001. Bratislava. - Vol. 31/1 - P. 283-288.
4. Кузнєцова В.Г. Довготривалі часові зміни геомагнітного поля та їх звязок з сейсмотектонічними процесами / В.Г. Кузнєцова, Ю.М. Городиський, Т.А. Климкович // Науковий вісник Національної гірничої академії України. -2001. -№ 4. С. 112-113.
5. Городиський Ю. Деякі кореляційні методи виділення малоамплітудних аномалій / Юрій Городиський, Євген Струк, Тамара Климкович // Компютерна інженерія та інформаційні технології: Вісник НУ «Львівська політехніка». - № 450. Львів. - 2002. С. 155-161.
6. Кузнецова В.Г. Изучение связи аномальных эффектов в геомагнитном поле с сейсмическим режимом Карпат / В.Г. Кузнецова, В.Е. Максимчук, Ю.М. Городыский, Т.А. Климкович // Физика Земли. - 2005. - № 3. С. 61-67.
7. Городиський Ю. Виділення малоамплітудних аномалій геомагнітного поля методами аналітичного продовження / Юрій Городиський, Тамара Климкович // Праці наук.тов. ім. Шевченка. - 2006. - Т. XVII. Геофізика. - С. 47-60.
8. Т.А. Климкович Результати досліджень часових змін векторів індукції в Закарпатському сейсмоактивному прогині. / Т.А. Климкович, В.Г. Кузнєцова, Ю.М. Городиський, В.Ю. Максимчук // Геодинаміка 1(6) 2007, Львівське Астрономо-геодезичне тов. - С. 41-48.
9. Городыский Ю.М. Элементы алгоритма первичного статистического анализа временных рядов геомагнитных наблюдений / Ю.М. Городыский, Т.А. Климкович / Международная геофизическая конференція: тезисы докладов. -Санкт-Петербург. - 2000. - С. 513-514.
10. Kuznetsova V. Results of Geomagnetic monitoring for studying seismotectonic processes in the Transcarpathian frough / V. Kuznetsova, V. Maksymchuk, Yu. Gorodisky, T. Klymkovych //Moscow Workshop. III International Workshop on Magnetic, Electric and Electro Magnetic Methods in seismolody and Volcanology MEEMSV-2002. - Moscow-2002. - Р. 182-183.
11. Городиський Ю. Дослідження часових змін векторів Візе в системі геомагнітного моніторингу в сейсмоактивному Закарпатському прогині / Юрій Городиський, Валентина Кузнєцова, Валентин Максимчук, Тамара Климкович // Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища GPS i GIS технології: VII Міжнародний науково-технічний симпозіум, 7-14 вересня 2002. - Алушта. - С. 79-80.
12. Кузнєцова В. Результати геомагнітного моніторингу в сейсмоактивному Закарпатському прогині / Валентина Кузнєцова, Валентин Максимчук, Юрій Городиський, Тамара Климкович //Геофізичний моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища: зб.доп. ІІІ між народ. конф. - Київ: КНУ ім. Т. Шевченка, 7-9 вересня 2002. - С. 53-55.
13. Городиський Ю.М. Деякі результати аналізу часових змін векторів Візе в сейсмоактивному Закарпатському прогині за даними цифрових магнітоваріаційних спостережень та проблеми обробки цих даних / Ю.М. Городиський, В.Г. Кузнєцова, В.Ю. Максимчук, Т.А. Климкович // Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища: тези доповідей IV Міжнародної наукової конференції, 9-11 жовтня 2003 року, Київ. - С. 61-63.
14. Городиський Ю.М. Компонентні геомагнітні вимірювання в Закарпатті (методика та деякі результати) / Ю.М. Городиський, В.Г. Кузнєцова, В.Ю. Максимчук, І.В. Панькевич, Т.А. Климкович // Геоінформаційний моніторинг навколишнього середовища - GPS i GIS технології. Матеріали ІХ Міжнародного науково-технічного симпозіуму 6-11 вересня 2004. Крим, Алушта. - C. 65-67.
15. Городиський Ю.М. Результати тектономагнітних досліджень в районі східної частини Вигорлат-Гутинського пасма / Ю.М. Городиський, В.Г. Кузнєцова, В.Ю. Максимчук, Т.А. Климкович, І.В. Панькевич // Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища. Матеріали V Міжнародної наукової конференції. - 7-9 жовтня 2004 р. - Київ. - 2004. - С. 63-64.
16. Климкович Т.А. До проблеми виділення малоамплітудних аномалій геомагнітного поля / Т.А. Климкович, Ю.М. Городиський // Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища. Матеріали VI Міжнародної наукової конференції - 6-8 жовтня 2005 р. - Київ-2005. - С. 64-65.
17. Климкович Т.А. Автоматизація обчислень векторів Візе за даними цифрових магнітоваріаційних спостережень у сейсмоактивному Закарпатському прогині / Т.А. Климкович, Ю.М. Городиський, В.Г. Кузнєцова // Нові геофізичні технології прогнозування та моніторингу геологічного середовища, тези доповідей наукової конференції, присвяченої памяті першого керівника Карпатського відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, доктора г.-м. наук, професора Я.С. Сапужака. 5 жовтня 2005 р. Львів-2005 С. 35-37.
18. Кузнєцова В.Г. Результати моніторингу динаміки аномального магнітного поля на Карпатському геодинамічному полігоні / В.Г. Кузнєцова, Т.А. Климкович, Ю.М. Городиський, В.Ю. Максимчук // Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища. Матеріали Всеукраїнської наукової конференції, 21-24 вересня 2006 р. Київ-2006. - С. 105-106.
19. Климкович Т.А. Часові зміни параметрів векторів Візе та їх можливий зв‘язок з сейсмічним режимом Закарпаття за даними цифрових магнітоваріаційних спостережень / Т.А. Климкович, Ю.М. Городиський, В.Г. Кузнєцова // Нові геофізичні технології прогнозування та моніторингу геологічного середовища. Матеріали наукової конференції до 75-річчя від Дня народження першого керівника Карпатського відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, доктора геол.-мін. наук, професора Я.С. Сапужака, 5 жовтня 2006 р. Львів-2006. - С. 53.
20. Климкович Т.А. Особливості часових змін векторів індукції в сейсмоактивному Закарпатському прогині / Климкович Т.А., Городиський Ю.М., Кузнєцова В.Г., Максимчук В.Ю. // Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища. Матеріали VIII Міжнародної наукової конференції, 20-23 вересня 2007 р., Київ-2007. - С. 57-58.
21. Климкович Т. Результати неперервних довготривалих досліджень векторів індукції в Закарпатському прогині / Тамара Климкович, Юрій Городиський, Валентина Кузнєцова, Валентин Максимчук // Нові геофізичні технології прогнозування та моніторингу геологічного середовища. Матеріали наукової конференції, присвяченої пам‘яті фундаторів Карпатського відділення Інституту геофізики ім.С.І. Субботіна НАН України Тараса Зиновійовича Вербицького і Ярослава Станіславовича Сапужака, 9-11 жовтня 2007 р. Львів. - С. 37-40.
22. Maksymchuk V. Geomagnetic monitoring sn the Transcarpathians / Maksymchuk V, Kuznetsova V. Gorodisky Yu. Klymkovych T. // The 3-nd Anniversary symposium GEOBMAG 2008 Surlari national geomagnetic observatory “liviu Constantinescu”, Bucharest, Romania, 16-18 October 2008. - Р. 14.