Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Магнитовариационное зондирование Земли поспутниковым измерениям геомагнитного поля

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Магнитовариационное зондирование Земли поспутниковым измерениям геомагнитного поля"

российская академия наук

институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн

I На правах рукописи

!

УДК 550.837

Абрамова Дарья Юрьевна

Магнитовариационное зондирование Земли по спутниковым измерением геомагнитного поля

Специальность 04.00.22 - Геофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических цаук

Москва 1994

Работа'выполнена в Институте земного магнетизма, ионосфе-. ры и распространения радиоволн Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Н. М. Ротанова.

Официальные оппоненты; доктор технических наук, профессор - Баньян Л. Л. ( Институт Океанологии

им. П. Е Ширшова РАН ) доктор физико-математических наук Фонаре в Г. А. ( Институт Геоэлектромагнитных исследований ОМС РАН )

Ведущая организация: Межведомственный геофизический

комитет РАН ( г. Москва )

Защита состоится . .......... 1994 г. в •.

. час.' на заседании Специализированного совета ИЗМИРАН по адресу: 142092, г. Троицк Московской области, ИЗМИРАН (проезд авт. 531 от ст. метро "Теплый Стан", ест. "ИЗМИРАН")

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИЗМИРАН.,

Автореферат разослан . /.¿/Х/л^г^*-/. "1394 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кандидат физико-математических наук

О. а Коломийцев

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Современное состояние проблемы и актуальность темы исследования.

Планетарные исследования глубинной электропроводности Земли и отдельных ее регионов, дающие важную информацию о фазовом и те; модинамическом состоянии земных недр, составляют зажнейшее направление современной геоэлектрики. Развитие этого направления требует разработки новых и совершенствования существующих методов зондирования, получения и использования новых экспериментальных данных. Вместе с сейсмическими, гравитационными, геотермическими данными, лабораторными исследованиями поведения вещества при высоких температурах и давлениях, данные по глубинной электропроводности служат основой для построения моделей недр нашей планеты.

За последние десятилетия сильно возросла роль методов ^агнитовариационного зондирования (МЕЗ). В этот период были собраны и объединены в единую кривую частотного зондирования многочисленные экспериментальные данные, полученные в предыдущие годы, построены новые модели глубинной электропроводности. Использование в качестве источника поля ШЗЗ естественных электромагнитных вариаций, постоянно существующих на Земле, одновременно является достоинством и недостатком этого метода. Достоинство заключено в его безопасности для окружающей среды, а недостаток - в сложности исследуемых естественных сигналов, что предъявляет повышенные требования к качеству исходной экспериментальной информации.

Обычно, для решения задач магнитовариационного зондирования используют данные измерений геомагнитного поля на наземных обсерваториях, существенным недостатком которых является крайне неравномерное расположение последних на земной поверхности. Это не только искажает результаты МВЗ, но и, зачастую, делает его проведение просто невозможным, например, для океанов, где обсерваторий почти нет. Кроме того, к настоящему времени практически исчерпан источник получения исходного материала для уточнения кривых глобального зондирования по данным наземных обсерваторий: анализ и строгий отбор данных производился многими авторами и перспектива привнести что-то новое в интерпретацию без дополнительного исходного материала кажется есет-тельной.

В связи с этим, использование новых высокоточных измерений геомагнитного поля, полученных специальным американским спутником МАГСАТ, в задачах магнитовариационного зондирования представляется актуальным и перспективным, поскольку дает возможность получить сеть наблюдений поля, равномерно распределенных практически над любой территорией Земного шара

Цели исследования.

Основной целью работы являлось исследование возможности использования измерений геомагнитного поля, выполненных на спутнике MAI'О AT, в задачах глубинной геозлектрики, в частности, для проведения региональных магнитовариациошшх зондировании.

При этом решались следующие задачи.

- Получение по данным спутника МАГСАТ параметров глобального магнитовариационного зондирования Земли и их сопоставление с аналогичными величинами, известными из наземных наблюдений.

- Совместна/! интерпретация наземных и спутниковых данных глобального магнитовариационного зондирования в классе градиентных параметричес!сих моделей распределения глубинной электропроводности.

- Разработка методики вычисления параметров регионального MEß по измерениям поля на спутнике МАГСАТ.

- Получение экспериментальных кривых регионального магнитовариационного зондирования для трех секторов Земного шара.

- Построение региональных моделей глубинной электропроводности, удовлетворяющих полученные экспериментальным данным и современным представлениям о внутреннем строении Земли.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Наблюдения вариаций геомагнитного поля на спутнике ЫАГСАТ вполне пригодны для проведения магнитовариационного зондирования и обладают рядом преимуществ по сравнению с на->jmhum>:.

2. Результаты совместной интерпретации параметров глобального магнитовариационного зондирования, подученных по -спутниковым а наземным данным, позголяот подтвердить существование в средней цантии зон с резким возрастанием электропроводности.

3. Модели распределения глубинной электропроводности, построенные по спутниковым данным регионального магнитовариа-ционного зондирования для Тихоокеанского и Евро-Африканского секторов, не противоречат современным представлениям об электрических свойствах мантии и, в пределах доверительных интервалов экспериментальных данных, существенно различны. -

Научная новизна и практическая значимость работы.

До настоящего времени не было сделано практических попыток проведения магнитовариационного зондирования по уникальным измерениям геомагнитного поля на МАГСАТе, хотя возможность изучения удельной электропроводности Земли такой спутниковой съемкой была теоретически показана В диссертационной работе впервые продемонстрировано использование данных спутника МАГСАТ в задачах глубинной геоэлектрики, по предложенной методике рассчитаны новые экспериментальные параметры глобального и регионального магнитовариационного зондирования. В результате интерпретации полученных кривых МВЗ построены модели планетарного и регионального распределения электропроводности в наиболее сложном диапазоне глубин мантии Земли, связанном с зонами полиморфных фазовых переходов. Проведенные исследования показывают пирокие перспективы практического использования данных спутника МАГСАТ в задачах регионального магнитовариационного зондирования.

Реализация работы.

Работа выполнена в лаборатории Главного геомагнитного поля И9МИРАН по плану научно-исследовательских работ, проводимых в рамках темы "Использование данных спутниковых магнитных съемок для комплексного изучения Земли и процессов в ее магнитосфере" ( N гос. per. 01.9.20019230 ).

Апробация результатов и публикации.

Основные результаты исследования, составившие содержание диссертации, были доложены на Третьем Симпозиуме SEDI "Граничная область ядро-мантия: структура и динамика" ( Мицусава, Япония, 6-10 июля 1992 г. ), в китайском институте Геофизики ( Пекин, Китай, 1992 , 1994 гг.), на Индо-Российском симпозиуме по природе и вариациям геомагнитного поля ( Дели, Индия.

2-6 февраля 1993 г.) , на научных семинарах и Ученом Совете ИЭМИРАН. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения , 4 глав и заключения, общим обчлмом 138 машинописных страниц, содержит 30 рисунков и 15 таблиц. В списке цитируемой литературы 90 наименований, в том числе 43 иностранных.

Искреннюю благодарность и признательность автор выражает научному руководителю профессору И М Ротановой за постоянное внимание и помощь на всех этапах работы. Хотелось бы поблагодарить профессора МГУ В. И. Дмитриева за постановку интересной геофизической задачи и ценные замечания и советы. Особую благодарность хотелось бы выразить ст. научному сотруднику МГК Российской Академии Наук Е Ю. Семенову, а таюкй ст. научному сотруднику КЗШРАН Т. I? Бондарь за полезные обсуждения и плодотворное сотрудничество на определенных этапах работы и сотруднику ИОАН II А. Налыкшу за предоставленную возможность использовать его программы решения обратных задач.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обосновывается актуальность темы исследования, формулируется цель работы и решаемые для ее обеспечения задачи, приводятся сведения о научной новизне, практической ценности и апробации полученных результатов.

Глава 1. Применение методов геоэлектрики для

изучения строения мантии Земли (обзор)

Физическая сущность МБЗ состоит в том, что при индукционном возбуждении вариаций внутри Земли внешними (ионосферными и м-АПштосфорцыми) ' токами соотношение вертикальной и горизонтальных компонент вариаций геомагнитного поля иа поверхности Земли зависит от ее проводимости . Впервые использовать данные вариаций геомагнитного поля, производя их пространственно-временной анализ, для оценок электропроводности, было предложено еще в конце прошлого века. Несмотря на то, «гго этот метод, по-

лучивший название метода разделения потенциала на внешнюю и внутреннюю части, оперировал моделями, грубо идеализировавшими природные условия, и измерениями поля, выполненными в узком частотном интервале, он сыграл важную роль в развитии наших представлений о глубинной электропроводности.

С 60-х годов исследования переходят на более высокий уровень, что ;бусловлено как общим повышением уровня теории и методики, так и использованием более многочисленных и точны): эк~ .-перимзнталышх данных. Разработанный метод частотного зонди-ювания имеет неоспоримое преимущество перед методом разделе-пи потенциала , поскольку результаты, получении? на ргзннх муготах, рассматриваются в единой системе, что позволяет ис-юльзовать многослойные и градиентные модели электропровсднос-и благоприятствует повышению точности и детальности опреде-шемых геоэлектрических параметров.

Получение новых данных НГО , в частности, по конткну-•н-ситсграм вариаций геомагнитного поля , и развитие методов ■ешени:! обратных геофизических задач в 70 - 80-х годах пред/ю-хчнли возможность применить магнитовариационнсе зондирование :лн изучения глубинной структуру Земли.

Несмотря на проделанные многочисленные исследовании физи-еских свойств вещества мантии, представления о ее составе и троении неоднозначны. Считается, что в переходной от верхней никней мантии зоне, средней мантии, сосредоточены наиболее ильные изменения в минералогическом составе. Эти изменения тражакггся в резком росте сейсмических скоростей на определен-их глубинах, в виде смены знака избыточной плотности при гра-иметричееких исследованиях , проявляются они и при изучении дубинной электропроводности мантии. Вопрос о природе этих эаниц ( фазовые они или химические ) является фундаментальным гся многих наук о Земле и постоянно дискутируется. В связи с гим, сведения об электропроводности, получаемые методами ге-электрики, представляют значительный интерес для накопления злее разнообразной информации о физических свойствах недр, .-обходимой для правильного понимания процессов, происходящих ¡утрк Земли.

Резкое увеличение электропроводности на глубине 500-600 ( на фоне ее плавного возрастания было выявлено в 1972 г. Банксом. Позже глубинные геоэлектрические разрезы, имеюаие в

указанном диапазоне глубин скачки проводимости были построет Р. РоСертсом, В. И. Дмитриевым и II М. Ротановой и др. В последнее время такие работы активно проводятся А. Шултцем, Дж. Ларсеном I В. Ю. Семеновым.

Использование данных спутника для задачи магнитовариаци-онного зондирования впервые в нашей стране было осуществлен по измерениям спутника "Космос-321". При сопоставлении магнитных эффектов экваториальной электроструи, полученных по спутниковым значениям и по записям наземных магнитных обсерваторий, была определена глубина до проводящего основания Земли. Затем по данным спутников ООО -2,-4,-6 были получены оценки в< личины электропроводности, вполне согласующиеся с существующими представлениями.

В 1980 г. на специальном американском спутнике МАГСАТ бы ли получены геомагнитные данные, представляющие большой инте рес для задач геоэлектрики. Теоретически было показано, чт результаты такой спутниковой съемки с успехом могут быть ис пользованы для выявления неоднородностей в распределении уде льной электропроводности Земли. Однако, практических попыток определить по ним эффзктивные электродинамические параметр Земли не было сделано, то есть основная задача магнитовариаци онного зондирования : построение геоэлектрического разреза осталась нерешенной.

Глава 2. Экспериментальные данные, полученные спутником МАГСАТ, и методика их обработки

Спутник МАГСАТ был запущен в 1Й7Э г. специальным образе - орбита была синхронизирована по Солнцу так, что каждый вое ходящий виток приходился на вечерние часы по местному времеш каждый нисходящий - на утренние, а угол ее наклона , близкий 90° , обеспечивал движение практически вдоль меридиана. Вит» клк бы смешались вдоль экватора, покрывая весь Земной ш; сетью наблюдений "геомагнитного поля.

За период работы спутника произошло около 20 магнитш бурь разной интенсивности и продолжительности. В качестве и< ходного экспериментального материала мы использовали комт нентные измерения I магнитного поля во время этих бурь, также длинные ряды измерений за все время раПоты спутника.

Известно, что поле, измеряемое спутником, складывается из нескольких составляющих:

- главное поле, источник которого связан с ядром Земли;

- поле магнитосферного происхождения, источником которого является кольцевой ток;

- ионосферная часть поля, обусловленная внешними ионосферными токовыми системами;

- индукционные поля, возникающие из-за возбуждения внешними полями токов в проводящей Земле;

- постоянные аномальные коровые поля.

Поскольку для проведения МВЗ использукггся магнитссферное индуцирующее и индуцированное им в Земле поле, точнее, их соотношение, возникает одна из главных задач в обработке данных спутника - корректное разделение измеренного поля на отдельные составляющие.

Из опыта использования в задачах МВЗ геомагнитных бурь, источником которых является кольцевой ток, известно, что эта часть поля, как индуцирующая (поле кольцевого тока), так и индуцируемая, описывается, главным образом, первой аонаяъпоЛ сферической гармоникой. Было показано, что для рассматриваемых данных такое предположение справедливо практически во всем исследуемом частотном диапазоне. В этом случае ( п=1 , т-0 } обще формулы СГА представления потенциального поля, имеющего как внешние, так и внутренние по отношению к точке наблюдения источники, сводятся к простому виду :

8Х = -[Е>1?С^)3] 8ШВ 62=[е®-21° соз9,

где 8X, ВЪ - разностные поля, полученные после вычитания из наблюденных значений главного поля, синтезированного в точках измерения спутника по- СГ модели МАГСАТ (4/81), развитой до 13 гармоник. Неизвестные коэффициенты Е° и 1° находятся методом наименьших квадратов для калдого полувитка и условно относятся к моменту пересечения спутником экватора. Е° - представляет внешнюю индуцирующую, а I® - внутреннюю индуцированную часть пол.1. Таким образом, учитывая, что витки спутника равномерно смещаются вдоль экватора с шагом порядка~1.5 часов, получаэм ряды экспериментальных значений и в зависимости от

мирового времени.

Следует отметить, что представление поля одной сферической гармоникой воаможно лишь в первом приближении, поскольку i индуцированном поле, к примеру, вклад гармоник более высокой порядка довольно значителен. Однако, высокий коэффициент корреляции кривых E°(t) и I°(t) позволяет предположить, что имен но коэффициент 1° описывает часть внутреннего поля, индуцируе мую полем кольцевого тока Е°.

Затем с помощью Оурье-преобразования осуществлялся пере ход п частотную область, и, по известным в геоэлектрике завис мсстнм, на фиксированных частотах определялись значения магии товариационных параметров - импеданса Z(T,n), кажущегося еоп ротивлунин и Фазы импеданса cfx .

у/т nf^-e^n-(nvl)

т • n(nt1)(£n..ei,tii+1

Рг-Щ&Г1' «fx-AreZ(T.n).

где f™ - модуль отношения внешней и внутренней частей потеш ала, а - разность их фаз.

Параллельно параметры МВЗ определялись другим способом по отношению спектров вертикальной и горизонтальной компоне! разностного поля. Хорошее совпадение полученных двумя незав] симыми методами значений свидетельствует об их надежном onpi делении.

Глава 3. Глобальное шгнитоиариационное зондирование Земли по данным спутника МАГСАТ

Третья глава посвящена анализу полученных по спутников данным параметров МВЗ и решению по ним обратной задачи п бального зондирования.

Кривая глобального магнитовариационного аондирова^ iM принято называть совокупность экспериментальных парамет MR3, рассчитанная по данным спутника МАГСАТ, несколько отли' ется от построенной ранее по наземным измерениям. Это, no-i димому. связано с разницей уровней , на которых производил! наблюдения поля - поверхность Земли и орбита спутника. Резу. тагы численного моделирования показывают хорошее соответст) экспериментальных данных теоретическим кривым, рассчиталиw

предположении различной толщины атмосферного слоя - для минимальной, равной 300 км, и максимальной - 500 км высоты полета МАГСАТа, что свидетельствует о реальности полученных спутниковых параметров.

На поверхность Земли спутниковые данные были пересчитаны по известной в магнитотеллурике формуле, связывающей адмитансн на кровле и на подошве осадочной толщи с заданной интегральной проводимостью. Пересчитанные значения хорошо согласуются с наземными, что свидетельствует о возможности их совместного использования при интерпретации. Для решения обратной задачи экспериментальные данные МЕЗ были осреднены сплайном, характеризующимся оптимальным для данного набора параметров сочетанием близости к имеющемуся набору точек и гладкостью кривой.

Особенностью обратных геофизических задач, как известно, является их неустойчивость. Непосредственное решение неустойчивой задачи геофизически бесполезно, т. к. может увести далеко от реальности. Мы должны так ограничить область поиска, собрав априорную информацию о среде, чтобы получить начальную модель, близкую к истинной. Априорное ограничение области поиска -главное условие геофизической интерпретации, новая модель строится на фундаменте предыдущей, отражая то новое, что добавляют выполненные наблюдения к имеющимся представлениям.

Были рассмотрены известные из литературы классы градиентных моделей: 1) простое монотоннее возрастание проводимости с глубиной, по экспоненте; У.) монотонное возрастание проводимости, усложненное на определенной глубине скачком; монотонное возрастание с наложенным на него слоем повышенной проводимости.

Проведенное методом подбора рекение обратной задачи совместно для спутниковых и наземных параметров МБЗ, показало, что в пределах доверительных интервалов экспериментальных данных все рассмотренные модели имеют право на существование. Однако, исходя из полученных значений функционала невязки модельных и реальных кривых, предпочтение следует отдать более сложным моделям, содержащим на глубинах переходного слоя мантии резкие скачки в распределен/и -электропроводности на фоне ее плавного возрастания.

При интерпретации кривых МВЗ вопрос о глубинности зондирования оказывается существенным, поскольку ст его решения заеи-

сит надежность определения тех или иных особенностей распределения глубинной электропроводности. Для глобального зондирования с использованием данных спутника МАГСАТ предел глубин, существенные для интерпретации, оказался равным 1600 км.

При построении функций электропроводности в рассмотренных классах параметрических моделей, геоэлектрический разрез выше 400 км аппроксимировался обобщенным монотонным возрастанием проводимости с глубиной, хотя, по современным представлениям, на глубинах порядка 100-200 км на фоне убывающего сопротивления выделяется астеносфернан проводящая зона. Показано, что отличия от такого усредненного представления лежат вне разрешающей способности ГАВЗ, проводимого по спутниковым данным е рассматриваемом интервале частот.

В целом, дачные магнитовариационкого зондирования, полученные по измерениям на спутнике МАГСАТ, позволяют придти к результатам, согласующиеся с проведенным ранее глобальным МЕЗ, основанным на наземных измерениях, что указывает на принципиальную возможность использования спутниковых данных в задачах геоэлектрики и открывает шрокие перспективы для проведения по ним регионального МЕЗ.

Глава 4. Региональное малштовариационное зондирование Земли

Региональные магнитовариационные зондирования, исходя из имеющихся данных, как правило, выполняются по коэффициентам сферического анализа - поля, измеренного на расположенных в исследуемых регионах обсерваториях. Из-за крайне неравномерного в этом случае распределения обсерваторий по поверхности сферы, коэффициенты СГА определяются неустойчиво и результаты региональных зондирований могут быть сильно искажены.

Для преодоления такой неустойчивости было предложено использовать, в качестве базового, набор сферических гармонических коэффициентов разложения поля вариаций для всего Земного Е-гра, то есть по максимально возможной равномерной сетке, ¡Гесе'даанный в предзаяжении сферически симметричной Земли. Саитевзфозтанэе во дохе очевидно, совпадет с измеренная т. ¡абэЕрЕЕзегарли % с некоторой погрешостью д^. Если пдазд1ЕаЕШЕ2а>„ в зшзд «даостеЕла и хадззасреризупг отдичае дан-нопкс {¡шпиона <вг шйвгг© тлЕФзлазого ®акфедалеЕка." юкзо. аодВа-

рая некоторые "добавки" да" к базовым глобальным коэффициентам а°п , найти региональные сферические гармонические коэффициенты атп, наилучшим образом аппроксимирующие поле, измеренное па обсерваториях именно этого региона. Потребовав при этом, чтобы такие "уточненные" коэффициенты не сильно отклонялись от базовых, исходных, можно ожидать, что ошибки их определения будут не слишком большими.

Мпт пт

где Р^.Х^ - присоединенные функции Леяандра для обсерватории с координатами (%Л}), а л - параметр регуляризации, контролирующий степень отклонения а_„ от а® .

ШЦ ПЗП

Полученные таким образом сферические коэффициенты о.тп должны лучше, чем глобальные, аппроксимировать поле региона, для которого они уточнялись, к, при этом, обеспечивать близость к кривой глобального распределения, не приводя к геофизически нереальным решениям.

Исследования по этой методике были проведены для двух регионов: Европейского и Американского, где число работающих обсерваторий наибольшее. Однако, даже самый тщательный отбор сети обсерваторий не позволил получить приемлемые значения параметров и построить реальные кривые магнктовариационпого зондирования, что еще раз подчеркивает ценность спутниковых измерений для региональных задач МВЗ.

Для проведения регионального магиитовариационного зондирования по спутниковым данным были выбраны 3 области: Тихоокеанская, Американская и Евро-Африканская. Значения параметров МВЗ находились по методике, описанной в гл. II.

Раврешавдзй способности данного, зондирования оказалось недостаточно, чтобы различить между собой распределение проводимости для Тихоокеанского и Американского сс-ктсров, чзо позволило при интерпретации рассматривать экспериментальные данные но этим секторам совместно, условно относя их к области I. Экспериментальные же данные, для области II, Евро-Африканского сектора, существенно отличается от последних, причем это отличие, по проведенным оценкам, не является следствием искажающего влияния приповерхностных неоднородностей океана, а характеризует различие глубинной электропроводности этих областей.

Для решения обратной задачи был применен программный па-

кет, включающий в себя две ¡»¡версии. Первая позволяет построить условную модель среды, представляющую собой конечное число о -функций с размерностью интегральной проводимости слоев, разделенных изолятором, то есть можя? рассматриваться как модель с максимально возможным градиентом электропроводности при минимальном количестве слоев, требуемых данными. Обычно такую инверсию используют для выяснения возможности представления имеющихся данных в рамках одномерной модели. Оказалось, что б предположении однородности источника поля и локальной однородности регионов, для описания данных Евро-Африканского и Тихоокеанского регионов требуются различные модели распределения электропроводности средней мантии.

Вторая инверсия, наоборот, позволяет получить модель наиболее гладкую из всех, удовлетворяющих данным, исходя из утверждения, что не следует увлекаться излишней детализацией, если имеющуюся кривую МВЗ можно описать более простой моделью.

При решении обратных задач зондирования большое значенкз имеет вьйор начальной модели, поскольку ограничивается область поиска и, тем самым, уменьшается неустойчивость обратной задачи. В качестве исходной была взята модель класса 3, полученная по глобальному зондирэванил

Построенные модели для областей ! и И существенно различны. В модели, основанной на данных Тихоокеанского сектора, в отличие от модели Евро-Африканского сектора,на расстоянии 350 км от орбиты спутника, примерно па поверхности Земли, выделяется тонкий слой с суммарной продольной проводимостью ~ ?Л тыс. См, что согласуется с оценгами интегральной проводимости'океана. Это объяснение вполне применимо и к Американскому сектору, так как большая ого часть тоже занята океаном.

В модели области I на глубине порядка 650 км от поверхности Земли обнаруживается резкое повышение электропроводности с последующим ее понижением, которое вполне может быть охарактеризовано как слой повышенной проводимости на глубинах средней мантии. В модели области II в этом же диапазоне глубин проводящего слоя, как такового, нет, вместо этого здесь наблюдается резкое возрастание электропроводности, скачок, которое на глубине 500 км переходит в плато, а затем, на глубине 700-800 км, проводимость вновь резко возрастает. Модель Тихоокеанского региона, таким образом. Слизка к модели. 3 глобально-

го зондирования, а Евроафриканского региона - к модели 2. Эти особенности определяются вполне надежно, поскольку оценки разрешающей способности показали, что она достаточно высока до глубин 1200-1400 км.

Полученные модели представляются вполне правдоподобными. Резкое возрастание электропроводности приурочено к глубинам предполагаемых полиморфных фазовых переходов з мантии, что вполне согласуется с современными представлениями и предшествующими исследованиями. Модели глубинной электропроводности оцениваются как достаточно надежные и обоснованные и позволяет высказаться в пользу гипотезы существования кеоднсродностзЯ в проводимости средней мантии.

В Заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

1. Показано, что измерения вариаций геомагнитного поли на спутнике МАГСЛТ с успехом могут быть использованы для решения задач магнитонариациоиного зондирования. Вахным преимуществом спутниковых данных, по'сравнению с наземными, является розмож-ность получения рядов измерений, равномерно распределенных в пространстве практически над любой территорией.

2. По спутниковым измерениям двумя независимыми методиками получены экспериментальные дашш-з глобального маг пито вариационного зондирования. После пересчета на уровень земной поверхности выполнено их сравнение с аналогичными параметрами МВ, рассчитанными по данным наземных обсерваторий. Обнаружена достаточно хорошая взаимосогласованность спутниковых и наземных экспериментальных данных.

3. Проанализировано влияние на.значения юхукогося сопротивления и фазы импеданса, рассчитанных по данным МЛГСЛТа, высоты орбиты спутника и проводимости находящегося под ней ионосферного слоя. Установлено, что высота полета спутника в непроводящей атмосфере является определяющей по сравнению с величиной интегральной проводимости ионосферы. Соог'ошение экспериментальных величин параметров МВЗ, полученных на Земле и на спутнике, вполне соответствует теоретическим расчетам.

4. Проведено решение обратной задачи глобального магнито-вариационного зондирования. Рассмотрено несколько классов градиентных параметрических моделей, по современным представлен;;

ям характеризующих распределение глубинной электропроводности Земли. Показано, что, хотя в пределах доверительных интервалов экспериментальных данных все рассмотренные классы имеют пра-ео на существование?, предпочтительными все хе оказываются модели, солероде на глубинах средней мантии резкие стачки злгктропроводъости на фоне ее монотонного возрастания.

5. Разработана методика проведения регионального магнито-ьариационного зондирования по "уточненным" сферическим гармо-нп ;5ским коэффициентам разложения поля ~ вариаций, получен-

V

них для мировой сети магнитных обсерваторий. Показано, что даже с-ай тщательный отбор экспериментальной информации не позволяет получить приемлемые значения параметров регионального гондьроюкия но данным ограниченного числа обсерваторий. Это еще раз пэдчерганзает ценность спутниковых измерений геомагнитного поля для задач региональной геозлектрики.

6. Предложена методика использования данных спутника МАГ-САТ в задачах регионального ыагнитовариационного зондирования. Для трех долготных поясов Земли рассчитаны надежные параметры ЫВЗ, требующие различия в распределении электропроводности на глубинах средней мантии под этими регионами.

7. Построены региональные модели глубинной электропроводности Земли, адекватные экспериментальным данным и отвечающие современным представлениям о физических свойствах недр. Выдвигается предположение о различии геоэлектрического разреза на глубинах средней ыактии для континентального и океанического регионов.

¡астся&р.я работа показывает перспективность использования спутниковых измерений и , в частности, данных спутника МАГСЛТ, в задачах магнитоваригцонного зондирования. Открывается широкое поле деятельности для продолжения региональных исследований как рассматривая другие модельные пространства, так и другие регионы. Возможно это, а также усовершенствование методики регионального ¡¿33 по данным спутниковых наблюдений, позволит решить вопрос о достоверности глобально-неоднородного распределения электропроводности на глубинах средней мантии.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах :

1. В. 11 Орзевский, Е Ы Ротаноса, а И. Дмитриев, Е. Ю. Семенов,

L Бондарь, Д. ¡0. Абрамова. Глобальное магмгтова^-тио"!."^ со:;-ювапис Земли по данным спутника "МАГСАТ". //Геомагнетизм и юномия. 1992. - т. 32. - N 3. - с. 60-69.

2. В. Н. Ораевский, Н. М. Ротанова, В. И. Дмитриев, Т. Н. Бондарь, ). Абрамова. Результаты глубинного магнитовариационного гон-гавания Земли по наземным данным к спутниковым измерениям .1АГСАТ"). // Геомагнетизм и аэрономия. 1993. - т. 33. - N 2.-20-127.

3. V. N. Oraevsky, N. М. Rotanova, V. Yu. Sewnov, Т. N. ВогЛаг, ,'u. Abramova MagnetovarIational sounding or" the Earth u-;ir.:; ;ervatory arid MAG3AT satellite data.// Physics of the Earth J Planetary Interiors. 1993. - v. 78. - p. 119-130.

4. V. N. Oraevsky, N. M. Rotariova, T. N. Sonciar, D. Yu. Abr&r.jva, ("u. Semenov. On the radial gooelectncal structure or' the I-mantle from natiiritovariational sound inn usinir tttGSAT Journal of Geomagnetism and Geoelectricity. 199-3. - v. ¿fc. -.415-1423.

5. M. M. Robanova, D. Abra-nova On the elcctrocor.duot; v: v the Earth*r, mantle transition zone usmc МЛССЛТ georcbtnc-tic iatio:i£. // 7-th I АйЛ Bulletin N 55./ Buenos А;гез,Агц-..-г.г.1гл.

13. - Abstracts. - Part C. - p. 392.

G. II M. Ротанова, В. Я Орасвский, В. Ю. Семенов, Д. В. АЗра:.:о:-а. ■понапъное магнитовариациошюе зондирование Зем.~й с ;ннием данных спутника МАГСАТ. // Геомагнетизм и озрсиоми:», )4. - т. 34. - в печати.