Направление науки: 1.5. Науки о Земле
Направление фундаментальных и поисковых исследований 1.5.1. «Геофизика», раздел фундаментальных и поисковых исследований 1.5.1.2. «Геофизические поля; модели строения и эволюции Земли и планет» Программы фундаментальных и поисковых научных исследований на 2021–2030 годы.
Тема Программы ФНИ
Сведения о результатах по направлениям исследований в соответствии с Программы фундаментальных и поисковых научных исследований на 2021–2030 годы в 2021 году:
1. Проведение непрерывных наблюдений абсолютных величин и вариаций геомагнитного поля, поля сейсмических колебаний в комплексе с вариациями гравиметрического поля, электромагнитных характеристик слоев ионосферы.
1.1. Регистрация сейсмических колебаний проведена сейсмостанцией REF TEK (сейсмометры СК-1ДП, GS-13) в полосе частот 0.1–100 Гц (совместно с лабораторией сейсмометрии ИГФ УрО РАН) и в режиме реального времени получены и обработаны данные сейсмостанции Arti IRIS/IDA (сейсмометры STS-1, STS-2) в полосе частот от 0.001 до 20 Гц (совместно в ФИЦ ЕГС РАН с 1988 г.).
За период наблюдений с 1 января по 13 декабря 2021 г. было зарегистрировано всего по Уральскому региону 1259 сейсмических событий техногенной (взрывы), горно-тектонической и тектонической природы.
В Свердловской области достоверно зарегистрировано и определены параметры 450 сейсмических событий техногенной (взрывы), горно-тектонической и тектонической природы, Подавляющее большинство событий имеют магнитуду 1.3-2.0.
На сегодняшний день в Уральском регионе можно выделить две зоны современной горно-тектонической активности, приуроченные к Северо-Уральскому бокситоносному району (СУБР, г. Североуральск и окрестные населенные пункты) и Нижнетагильскому горнорудному району (НТГРР, г. Нижний Тагил и окрестные населенные пункты). Сейсмичность этих зон высокая. Здесь регистрируется большое количество сейсмических событий горно-тектонической природы, обусловленные многолетней деятельностью горнодобывающих предприятий.
В районе СУБР зарегистрировано 37 предположительно горно-тектонических событий с магнитудой 2.1-3.6. Из них 9 событий с магнитудой 2.5-3 (mb) и одно – с магнитудой 3.6 (mb). Событие с магнитудой 3.6 произошло 3 декабря 2021 г. в 19:45:19. (UT) во время большой магнитной бури. Координаты эпицентра по данным Aru 60.5342° С.Ш. и 59.6169° В.Д. (по данным сети станций Горного института 60.306° С.Ш. и 60.042° В.Д.). Оно ощущалось жителями Черемухово (по сообщениям из социальных сетей). 10 декабря в 13:44:56 в СУБР зарегистрировано еще одно сильное событие с магнитудой 3.0 (mb), координаты эпицентра 60.3641 С.Ш. и 59.0408 В.Д. Возможно следует ожидать дальнейшего увеличения количества событий в СУБР и НТГРР, в связи с наступлением 25 цикла солнечной активности.
В НТГГР в районе г. Н. Тагил было зарегистрировано 26 событий, которые имеют предположительно горно-тектоническую природу с магнитудой 1.6–1.9 (md), одно событие с магнитудой 2.5 (md). В 2021 г. заметно значительное возрастание сейсмической активности по горно-тектоническим событиям. Это может быть связано также с началом нового цикла солнечной активности.
Слабых сейсмических событий предположительно тектонического происхождения в Свердловской области зафиксировано 4.
Локализована в Башкирском мегантиклинории (БМА), район г. Катав-Ивановск Челябинской области современная активная сейсмическая область, проявившаяся серией тектонических событий. В 2020-2021 гг. было зарегистрированы 33 события (mb=1.6–1.9) по обе стороны границы БМА с Предуральским краевым прогибом. Это может свидетельствовать, что Каратауская структура вероятнее всего является горстовым выступом байкалид, а не тектоническим покровом, надвинутым с востока на палеозойские образования и предгорный прогиб уралид.
Исполнители: Кусонский О.А., к.г.-м.н.; Кусонская Т.Я., инженер.
Публикации:
- Кусонский О.А. Сейсмическая активность Башкирского мегантиклинория по данным обсерватории «Арти» // Одиннадцатые научные чтения памяти Ю.П. Булашевича: Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей. Материалы всероссийской конференции с международным участием. Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2021. С. 139–143.
Обработанные в обсерватории «Арти» сейсмические данные публиковались в декадных Бюллетенях и Каталогах землетрясений, составляемых ФИЦ ЕГС РАН (г. Обнинск): http://www.ceme.gsras.ru/cgi-bin/new/catalog.pl
Данные геодезических наблюдений размещены на порталах: ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data/daily/ и https://cddis.nasa.gov/Data_and_Derived_Products/GNSS/GNSS_data_and_product_archive.html
1.2. Электромагнитное вертикальное зондирование ионосферы осуществлялось с помощью ионозонда «Парус» постоянно через каждые 15-минут. Диапазон наблюдений по частоте 1–15 МГц и по высоте от 90 км до 800 км. Сформированы базы первичных и обработанных данных, которые совмещены с базой данных радара EKB (ИСЗФ СО РАН), размещенного на территории обсерватории «Арти».
Отмечается медленный старт 25 солнечного цикла. Значения параметра FoE начали расти. Характеристики ионосферы находятся в длинном, глубоком минимуме.
Данные зондирования (исходные и обработанные) и магнитограммы в режиме реального времени используются в моделировании метеорологических и климатических процессов. Данные станции Екатеринбург используются для подготовки и выпуска краткосрочных, среднесрочных (в том числе пятисуточных) и долгосрочных прогнозов состояния ионосферы.
Исполнители: Григорьева С.А., ст. инженер.
Публикации:
- Черниговская М.А., Шпынев Б.Г., Ясюкевич А.С., Хабитуев Д.С., Ратовский К.Г., Белинская А.Ю., Степанов А.Е., Бычков В.В., Григорьева С.А., Панченко В.А., Коуба Д., Мелич Й. Долготные вариации отклика среднеширотной ионосферы северного полушария на геомагнитную бурю в октябре 2016 г. с помощью мультиинструментальных наблюдений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 5. С. 305–317. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-5-305-317.
- Chernigovskaya M. A., Shpynev B.G., Yasyukevich A.S., Khabituev D.S., Ratovsky K.G., Belinskaya A.Y., Stepanov A.E., Bychkov V.V., Grigorieva S.A., Panchenko V.A., Kouba D., Mielich J. Longitudinal variations of geomagnetic and ionospheric parameters in the Northern Hemisphere during magnetic storms according to multi-instrument observations // Advances in Space Research. 2021. Vol. 67. Iss. 2. P. 762–776. DOI: 10.1016/j.asr.2020.10.028
2. Исследование вековых изменений геомагнитного поля по данным наблюдений на пунктах векового хода Урала и Сибири.
2.1. В стационарных условиях лаборатории-обсерватории «Арти» проведены непрерывные наблюдения вариаций и абсолютных значений магнитного поля Земли на станции ARS комплексом аппаратуры по стандарту INTERMAGNET, Сертификат члена INTERMAGNET станции Арти (ARS) от 27 сентября 2011 г. Непрерывные наблюдения проводятся на Урале с 1836 г.; вариации естественного магнитного поля по трём составляющим (Hx, Hy, Hz) и естественного электрического поля по двум составляющим (Ex, Ey) с аппаратурой MTU-5А;
Диапазон регистрируемых частот компонент геомагнитного поля D, H, Z, F от 0 до 10 Гц, разрешение 0.02 нТл, погрешность измерения абсолютной величины поля 1.5–2.0 нТл. Получены секундные, среднеминутные, среднечасовые и среднегодовые значения компонент поля. Определены 3-х часовые значения К-индекса поля, выделены магнитные бури и определены их параметры.
Наблюдается повышение возмущенности геомагнитного поля, связанное с началом 25 цикла солнечной активности. В 2021 г. зарегистрировано 15 малых бурь, 2 – умеренные и 1 – большая. Большая буря с внезапным началом зарегистрирована в 19:40 (UT) 3 ноября 2021 г., длительность бури составило 22 часа, амплитуда по Z-компоненте 267 нТл. Для сравнения в 2020 г. произошло 1 умеренная и 7 малых бурь, в 2019 г. отмечено 4 умеренных и 5 малых магнитных бурь. Буря сопровождалось сильным горно-тектоническим событием (с магнитудой 3.6), произошедшем в Северо-Уральском бокситоносном районе (СУБР) 3 ноября 2021 г в 19:45:19. С началом нового солнечного цикла следует ожидать дальнейшего повышения числа регистрируемых сильных горно-тектонических событий в СУБР и в Нижнее-Тагильском горно-рудном районе.
Абсолютная величина F в районе обсерватории продолжает монотонно возрастать. В 2020 году она составила 56599 нТл. Вековой ход в 2020 г. был равен +73 нТл/год– это максимальные величины за все годы наблюдений, проводимые в обсерватории «Арти». Среднегодовые значения компонент поля составили: в 2020 г. D=13°49.1'; I=73°38.4', H=15943 нТл, Z=54307 нТл.
Результаты наблюдений размещались в следующих базах данных: на сайте обсерватории «Арти» (http://arudaemon.gsras.ru/sait/main/); вариации направлялись в режиме реального времени в ГЦ РАН (г. Москва, http://geomag.gcras.ru/dataprod.html);
один раз в месяц К-индексы передавались в Международный центр геомагнитных индексов для определения планетарных индексов (Институт физики Земли, г. Париж) (http://isgi.unistra.fr/indices_am.php).
Через БГС данные направлены в Geomagnetic Laboratory Canadian Hazard Information Service Natural Resources Canada, Ottawa (NTERMAGNET Server, Ottawa), в Международные центры данных Киото (Япония, WDC Kyoto) и Боулдер (США, WDC Boulder).
Исполнители: Бородин П.Б., вед. инженер; Черепанова Е.А., ст. инженер.
Публикации:
- Sergey Y. Khomutov; Vladimir A. Sapunov; Alexey Y. Denisov; Pavel B. Borodin; Dmitry V. Kudin; Roman V. Sidorov; Alexey S. Bebnev; Tatyana A. Cherepanova; Andrey L. Kotikov; Konstantin K. Kanonidi;Yury G. Turbin; Pavel E. Baryshev. Vector Overhauser magnetometer POS-4: experience and prospects of application // EPJ Web of Conferences 254, 02018 (2021) STRPEP 2021. DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/202125402018
- Черепанова Е.А. Методика наблюдения геомагнитного поля Земли на обсерватории Арти / Одиннадцатые научные чтения памяти Ю.П. Булашевича: Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей. Материалы всероссийской конференции с международным участием. Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2021. С. 239-241.
- Кусонский О.А. К 185-летию обсерваторских геомагнитных наблюдений на Урале по материалам архива обсерватории «Арти» // Одиннадцатые научные чтения памяти Ю.П. Булашевича: Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей. Материалы всероссийской конференции с международным участием. Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2021. С. 134–138.
- База данных станции ARS (Арти): INTERMAGNET; et al. (2021): Intermagnet Reference Data Set (IRDS) 2016 – Definitive Magnetic Observatory Data. GFZ Data Services. DOI: https://doi.org/10.5880/INTERMAGNET.1991.2016