Способ дистанционного определения направления на геомагнитный полюс в древние эпохи

Изобретение относится к физике Земли, в частности к палеомагнетизму. Сущность: с помощью радиолокационной установки с близко расположенными излучающим и приемным устройствами, содержащими в своем составе горизонтальные магнитные диполи, импульсный генератор магнитных моментов в излучающем устройстве и Squid-магнитометр на основе эффекта Джозефсона в приемном, измеряют угол поворота плоскости поляризации сигнала ϕ на его пути до отражающей границы в подошве изучаемого горизонта или в нем и обратно в среде с магнитной индукцией Bz, совпадающей с направлением распространения сигнала. После разнесения излучающго и приемного устройств на достаточно большое растояние намагничивают в постоянном магнитном поле в горизонтальном направлении в среднем на ΔBн с помощью горизонтального магнитного диполя области исследуемого горизонта. Перемещая приемное устройство по окружности с сохранением взаимной ориентации излучающего и приемного магнитных диполей и измеряя угол поворота плоскости поляризации, находят такое положение последнего, при котором угол поворота плоскости поляризации сигнала будет максимальным. Это означает совпадение радиуса, на котором находится приемное устройство, с направлением на полюс во время изучаемой эпохи, если при другом значении ΔBн приращение угла поворота плоскости поляризации сигнала будет пропорционально приращению подмагничивающего поля. Технический результат: дистанционность определения направления.

Реферат

Изобретение относится к физике Земли, в частности к палеомагнетизму.

Известен способ определения направления на геомагнитный полюс в древние эпохи, включающий отбор ориентированных образцов горных пород из обнажений и горных выработок и определение в лабораторных условиях направления на геомагнитный полюс исследуемой эпохи по направлению горизонтальной составляющей их намагниченности [1]. Прототип.

Недостатком известного способа является необходимость не всегда технически возможной трудоемкой операции - отбора ориентированных образцов, особенно при изучении значительных по площади закрытых территорий.

Техническая задача заключается в том, чтобы направление на геомагнитный полюс в исследуемую эпоху определять дистанционно, с поверхности земли.

Предлагается способ дистанционного определения направления на геомагнитный полюс в древние эпохи, включающий определение направления горизонтальной составляющей магнитной индукции в горных породах изучаемого горизонта, заключающийся в том, что с помощью радиолокационной установки с близко расположенными излучающим и приемным устройствами, содержащими в своем составе горизонтальные магнитные диполи, импульсный генератор магнитных моментов в излучающем устройстве и Squid-магнитометр на основе эффекта Джозефсона в приемном, измеряют угол поворота плоскости поляризации сигнала ϕ на его пути до отражающей границы в подошве изучаемого горизонта или в нем и обратно в среде с магнитной индукцией Bz, совпадающей с направлением распространения сигнала. Далее, после разнесения излучающго и приемного устройств на достаточно большое растояние, при котором сохраняется возможность регистрации отраженных сигналов от нужной границы раздела, намагничивания в постоянном магнитном поле в горизонтальном направлении в среднем на ΔВн с помощью горизонтального магнитного диполя области исследуемого горизонта, содержащей путь сигнала, перемещая приемное устройство по окружности с сохранением взаимной ориентации излучающего и приемного магнитных диполей и одновременно измеряя угол поворота плоскости поляризации, находят такое положение последнего, при котором угол поворота плоскости поляризации будет максимальным, что означает совпадение радиуса, на котором находится приемное устройство, с направлением на полюс во время изучаемой эпохи, если при другом значении ΔВн приращение угла поворота плоскости поляризации сигнала будет пропорционально приращению подмагничивающего поля.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что измеряется угол поворота плоскости поляризации при вертикальном распространении сигнала в изучаемом горизонте, позволяет исключить из общей величины угла поворота вклад за счет вертикальной составляющей магнитной индукции.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что намагничивается область, содержащая траекторию сигнала, в постоянном магнитном поле в горизонтальном направлении, позволяет увеличить вклад горизонтальной составляющей магнитной индукции в величину угла поворота плоскости поляризации сигнала.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что при перемещении приемного устройства по окружности с одновременными повторными измерениями угла поворота находится такое его положение, когда угол поворота плоскости поляризации максимален, позволяет определить положение горизонтальной составляющей магнитной индукции в исследуемую эпоху и, следовательно, направление на геомагнитый полюс в то время.

Введенный в формулу изобретения такой существенный признак, что при другом значении ΔВн приращение угла поворота плоскости поляризации сигнала будет пропорционально приращению подмагничивающго поля, позволяет подтвердить совпадение найденного положения горизонтальной составляющей магнитной индукции в изучаемом горизонте с направлением на геомагнитный полюс в изучаемую эпоху.

Способ осуществляется следующим образом. С помощью радиолокационной установки с близко расположенными излучающим и приемным устройствами, содержащими в своем составе горизонтальные магнитные диполи, импульсный генератор магнитных моментов в излучающем устройстве и Squid-магнитометр на основе эффекта Джозефсона в приемном, измеряют угол поворота плоскости поляризации сигнала ϕ на его пути до отражающей границы в подошве изучаемого горизонта или в нем и обратно в среде с магнитной индукцией Bz, совпадающей с направлением распространения сигнала. Это позволяет выделить из общего угла поворота плоскости поляризации вклад за счет эффекта Фарадея на подмагниченной к отражающей границе вертикальной проекции пути сигнала и примерно оценить соответствие оставшейся части угла поворота эффекту Фарадея за счет горизонтальной составляющей магнитной индукции. Далее, после разнесения излучающго и приемного устройств на достаточно большое растояние, при котором сохраняется возможность регистрации отраженных сигналов от нужной границы раздела, намагничивания в постоянном магнитном поле в горизонтальном направлении в среднем на ΔВн с помощью горизонтального магнитного диполя области исследуемого горизонта, содержащей путь сигнала, перемещая приемное устройство по окружности с сохранением взаимной ориентации излучающего и приемного магнитных диполей и одновременно измеряя угол поворота плоскости поляризации, находят положение приемного устройства, при котором угол поворота плоскости поляризации будет максимальным, что означает совпадение радиуса, на котором находится приемное устройство, с направлением на полюс во время изучаемой эпохи, если при другом значении ΔВн приращение угла поворота плоскости поляризации сигнала будет пропорционально приращению подмагничивающего поля. Это главное, но отчасти этот результат можно проконтролировать исключением вклада вертикальной составляющей магнитной индукции (см. выше) и по положению приемного устройства, когда угол поворота будет минимален: тогда радиус, на котором находится приемное устройство, окажется на нормали к магнитному меридиану в изучаемую эпоху и угол между указанными положениями радиуса должен составлять 90°.

Преимуществом способа является возможность определения направления на геомагнитный полюс в изучаемую эпоху дистанционно, с поверхности земли.

Источники информации

1. Справочник геофизика. Магниторазведка. М.: Недра, 1980. - 367 с. (см. главу X, с.210)

Способ дистанционного определения направления на геомагнитный полюс в древние эпохи, включающий определение направления горизонтальной составляющей магнитной индукции в горных породах изучаемого горизонта, отличающийся тем, что с помощью радиолокационной установки с близко расположенными излучающим и приемным устройствами, содержащими в своем составе горизонтальные магнитные диполи, импульсный генератор магнитных моментов в излучающем устройстве и Squid-магнитометр на основе эффекта Джозефсона в приемном, измеряют угол поворота плоскости поляризации сигнала ϕ на его пути до отражающей границы в подошве изучаемого горизонта или в нем и обратно в среде с магнитной индукцией Bz, совпадающей с направлением распространения сигнала, далее после разнесения излучающго и приемного устройств на достаточно большое растояние, при котором сохраняется возможность регистрации отраженных сигналов от нужной границы раздела, намагничивания в постоянном магнитном поле в горизонтальном направлении в среднем на ΔВн с помощью горизонтального магнитного диполя области исследуемого горизонта, содержащей путь сигнала, перемещая приемное устройство по окружности с сохранением взаимной ориентации излучающего и приемного магнитных диполей и одновременно измеряя угол поворота плоскости поляризации, находят такое положение последнего, при котором угол поворота плоскости поляризации сигнала будет максимальным, что означает совпадение радиуса, на котором находится приемное устройство, с направлением на полюс во время изучаемой эпохи, если при другом значении ΔВн приращение угла поворота плоскости поляризации сигнала будет пропорционально приращению подмагничивающего поля.