УДК 550.383+550.389 (477)

МЕТОДИКА РОЗРОБКИ ЦИФРОВИХ КАРТ МОДУЛЯ ІНДУКЦІЇ ГЕОМАГНІТНОГО ПОЛЯ В ДЛЯ ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ

Михайло ОРЛЮК1, Андрій МАРЧЕНКО1, Андрій РОМЕНЕЦЬ1, Марія БАКАРЖІЄВА1, Іван ОРЛЮК1

1Інститут геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України, м. Київ, пр.-т Палладіна 32. E-mail: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Резюме. Знання про геомагнітне поле території України базуються на магнітних зйомках модуля індукції геомагнітного поля В та його силових і кутових компонент, а також спостережень або розрахунку їх аномальних величин. У статті викладено методику та розроблено цифрову карту модуля індукції геомагнітного поля на епоху 1969,5 року, яка є базов ою для розробки карт модуля В та його аномалій ΔВ для довільної епохи.

Для побудови карти модуля індукції геомагнітного поля В використано результати наземної абсолютної магнітної зйомки 1969-1972 рр, аналітичну модель головного геомагнітного поля ВIGRF, а також карту аномального магнітного поля м-бу 1: 1 000 000. Цифрова карта модуля та аномалій модуля індукції геомагнітного поля В на епоху 1969,5р отримана шляхом розрахунку поправки за їх різницевими значеннями в пунктах абсолютної опорної мережі, яку шляхом інтерполяції було поширено за матрицею 1х1км на весь масив даних для території України. Модуль індукції геомагнітного поля В на епоху 2005,5р, було розраховано шляхом додавання до його значень на епоху 1969,5р розрахованих величин динаміки поля δВIGRF та “підмагнічуючого” ефекту аномалій модуля індукції δΔB.

Модуль індукції геомагнітного поля В на епоху 1969,5р змінюється в інтервалі 46500÷62000 нТл, а на епоху 2005,5р ̶ 47000÷63000 нТл, зростаючи з південного заходу на північний схід території України. Максимальні його значення спостерігаються в районах регіональних та локальних магнітних аномалій, зокрема в районі Криворізько-Кременчуцької аномальної смуги та південно-східного краю Курської аномалії. Динаміка поля ВIGRF за період 1969,5÷2005,5рр характеризується величинами від 700 нТл на сході території України до 950 нТл на її заході, а величина підмагнічую чого ефекту δΔB змінюється в межах ±10 нТл, досягаючи максимальних величин (до 100-190 нТл) в областях інтенсивних магнітних аномалій.

Верифікація розробленої на епоху 2005,5р цифрової карти модуля індукції геомагнітного поля В замірами значень його модуля в магнітних обсерваторіях “Київ”, “Львів” та “Одеса”, а також у пунктах вікового ходу та опорних магнітних пунктах ІІ класу засвідчила незначні (-20 ÷ 40 нТл) розходження розрахованих та заміряних величин модуля В. Найбільш значні їх відмінності просторово корелюються із областями сучасної активізації земної кори території України та аномаліями електропровідності.

Ключові слова: Модуль індукції геомагнітного поля В, магнітна зйомка, магнітні карти, аналітична модель поля IGRF-DGRF, пункти вікового ходу, Україна.

Вступ. Знання про геомагнітне поле території України базуються на магнітних зйомках модуля індукції геомагнітного поля В та його компонент ВZ, ВX, ВY, BH, D, І, а також спостережень або розрахунку їх аномальних величин.

Внутрішнє магнітне поле Землі є векторною сумою головного магнітного поля BIGRF (поля ядра Землі) та аномального магнітного поля ∆B (поля літосфери Землі). У практиці магнітометричних робіт в даний час вимірюється модуль вектора індукції магнітного поля Землі B (раніше також вимірювалися аномалії його вертикальної складової ∆BZ). Надалі з використанням цих даних розробляються карти аномального магнітного поля ∆B, які широко використовуються для вирішення багатьох геолого-геофізичних завдань. Розробка карт аномального магнітного поля на певну епоху є досить складною задачею щодо приведення до одного рівня наявних магнітних різночасових і різномасштабних зйомок окремих ділянок. Окрім того карта аномального магнітного поля не є достатньою для вирішення досить актуальних на теперішній час задач навігації та оцінки екології довкілля. У зв’язку з цим авторами запропоновано методику розробки та побудовано цифрову карту модуля індукції геомагнітного поля В для території України на епоху 1969,5р, яка є базовою для розробки карт аномального магнітного поля ∆B, розрахунку силових та кутових елементів геомагнітного поля та ін. Карта модуля індукції геомагнітного поля В1969,5 є вихідною для розробки карт модуля та аномалій модуля індукції геомагнітного поля для довільної епохи. В якості прикладу розроблено карту модуля індукції B та його аномалій ∆B на епоху 2005,5р.

Вихідні дані. Згідно з завданням для побудови карт модуля індукції геомагнітного поля на різні епохи необхідними є результати вимірів абсолютних його значень, вікових змін, карт аномального магнітного поля, оцінки величини підмагнічуючого ефекту і ін., а саме:

- результати наземної абсолютної магнітної зйомки 1969-1972 рр. Мережа опорних пунктів (у кількості 1460) мала середню густоту 1 пункт на 400 км2; абсолютні значення модуля вектора B приведені до епохи 1969,5 р. Середньоквадратична похибка зйомки для В складає s= ± 6,0÷6,5 нТл [Пашкевич И.К., Соловьев В.Д., 1971; Крутиховська та ін., 1973];

- аналітична модель головного геомагнітного поля ВIGRF.(DGRF/IGRF [Electronic Resource]. — Mode of access: URL: DGRF/IGRF Geomagnetic Field Model 1945–2024 and Related Parameters.html);

- результати замірів модуля В в магнітних обсерваторіях “Київ”, “Львів” та “Одеса” [Орлюк та ін., 2012], у пунктах вікового ходу (ПВХ) (58 точок) [Трегубенко та ін., 2008, 2013] та опорних магнітних пунктах (ОМП) ІІ класу з розрахунку 1 пункт на аркуш масштабу 1:200 000 (114 точок) [Канюка та ін., 2012];

- карти аномального магнітного поля м-бу 1: 1 000 000 [Нечаєва та ін., 2002; Orlyuk et al., 2018];

- карта рельєфу земної поверхні [Ентин и др., 2012].

Методика побудови карт модуля індукції геомагнітного поля В. Формула розрахунку модуля індукції В для довільної точки і (х,у,z) для довільного року р може бути записана наступним чином:

Ві,р = В0,i,p + ΔBі.р. + δΔB і.р.,

де і – точка з координатами (х,у,z); р – рік розрахунку поля; В0,i,p – значення індукції нормального магнітного поля Землі; ΔBі.р. – аномалія модуля індукції; δΔBі.р. – зміна аномалій модуля індукції за рахунок варіацій зовнішнього поля В0,i,p (підмагнічуючий ефект). Розрахунок підмагнічуючого ефекту зумовлений тим, що у випадку обумовленості сумарної намагніченості породи індуктивною компонентою Ii величина аномалії залежить від намагнічуючого поля В0,i,p. Згідно з [Орлюк,Роменець, 2005] співвідношення ΔD=ΔBі.р. / В0,i,p є сталим для такого типу джерел і може бути використаним для розрахунку δΔBі.р.

В якості нормального магнітного поля Землі було використано його аналітичну модель IGRF-DGRF. Актуальна на сьогодні модель IGRF-13 була отримана на основі геомагнітних даних, записаних супутниками, магнітними обсерваторіями та аеро-, наземними та морськими магнітними зйомками.

IGRF-13 надає модель DGRF для епохи 2015,0, модель IGRF для епохи 2020,0 і прогнозну модель вікової варіації IGRF для 5-річного інтервалу часу з 2020,0 по 2025,0. Для епох від 1900,0 до 2010,0 коефіцієнти моделі IGRF-13 не змінюються порівняно з IGRF-12. На рисунку 1а приведено карти модуля індукції геомагнітного поля ВIGRF для території України на епоху 1969,5 р. і його динаміку ВIGRF2005.5-1969.5 за 36 років.

Рис.1. Модуль індукції геомагнітного поля ВIGRF для території України на епоху 1969,5 року і його динаміка ВIGRF2005.5-1969.5 за 36 років (а) та пункти замірів модуля індукції В 1969-1972рр.

На території України поле ВIGRF 1969,5 р. змінюється від 47400 нТл на заході - південному заході до 50200 нТл на її сході. Схожий характер має поле ВIGRF на епоху 2005,5 р., і змінюється в інтервалі 48400÷51000 нТл. За вказаний інтервал часу модуль індукції геомагнітного поля ВIGRF має нерівномірну динаміку в межах нашої країни. Зокрема, найбільших змін ВIGRF зазнав на заході України, де величина ВIGRF2005.5-1969.5 складає 960 нТл, найменше змінився модуль індукції нормального геомагнітного поля Землі на сході її території та в східній частині Криму і дорівнює 660 нТл.

Для розрахунку модуля індукції геомагнітного поля Ві,р було використано модульні значення поля на епоху 1969,5 р. у кількості 1460 точок, цифрову карту аномального магнітного поля м-бу 1 : 1 000 000 (висота зйомки 200 м відносно рельєфу поверхні Землі) з дискретизацією вибірки поля 1х1 км (біля 602000 точок) (Рис.2а,б). У зв’язку з різним рівнем висот точок спостережень було розраховано величину В0,i,p з врахуванням рельєфу поверхні Землі (рис.2в).

Рис.2. Візуалізація цифрової карти аномального магнітного поля м-бу 1 : 1000 000 (а) та величина поправки ВIGRF за рахунок рельєфу поверхні Землі (б). Чорними контурами та штриховкою показано ділянки магнітних зйомок. Інтенсивність аномалій в нанотеслах.

Для значної частини території України ця величина не перевищує 5÷6 нТл. Трохи більші значення поправки за рельєф спостерігаються в районі центральної частини Донбасу та Подільської височини, при цьому досягаючи максимальних своїх значень в межах Кримських (34 нТл) та Карпатських (46 нТл) гір.

Першим етапом розробки карти модуля індукції геомагнітного поля було приведення карти ΔBі.р. до одного рівня на епоху 1969,5 р. Насамперед на вихідну карту з мережею вибірки 1х1км було нанесено пункти абсолютної опорної мережі, в яких було отримано абсолютні значення вектора індукції геомагнітного поля В. Карта аномального магнітного поля [Нечаєва та ін., 2002] була розроблена на основі різномасштабних (від 1: 10000 до 1:200000) аеромагнітних, наземних та гідромагнітних зйомок, виконаних на протязі тривалого часу. На жаль не вказано технологію приведення карти до одного рівня, але відомо, що у більшості випадків використовувалися стандартні методики побудови карт аномального магнітного поля окремих ділянок з використанням нормального магнітного поля Землі ЛО ІЗМІРАН [Почтарев, 1980] на час їх зйомки. Зважаючи на наведене вище можна порівняти значення спостережених величин модуля індукції В з відповідними розрахованими їх значеннями. Для цього було пораховано значення модуля індукції геомагнітного поля на епоху 1969,5 р. як суму нормального та аномального магнітного поля Bі.1969,5 = В0,1969,5 + ΔBа, які кількісно порівнювалися до абсолютних значень у точках спостереження 1969,5 р. В якості нормального магнітного поля Землі було використано його аналітичну модель IGRF-DGRF [https://ccmc.gsfc.nasa.gov/modelweb/models/igrf_vitmo.php]. Таким чином була отримана величина поправки для приведення карти модуля індукції В на епоху 1969,5 р. За цього було враховано, що в ряді точок, розміщених в областях з високо градієнтними аномаліями були суттєві розбіжності між спостереженими та розрахованими значеннями B1969 (ϭ = B1969,спост - B1969,розр) і вони не були враховані при введенні поправки. За результатами аналізу було розраховано величину ϭ в 1200 точках, яку шляхом інтерполяції було поширено за мережею 1х1км на територію України. Отримана поправка була введена в карту модуля індукції B1969,розр. на епоху 1969,5 р. Ця цифрова карта є базовою для розробки карт модуля індукції геомагнітного поля Ві,р для довільної епохи.

Розробка карт модуля індукції геомагнітного поля для довільного року потребує насамперед врахування динаміки модуля його нормальної компоненти та величини «підмагнічуючого» ефекту його аномалій Ві,р= В0і,р + δΔBі.р. Віковий хід геомагнітного поля оцінювався за динамікою поля ВIGRF, яка найбільш близька до вікового ходу, розрахованого за обсерваторськими даними. Зокрема, для обсерваторії «Київ» величина вікового ходу B за даними розрахованих середньорічних значень за період з 1969,5 р. по 2005,5 р. складає 884 нТл, а за полем ВIGRF складає 870 нТл, а для обсерваторії «Львів» - 952 нТл та 951,5 нТл, відповідно.

Згідно з [Орлюк, Роменец 2005] співвідношення ΔD=ΔBі.р./В0,i,p є сталим і може бути використаним для розрахунку δΔBі.р. Виходячи з цього твердження можна розрахувати величину підмагнічуючого ефекту на будь-яку епоху. Для прикладу написано вираз оцінки цього параметру для часового інтервалу 1969,5÷2005,5 рр.:

У данному випадку невідомою є величина ΔBi.2005., яку можна отримати із співвідношення

Величина підмагнічуючого ефекту δΔBі.р визначається як різниця між аномаліями модуля індукції ΔBі.р. на епохи 1969,5 та 2005,5 років

.

Зауважимо, що з використанням спостережень модуля індукції В в обсерваторіях та ПВХ параметр ΔD може бути використано для корекції рівня нормального магнітного поля Землі, що буде розглянуто в наступній публікації.

Результати дослідження та обговорення. Запропонована методика побудови карт модуля індукції геомагнітного поля, а також можливість розробки карти аномалій модуля індукції для 1969,5р дозволяє привести карту аномального магнітного поля [Нечаєва та ін., 2002; Orlyuk et.al., 2018] на цю епоху. Насамперед було проаналізовано різницю карти аномального магнітного поля ΔB1969,5 = B1969,5 - BIGRF1969,5 з вихідною картою [Нечаєва та ін., 2002]. На рисунку 3 нанесено профілі, вздовж яких було виконано порівняння величин аномального поля цих двох карт.

Рис. 3 Карта аномального магнітного поля на епоху 1969,5 року ΔB=B1969,5 - BIGRF1969,5, з нанесеними профілями, вздовж яких було виконано порівняння величин аномального поля з вихідною картою аномального магнітного поля [Нечаєва та ін.., 2002].

Згідно з аналізом аномального магнітного поля вздовж 4 профілів спостережено значні відмінності в рівні полів розробленої нами карти та вихідної карти аномального магнітного поля. Різницеві аномалії мають “регіональний” характер і змінюються в рамках від перших десятків до 100÷250 нТл. Це може бути зумовлено тим, що вихідна магнітна карта була складена на основі різночасових магнітних зйомок і з використанням нормального магнітного поля альтернативних моделей.

Профіль 1 простягається у північно-східному напрямку (див.рис.5). Різницева крива добре апроксимується поліномом 3-го ступеню і змінюється від 60 нТл на сході до 140 нТл на заході (рис.5). По відношенню до трендової складової виділяються "регіонально-локальні" відхилення інтенсивністю до ±(20÷60 нТл). За цього в південно-західній та північно-східній частинах профілю спостерігаються мінімальні відмінності (до ± 20 нТл), а в центральній частині профілю – максимальні до ± 60 нТл.

C:\Users\Romenets\Downloads\Профілі (1)\Prof1.jpg

Профіль2

C:\Users\Romenets\Downloads\Профілі (1)\Prof2.jpg

Профіль3

C:\Users\Romenets\Downloads\Профілі (1)\Prof3.jpg

Профіль4

C:\Users\Romenets\Downloads\Профілі (1)\Prof4.jpg

Рис.4. Графіки аномального магнітного поля вздовж профілів: вихідної карти [Нечаєва та ін., 2002](ліва шкала,червоний колір), розробленої карти ΔB1969,5 (ліва шкала, синій колір) та різницева крива (чорний колір, жирною лінією – тренд, права шкала).

Для трендової кривої вздовж профілю 2, яка апроксимується поліномом 2 ступеню, характерні значення поля від 0÷30 нТл на краях до 80÷90 нТл в центральній його частині. На цьому фоні характерні відхилення поля величиною ± 20 нТл. Близькими значеннями трендової та регіонально-локальної складових характеризується різницева крива для профілю 3. В районі профілю 4 трендова складова змінюється від 150 нТл на заході профілю до 25 нТл на його сході. За цього локальні відхилення характерні для західної частини профілю, сягаючи ± 40÷80 нТл. Зважаючи на аналіз різницевих графіків вихідної карти аномального магнітного поля та карти аномального магнітного поля приведеної до епохи 1969,5 р. з використанням поля ВIGRF можна говорити про їх суттєву відмінність як в регіональному, так і в локальному проявах. За цього розраховане середнє значення аномального магнітного поля ΔB розробленої карти близько до 0 нанотесла, що свідчить про правильність рівня нормального магнітного поля Землі. До введення поправки середнє значення ΔB дорівнювало 85 нТл.

На рисунку 5 представлено результати побудови карти модуля індукції геомагнітного поля для території України. Як можна бачити з рис.5а поправка щодо приведення модульних значень до рівня 1969,5 р. змінюється від ϭ = – 200 нТл на заході території до ϭ = 150 нТл на її сході, але для більшої частини вона знаходиться в межах –100÷0 нТл. Зазвичай ϭ має регіональну складову, але в певних місцях вона має локальний характер. Модуль індукції геомагнітного поля Ві,1969.5 змінюється в межах 46500÷62000 нТл, зростаючи з південного заходу на північний схід (рис.5б). На регіональному фоні 48000÷50000 нТл виділяються регіональні та локальні магнітні аномалії, найбільш інтенсивні з яких відповідають Криворізько-Кременчуцькій та Курській аномаліям.

Модуль індукції геомагнітного поля Ві,2005.5 має такий самий характер, але змінюється в межах 47000÷63000 нТл. Динаміку поля ВIGRF та величину “підмагнічуючого” ефекту наведено на рис.5в. Величина ВIGRF2005.5-1969.5 характеризується величинами від 700 нТл на сході території України до 950 нТл на її заході.

За період з 1969,5 – 2005,5 рр. величина “підмагнічуючого” ефекту δΔBі.2005,5-1969,5, змінюється в межах ±10 нТл, досягаючи максимальних величин (до 100÷190 нТл) в областях інтенсивних аномалій. Різниця між розрахованими та виміряними на ПВХ значеннями модуля індукції геомагнітного поля на епоху 2005,5 р. та 2010,5 р. не перевищує перших десятків нанотесла.

Розроблена методика та розраховані цифрові карти модуля індукції геомагнітного поля та його аномалій для довільної епохи знаходяться у повній відповідності з сучасними тенденціями щодо розробки карт аномального магнітного поля різного масштабу та детальності [Korhonen, 2007; Maus, 2010; Maus et.al., 2009; Meyer et.al., 2017; Olsen et.al., 2017; Liu et.al., 2023] та модульних значень компонент геомагнітного поля [Chulliat et.al., 2015; EMM…, 2015; Enhansed…, 2017] для планети в цілому.

Для оцінки точності розрахованих значень Ві,2005 ми співставили отримані величини з результатами зйомки на ПВХ І та ІІ класу (114 точок) [Канюка та ін.., 2012; Трегубенко та ін.., 2008, 2013]. Як можна бачити з рисунку (4а) точки ПВХ, які винесено на розроблену карту аномального магнітного поля на епоху 1969,5 року (ΔB1969,5 =B1969,5 - BIGRF1969,5), розташовуються переважно у місцях зі слабкими магнітними аномаліями, але деякі із них знаходяться в районах із сильнодиференційованим магнітним полем, чим зумовлено значні розходження заміряних та розрахованих величин поля. Зважаючи на це було виконано оцінку середньоквадратичного відхилення з “вибраковуванням” пунктів зі значними розходженнями розрахованих та заміряних значень модуля В. Згідно з розрахунками, для 114 ПВХ різницеві значення знаходяться в межах (-150 ÷ 1073) нТл, а величина середньоквадратичного відхилення складає σ=15,1 нТл, для 98 ПВХ ̶ ((-50 ÷ 112) нТл, σ=5,2 нТл ), а для 54 ПВХ ̶ ((-45 ÷ 41) нТл, σ=3,0 нТл), відповідно. З врахуванням абсолютних значень поля ВIGRF (49000-50500 нТл) та його вікових змін (700-900 нТл) отриману точність розрахунку модуля В можна вважати більш ніж задовільною. На рисунку (4б) показано карту різниці заміряних Ві,2005,вим та розрахованих Ві,2005,розр значень модуля індукції геомагнітного поля на ПВХ.

Рис.5. Цифрова карта модуля індукції геомагнітного поля для території України: схема розташування пунктів (чорні та червоні крапки) заміру модульних значень поля на епоху 1969,5 р. та величина поправки для приведення даних до одного рівня (5а); карта розрахованих значень модуля індукції B1969,розр (5б); динаміка поля ВIGRF2005,5-1969,5 для інтервалу 1969-2005 рр. та величина підмагнічуючого ефекту δΔBі.2005,5-1969,5. (5в); карта модуля Ві,2005,5 на епоху 2005,5 р (5г).

На рисунку 6 показано карту різниці заміряних Ві,2005,вим та розрахованих Ві,2005,розр значень модуля індукції геомагнітного поля на ПВХ.

Рис.6. Карта різницевих величин спостережених Ві,2005,с та розрахованих Ві,2005,р значень модуля індукції геомагнітного поля на ПВХ (точки зеленим кольором).

1 – границя Українського щита; 2 – границя Дніпровсько-Донецького авлакогену; 3 – трансрегіональний тектонічний шов Херсон–Смоленськ; 4 – зони міжмегаблокових розломів; 5 – границі тектонічних одиниць Українських Карпат: ПП - Передкарпатський прогин, СК – Складчасті Карпати, ЗП – Закарпатський прогин; 6 – лінеаментні зони (збережена авторська нумерація [Верховцев, 2008.]): 7 — Щорсівсько-Миколаївська, 23 — Баштансько-Тельманівська, 26 — Хустсько-Корецька; 7 – швидкість поздовжніх хвиль на глибині 50 км [Гейко и др., 1998]. Мегаблоки Українського щита: I – Волинський; II – Подільський; III – Росинський; IV – Бузький; V – Інгульський; VI – Середньопридніпровський; VII – Приазовський; Шовні зони: ГШЗ – Голованівська; ІКШЗ – Інгулецько-Криворізька; ОПШЗ – Оріхово-Павлоградська.

Згідно з аналізом для переважної частина території України ця величина змінюється від -20 до +40 нТл. Характер розповсюдження похибки розрахованих значень відносно виміряних величин має регіональний характер. Для центральної та східної частин території України аномалії різниці Ві,2005,вим - Ві,2005,розр складають 20÷60 нТл, на заході для більшої частини території характерні аномалії від -20 до +40 нТл. Такий розподіл Ві,2005,вим - Ві,2005,розр може свідчити про недоврахування цієї величини у віковому ході нормального поля моделі IGRF. Але варто звернути увагу, що зміна регіонального фону чітко поділяє Україну на західну та східну частини, які відрізняються також за цілою низкою геолого-геофізичних параметрів літосфери, зокрема швидкістю поздовжніх хвиль у верхній мантії, різним структурним планом лінеаментів та розломних зон. Звичайно, що хоча і незначні, але закономірні відмінності розрахованих та спостережених величин В потребують пояснення. З нашого погляду можливі причини варто пов’язувати із сучасними геодинамічними та флюїдними процесами, які можуть протікати у верхній мантії та зонах глибинних розломів, активованих на теперішньому етапі розвитку літосфери України. Насамперед варто звернути увагу на те, що західна частина території України характеризується зниженими швидкостями поздовжніх хвиль, а східна – їх підвищеними величинами [Гейко и др., 1998], що може свідчити про різний склад мантії стосовно флюїдної складової, можливо зумовленої розвитком і формуванням Західноєвропейської платформи [Кутас и др., 2018]. Найбільш значні відмінності розрахованих і заміряних величин модуля В співпадають із областями сучасної активізації території України, які часто унаслідують древні та новітні розломи та розломні зони, зокрема Карпатського регіону, південно-західного та південного краю Східноєвропейської платформи, транс регіонального тектонічного шва Херсон-Смоленськ і близьких до нього Щорсівсько-Миколаївської та Баштансько-Тельманівської лінеаментних зон новітньої активізації земної кори [Кутас и др., 2018; Верховцев, 2008; Сучасна…, 2015]. Насамкінець варто звернути увагу на певну узгодженість максимальних величин різницевих значень В з аномаліями електропровідності в земній корі та верхній мантії, найбільш значимими з яких є Карпатська та Кіровоградська зони [Сучасна…, 2015; Бурахович, Кулик, 2007; Бурахович, Кушнір, 2023]. Виходячи з наведеного вище можна констатувати, що запропонована технологія розрахунку величин модуля індукції геомагнітного поля В дозволяє не тільки отримати більш-менш достовірні значення їх величин на довільну епоху, але і виконати аналіз різницевих значень, які надзвичайно інформативні стосовно характеристики сучасних геодинамічних процесів.

Зауважимо, що розроблена технологія розрахунку модуля індукції геомагнітного поля може бути застосована не тільки для прогнозу його величин на майбутні епохи, але і для отримання інформації стосовно відповідних карт у минулі часи. З цією метою нами було розраховано Bz компоненту геомагнітного поля та аномалій ΔBz на епоху 1935 р., для якої побудовано карту аномалій вертикальної складової геомагнітного поля для центральної та східної частин території України [Розе, 1937]. Зважаючи на точність побудови цієї карти (±120 нТл) і відповідно проведення ізоліній поля через 500 нТл, зауважимо надзвичайно точну верифікацію розрахованих значень геомагнітного поля, як мінімум ізолініями поля 0 нТл, -500 нТл та 500 нТл.

Висновки. Вперше для території України розроблено цифрову карту модуля індукції геомагнітного поля В і його аномалій ΔB м-бу 1: 1 000 000 на епоху 1969,5р з використанням в якості нормального поля Землі IGRF-13 та запропоновано побудову відповідних карт для довільної епохи, зокрема, для епохи 2005,5р.

Для побудови карти модуля індукції геомагнітного поля В використано результати наземної абсолютної магнітної зйомки 1969-1972 рр, аналітичну модель головного геомагнітного поля ВIGRF, а також карту аномального магнітного поля м-бу 1: 1 000 000.

Цифрова карта модуля та аномалій модуля індукції геомагнітного поля В на епоху 1969,5р отримана шляхом розрахунку поправки за їх різницевими значеннями в пунктах абсолютної опорної мережі, яку шляхом інтерполяції було поширено за мережею 1х1км на весь масив даних для території України.

Модуль індукції геомагнітного поля В для довільної епохи було розраховано шляхом додавання до його значень на епоху 1969,5р розрахованих величин динаміки поля δВIGRF та “підмагнічуючого” ефекту аномалій модуля індукції δΔB.

Верифікація розробленої на епоху 2005,5р цифрової карти модуля індукції геомагнітного поля В замірами значень його модуля в магнітних обсерваторіях “Київ”, “Львів” та “Одеса”, а також у пунктах вікового ходу та опорних магнітних пунктах ІІ класу показала їх розходження в межах -20 ÷ 40 нТл.

Найбільш значні відмінності розрахованих і заміряних величин модуля В співпадають із областями сучасної активізації території України, які часто унаслідують древні та новітні розломи та розломні зони, а також з аномаліями електропровідності в земній корі та верхній мантії, найбільш значимими з яких є Карпатська та Кіровоградська зони.

Література

Бурахович Т.К., Кулик С.Н. Квазитрехмерная геоєлектрическая модель Кировоградской аномалии єлектропроводности//Геофиз.журн., 2007.-29, №1, с.45-55.

Бурахович Т.К., Кушнір А.М. (2023). Історія, сучасний стан та напрями розвитку геоелектромагнітних досліджень в Україні. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія Шевченка. Геологія. 2023. Випуск 1(100). С. 58-66. https://doi.org/10.17721/1728-2713.100.07

Верховцев В. Г. Новітні платформні геоструктури України та динаміка їх розвитку. Авт.-т дис.д.геол.н. – Київ, Ін-т геологічних наук НАН України. 2008. 36с.

Гейко В. С., Цветкова Т. А., Санникова Н. Г., Ливанова Л. П., Гейко К. В. Региональная 3-D Р-скоростная структура мантии северо-западной Евразии. Геофиз. журн. 1998. Т. 2., № 3. С. 67—91.

Ентин В.А., Гуськов С.И., Орлюк М.И., Гинтов О.Б., Осьмак Р.В. Карта абсолютных значений поля силы тяжести Украины и некоторые аспекты ее возможной интерпретации// Геофизический журнал. —2015 .—Т.37, №1.—С.58—65

Канюка А., Чуйко Л., Лозовий А., Мендрій Я. Створення мережі опорних геомагнітних (Т) пунктів території України.— 2012. Звіт про геофізичне вивчення надр. Фонди ДГЕ "Дніпрогеофізика", ДГП "Укргеофізика".

Карта аномального магнитного поля Украинского щита м-ба 1: 500 000. Объяснительная записка (под редакцией Ю.Б.Кравченко, З.А.Крутиховской). Киев, 1977, Киевгеология.-100с.

Крутиховская З.А., Пашкевич И.К., Силина И.М. Магнитная модель и структура земной коры Украинского щита. - Киев: Наук. думка, 1982. - 216 с.

Крутиховська З.О, Пашкевич I.К., Русаков О.М., Соловйов В.Д. Наземна абсолютна магнiтна зйомка територii Української РСР // Вiсн. АН УРСР. — 1973. — № 9. — С.101-102].

Кутас Р.И., Орлюк М.И., Пашкевич И.К., Бурахович Т.К.,Макаренко И.Б., Бугаенко И.В. Глубинное строение территории Украины по современным геофизическим данным. Общие сведения. В кн.: Очерки геодинамики Украины. Ред. В.И. Старостенко, О.Б. Гинтов. Киев: BІ ЕН ЕЙ, 2018. C. 17—24

Нечаєва Т.С., Шимків Л.М., Горкавко В.М., Єнтін В.А. Карта аномального магнітного поля (ΔT)a України м-бу 1 : 1 000 000. Київ.—2002.—1 лист.

Орлюк М.И., Роменец А.А. Новый критерий оценки пространственно-временной возмущенности магнитного поля Земли и некоторые аспекты его использования// Геофизич. Журн., 2005.—Т.27, №6. – С.1012-1023.

Орлюк М.І., Роменец А.А., Сумарук П.В., Сумарук Ю.П., Сумарук Т.П. Пространственно-временная структура магнитного поля Земли территории Украины: оценка вклада внутренних и внешних источников// Геофизич. Журнал. — 2012. — т.34, №3. — С.137 -145.

Пашкевич И.К., Соловьев В.Д. Результаты работ по созданию наземной опорной магнитной сети на территории УССР. Отчет о работе геофизической партии 93/68-71 за период 1968-1071гг. “Часть І.Текст. 1971г. Фонди ІГФ НАН України.

Почтарев В.И. Нормальное магнитное поле Земли. М.: Наука, 1980. 268 с.

Розе Т.Н. Региональные магнитные аномалии Украины и их связь с геотектоникой // Учен. зап. Ленингр.ун-та, Сер.Физ.наук. — 1937. — № 3. — С. 123—133.

Сучасна геодинаміка та геофізичні поля Карпат і суміжних територій (За заг.ред. К.Р.Третяка, В.Ю.Максимчука, Р.І.Кутаса). Львів:Вид-во Львівської політехніки, 2015.-420с.

Трегубенко В.І., Максимчук В.Ю., Орлюк М.І., Марченко Д.О., Мясоєдов В.П., Роменець А.О. Проведення компонентної магнітної зйомки на опорній мережі та побудова карт нормального геомагнітного поля і вікового ходу епохи 2005 року для території України. – 2008р. Фонди УТГФ, УкрДГРІ;

Трегубенко В.І., Максимчук В.Ю., Орлюк М.І., М'ясоєдов В.П., Марченко Д.О., Роменець А.О. Компоненти магнітного поля Землі на території України для епохи 2010р. за результатами вимірювання у пунктах вікового ходу// Мінеральні ресурси України.—2013. —№3. — С. 37-40.

DGRF/IGRF [Electronic Resource]. — Mode of access: URL: DGRF/IGRF Geomagnetic Field Model 1945–2024 and Related Parameters.htm);

Chulliat, A., S. Macmillan, P. Alken, C. Beggan, M. Nair, B. Hamilton, A. Woods, V. Ridley, S. Maus and A. Thomson, 2015, The US/UK World Magnetic Model for 2015-2020: Technical Report, National Geophysical Data Center, NOAA. doi: 10.7289/V5TB14V7

EMM Spherical Harmonic Model 2015. https://www.ncei.noaa.gov/products/enhanced-magnetic-model/emm-spherical-harmonic-model-2015.

Enhansed Magnetic Model (EMM)2017. https://www.ncei.noaa.gov/products/enhanced-magnetic-model.

https://ccmc.gsfc.nasa.gov/modelweb/models/igrf_vitmo.php).

Korhonen, J., et al. (2007), Magnetic anomaly map of the world, scale 1:50,000,000, 1st ed., Geol. Surv. of Finland, Helsinki.

Liu, P. F., Jiang, Y., Yan, Q., and Hirt, A. M. (2023). The behavior of a lithospheric magnetization and magnetic field model. Earth Planet. Phys., 7(1), 66–73. http://doi.org/10.26464/epp2023025

Maksymchuk V., Orlyuk M., Tregubenko V. Repeat stations measurements in Ukraine 2014 – 2015// MagNetE 2015 – Abstracts., Budapest, 16-18 September. -P.24 (MagNetE 2015, Geological and Geophysical Institute of Hungary).

Maksymchuk V., Orlyuk M., Tregybenko V., Horodyskyy Yu., Marchenko D. Ukrainian geomagnetic repeat station on work and results of the field work reduced to the epoch 2005.5//ANNALS OF GEOPHYSICS, 55, 6, 2012; doi: 10.4401/ag-5406. pp. 1161-1165

Maus, S. (2010). An ellipsoidal harmonic representation of Earth's lithospheric magnetic field to degree and order 720. Geochem. Geophys. Geosyst., 11(6), Q06015. https://doi.org/10.1029/2010GC003026

Maus, S., Barckhausen, U., Berkenbosch, H., Bournas, N., Brozena, J., Childers, V., Dostaler, F., Fairhead, J. D., Finn, C., Tontini, F. C. (2009). EMAG2: A 2–arc min resolution Earth Magnetic Anomaly Grid compiled from satellite, airborne, and marine magnetic measurements. Geochem. Geophys. Geosyst., 10(8), Q08005. https://doi.org/10.1029/2009GC002471

Meyer, B., Saltus, R., and Chulliat, A. (2017). EMAG2v3: Earth Magnetic Anomaly Grid (2-arc-minute resolution). Version 3. NOAA National Centers for Environmental Information. https://doi.org/10.7289/V5H70CVX

Olsen, O., Ravat, D., Finlay, Ch.C., & Kother, L.K. (2017). LCS-1: a high-resolution global model of the lithospheric magnetic field derived from CHAMP and Swarm satellite observations. Geophysical Journal International, 211(3), 1461—1477. https://doi.org/10.1093/gji/ggx 381.

Orlyuk, M., Marchenko, A., Romenets A., Bakarjieva M. Ukrainian Regional Magnetic Map: the results of calculations of the geomagnetic field components for the Epoch 2015 / COBS Journal (Special Issue: IAGA Workshop 2018). —2018. —№5. —P.40.