Український антарктичний журнал

Том 21 № 1(26) (2023): Український антарктичний журнал
Articles

Часова стабільність векторів індукції з Антарктичного півострова, магнітна обсерваторія AIA

PDF (English)
  • С. Санака,
  • А. Неска
С. Санака
Інститут геофізики Польської академії наук, м. Варшава, 01-452, Польща
А. Неска
Інститут геофізики Польської академії наук, м. Варшава,01-452, Польща
Ukrainian Antarctic Journal, 2023, Vol. 21, Issue 1(26)
DOI: https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2023.703
Опубліковано August 16, 2023
Ключові слова
  • геомагнітна активність,
  • іоносферні течії,
  • магнітотелурика,
  • полярна зона
Як цитувати
Санака, С., & Неска, А. (2023). Часова стабільність векторів індукції з Антарктичного півострова, магнітна обсерваторія AIA. Український антарктичний журнал, 21(1(26), 3-12. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1.2023.703

Авторське право (c) 2023 Український антарктичний журнал

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Анотація

Вектори індукції — це графічні зображення геомагнітних передавальних функцій в геофізиці, які використовуються при магнітотелуричних дослідженнях і пов’язаних із ними методах пасивного електромагнітного зондування. Їх розраховують з даних вимірювань геомагнітних варіацій, і вони містять інформацію про локальний і регіональний розподіл питомого електричного опору в земних надрах, який можна інтерпретувати з точки зору геології та тектоніки. Концепція, що є основою при їх інтерпретації, справедлива, якщо виконується так звана умова далекого поля, тобто виконуються певні припущення щодо геометрії використовуваних природних джерел електромагнітних полів. У практиці магнітотелуричних досліджень виникають проблеми у регіонах, де джерелом електромагнітних коливань в значній мірі є іоносферні струми. Через такі полярні (або авроральні) електрострумені виникає певний скептицизм щодо можливостей застосування електромагнітних методів дальнього поля у високих широтах, зокрема у полярних регіонах і авроральних зонах. У нашій роботі досліджено, наскільки проблеми, типові для джерел авроральних електроджетів, стосуються даних щодо геомагнітних варіацій на обсерваторії Аргентинські острови (АІА) Української антарктичної станції. Вектори індукції, розраховані за даними варіацій AIA за один місяць, які виміряні у звичайному стандарті INTERMAGNET, проаналізовано за стабільністю як періоду, так і часу, де часова роздільність для одного дня дозволяє виявити зміни, які походять від зовнішніх джерел, а не від питомого опору порід. Результати AIA порівнюються з відповідними даними двох станцій мережі IMAGE (International Monitor for Auroral Geomagnetic Effects) у північній півкулі, розташованими у Фінляндії та Польщі. Результати показують, що вектори індукції AIA не мають проблем, які можуть очікуватися у високих широтах, а їхня стабільність у часі дуже схожа на станції на відповідній протилежній геомагнітній широті 50 градусів, що географічно відповідає середнім широтам Європи. Додатково отримано, що деякі незначні випадкові зміни у векторах індукції можна віднести до збільшення геомагнітної активності, оскільки вони корелюють з планетарним добовим Ap індексом.

PDF (English)

Посилання

  1. Araya Vargas, J., & Ritter, O. (2016). Source effects in midlatitude geomagnetic transfer functions. Geophysical Journal International, 204(1), 606—630. https://doi.org/10.1093/gji/ggv474
  2. Bury, A. (2020). Temporal variations visible in induction arrows and their spatial distribution — preliminary results. In J. Börner, P. B. M. Yogeshwar, & M. Becken (Eds.), Protokoll über das 28. Schmucker-Weidelt-Kolloquium für Elektromagnetische Tiefenforschung: Haltern am See, 23–27 September 2019 (pp. 38–44). https://gfzpublic.gfz-potsdam.de/rest/items/item_5002002/component/file_5002003/content
  3. Chave, A. D. (2014). Magnetotelluric data, stable distributions and impropriety: an existential combination. Geophysical Journal International, 198(1), 622–636. https://doi.org/10.1093/gji/ggu121
  4. Chave, A. D., & Jones, A. G. (2012). The magnetotelluric method: Theory and practice. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9781139020138
  5. Chave, A. D., & Thomson, D. J. (2004). Bounded influence magnetotelluric response function estimation. Geophysical Journal International, 157(3), 988–1006. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2004.02203.x
  6. Egbert, G. D., & Booker, J. R. (1986). Robust estimation of geomagnetic transfer functions. Geophysical Journal International, 87(1), 173–194. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1986.tb04552.x
  7. Emmert, J. T., Richmond, A. D., & Drob, D. P. (2010). A computationally compact representation of Magnetic-Apex and Quasi-Dipole coordinates with smooth base vectors. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 115(A8). https://doi.org/10.1029/2010JA015326
  8. Ernst, T., Nowozyński, K., & Jóźwiak, W. (2020). The reduction of source effect for reliable estimation of geomagnetic transfer functions. Geophysical Journal International, 221(1), 415–430. https://doi.org/10.1093/gji/ggaa017
  9. González-Castillo, L., Madarieta-Txurruca, A., Hill, G., Castro, C., Galindo-Zaldívar, J., & Junge, A. (2022). Long period magnetotelluric at the Antarctica: The role of asthenospheric mantle anisotropy in Glacial Isostatic Adjustment. In A. Basokur (Ed.), 25th Electromagnetic Induction Workshop: Cesme, 11–17 September 2022 (p. 311). International Association of Geomagnetism and Aeronomy, Division VI Electromagnetic Induction in the Earth and Planetary Bodies. https://www.emiw.org/fileadmin/emiw2022/abstracts/Book/EMIW_2022_Book_of_Abstracts_11-17-Sept.pdf
  10. Hill, G. J. (2020). On the Use of Electromagnetics for Earth Imaging of the Polar Regions. Surveys in Geophysics, 41, 5–45. https://doi.org/10.1007/s10712-019-09570-8
  11. Maksymchuk, V. Yu., Chobotok, I. O., Klymkovych, T. A., Kuderavets, R. S., Nakalov, E. F., & Otruba, Y. S. (2018). Complex magnetovariational and tectonomagnetic monitoring of recent geodynamics in the Western Slope of the Antarctic Peninsula. Ukrainian Antarctic Journal, 1(17), 3–19. https://doi.org/10.33275/1727-7485.1(17).2018.27
  12. Matzka, J., Stolle, C., Yamazaki, Y., Bronkalla, O., & Morschhauser, A. (2021). The geomagnetic Kp index and derived indices of geomagnetic activity. Space Weather, 19(5). https://doi.org/10.1029/2020SW002641
  13. Melnyk, G. V., & Bakhmutov, V. G. (2007/2008). The «Academic Vernadskiy» station in the network of the Ukrainian magnetic observatories of INTERMAGNET. Ukrainian Antarctic Journal, 6–7, 66–73. https://doi.org/10.33275/1727-7485.6-7.2008.494
  14. Neska, A. (2006). Remote reference versus signal-noise separation: A least-square based comparison between magnetotelluric processing techniques. PhD thesis. Fachrichtung Geophysik, Freie Universität Berlin. https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/9007?show=full
  15. Neska, A. (2016). Das magnetische Joch und andere Gründe zur Betrachtung von MT-Quellsignalen. In M. Miensopust, & M. Becken (Eds.), Protokoll über das 26. Schmucker-Weidelt-Kolloquium für Elektromagnetische Tiefenforschung: Dassel 21. – 25. September 2015 (pp. 91–101). https://gfzpublic.gfz-potsdam.de/rest/items/item_1579917_2/component/file_1579918/content (In German)
  16. Neska, A. (2019). Non-stationarity in induction arrows derived from IMAGE data [Conference contribution]. 15th IMAGE meeting: Uppsala, 5–6 September 2019. https://space.fmi.fi/image/www/image2019a/presentations/IMAGE2019_Neska.pdf
  17. Neska, A., Reda, J. T., Neska, M. L., & Sumaruk, Yu. P. (2018). On the relevance of source effects in geomagnetic pulsations for induction soundings. Annales Geophysicae, 36, 337–347. https://doi.org/10.5194/angeo-36-337-2018
  18. Nieć, M. (2003). Geo-economic evaluation of vanadiferous titanomagnetite deposits in Suwałki massif in Poland. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, 19(2), 5–28. https://gsm.min-pan.krakow.pl/Geo-economic-evaluation-of-vanadiferous-titanomagnetite-deposits-in-Suwalki-massif,96372,0,2.html
  19. Parkinson, W. D. (1962). The influence of continents and oceans on geomagnetic variations. Geophysical Journal International, 6(4), 441–449. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1962.tb02992.x
  20. Sanaka, S., & Neska, A. (2021). Source effects causing nonstationarity in long term mid latitude magnetotelluric data. In J. Börner, P. Yogeshwar, & M. Grinat (Eds.). Protokoll über das 29. Schmucker- Weidelt-Kolloquium für Elektromagnetische Tiefenforschung virtuell, 29. September – 1. Oktober 2021 (pp. 43–47). https://gfzpublic.gfz-potsdam.de/rest/items/item_ 5010132_2/component/file_5010134/content
  21. Schäfer, A., Houpt, L., Brasse, H., & Hoffmann, N. (2011). The North German Conductivity Anomaly revisited. Geophysical Journal International, 187(1), 85–98. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05145.x
  22. Simpson, F., & Bahr, K. (2005). Practical magnetotellurics. Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/CBO9780511614095
  23. St-Louis, B. (Ed.). (2020). INTERMAGNET Technical Refe rence Manual, Version 5.0.0. INTERMAGNET Operations Committee and Executive Council. https://intermagnet.github.io/docs/Technical-Manual/technical_manual.pdf
  24. Sumaruk, Yu., Marusenkov, A., Neska, A., Korepanov, V., & Leonov, M. (2022). Increasing the accuracy of absolute measurements at the Argentine Islands geomagnetic observatory of the Ukrainian Antarctic Akademik Vernadsky station. Ukrainian Antarctic Journal, 20(2), 151–163. https://doi.org/10.33275/1727-7485.2.2022.697
  25. Tanskanen, E. I. (2009). A comprehensive high-throughput analysis of substorms observed by IMAGE magnetometer network: Years 1993–2003 examined. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 114(A5), A05204. https://doi.org/10.1029/2008JA013682
  26. Wessel, P., Luis, J. F., Uieda, L., Scharroo, R., Wobbe, F., Smith, W. H. F., & Tian, D. (2019). The Generic Mapping Tools version 6. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 20(11), 5556–5564. https://doi.org/10.1029/2019GC008515
  27. Wiese, H. (1962). Geomagnetische Tiefentellurik Teil II: Die Streichrichtung der Untergrundstrukturen des elektrischen Widerstandes, erschlossen aus geomagnetischen Variationen. Geofisica Pura e Applicata, 52, 83–103. https://doi.org/10.1007/BF01996002 (In German)