способ дистанционного определения направления на геомагнитный полюс в древние эпохи

Формула изобретения

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 на его пути до отражающей границы в подошве изучаемого горизонта или в нем и обратно в среде с магнитной индукцией B _z, 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 В_н 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 В_н приращение угла поворота плоскости поляризации сигнала будет пропорционально приращению подмагничивающего поля.

Описание изобретения к патенту

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 на его пути до отражающей границы в подошве изучаемого горизонта или в нем и обратно в среде с магнитной индукцией B _z, 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 В_н 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 В_н 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 В_н 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 на его пути до отражающей границы в подошве изучаемого горизонта или в нем и обратно в среде с магнитной индукцией B _z, 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 В_н 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 В_н 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)