магнітометричних зйомка при пошуку метеоритів
Л. А. Муравйов - інститут геофізики УрВ РАН
Наземна
магнітометри, поряд з електромагнітними методами (металошукачами) є
одним з основних методів виявлення похованих залізовмісних предметів
(не розірвалися боєприпаси, а також метеорити). Незважаючи на наявність в арсеналі
пошуковиків сучасних високочутливих глибинних металошукачів [1]
, Магнітометричних метод пошуку не втрачає
актуальності, хоча і є більш витратним і повільним.
Магнітометр,
як пошуковий прилад володіє більшою глибиною детектування предмета, тому що
магнітне поле об'єкта зменшується пропорційно кубу відстані, а сигнал електронного
металошукача - в шостого ступеня. За кордоном магнітні зйомки високої
детальності з метою пошуку боєприпасів, метеоритів, а також і
археологічних об'єктів є одним з основних призначенням наземних
магнітометрів [2]
, [3]
, [4]
, [5]
.
В
Росії дослідженнями можливості застосування магнітометрів з метою пошуку
залізних об'єктів займаються співробітники геологічного факультету МДУ [6]
, Застосуванням магнітометри в археології в археології
займається Т. Н. Смекалова [7]
. Цікавою методикою
є технологія так званого <вільного пошуку> [8]
, [9]
.
Метеоритна
експедиція УГТУ-УПІ протягом багатьох років під керівництвом автора застосовує
пішохідні магнітометри (MMП-203, POS) для пошуку метеоритів [10]
.
Завдання
пошуку речовини метеоритного дощу - це фактично розробка методики пошуку
за допомогою магнітометри будь-яких тіл, що містять магнітні елементи або речовини (в
Зокрема залізо), а також методу оцінки за типом аномалії розміру, форми, і
інших характеристик тіла - джерела аномалії. Вирішення даного питання
дозволить відразу відрізняти метеорит від інших залізовмісних предметів, що знаходяться
в грунті, а також зробити крок до побудови універсального пошукового приладу,
заснованого на ЕОМ або з залученням оператора.
В
роботі була використана наступна методика:
1)
Багаторазовими вимірами визначається середнє значення магнітного поля в
межах досліджуваної ділянки і зразковий хід його залежно від висоти,
рельєфу, часу.
2)
Проводяться систематичні вимірювання магнітного поля вздовж вибраної мережі, в
ході яких виявляються аномалії (скачки, великі градієнти).
3)
При виявленні аномалії проводяться вимірювання в околиці цієї точки, метою
яких є визначення типу аномалії (локальні підвищення/зниження,
хвиля, великі хаотичні градієнти поля).
4)
За типом аномалії проводиться оцінка якісних характеристик, розміру тіла і
т. д. і приймається рішення про його отриманні.
Нами
накопичений досвід застосування зазначеної методики в різних умовах:
1)
при наявності великих стрибків магнітного поля, обумовлених геологічними
неоднорідностями, характерними для Уралу (північ Челябінської області, пошук
речовини метеоритного дощу Кунашак). У сільноградіентном поле втрачається сенс у
збільшення чутливості приладу і можуть бути впевнено виявлено лише
досить великі об'єкти.
2)
в умовах досить однорідного магнітного поля, характерного для степів
Нижнього Поволжя (пошук речовини метеоритного дощу Царьов). У цьому випадку при
відповідному обліку добових варіацій може бути проведена зйомка великих
територій та знайдено досить глибокозалягаючі об'єкти (недоступні для
металошукача)
3)
при роботі над водними поверхнями озер при пошуку метеорита,
імовірно що впав у водойму
В
той же час є і негативний досвід: при пошуку речовини залізного
метеоритного дощу Дронін (Рязанська області) градіентометр виявився менш
ефективним в порівнянні з глибинним імпульсним металошукачем LORENZ PULSE 5
(Lorenz detecting systems, Геманія), Аномальне магнітне поле
високонікелістого метеорита було невелике, у зв'язку з тим, що майже всі зразки
піддалися корозії і вивітрюванню під дією грунтових вод, тому що
знаходилися в землі тисячі років.
Є
досвід проведення магнітометричною зйомки для дослідження воронки, що має
імовірно метеоритне походження (виявленої в околицях м.
Североуральска) [11]
.
Магнітна
аномалія поблизу воронки, виявленої в околицях м. Североуральска
Ілюстроване
оповідання про даній роботі було зроблено журналістом <Комсомольській
правди-Урал> А. Кучук і фотографом П. Тараном. Наводжу посилання на копію даного
матеріалу (на сайті КП-Урал він чомусь відсутній)
http://meteorite.narod.ru/proba/stati/stati103.htm
В
адреса метеоритного експедиції УГТУ-УПІ надійшло повідомлення від жителя м.
Североуральска про виявлення ним 17 років тому свіжого освіти, зовні
нагадує метеоритний кратер. З метою огляду місця, проведення магнітної
зйомки та визначення походження цього об'єкту був організований виїзд польового
загону експедиції.
В
25 км на південь від міста на вказаному місці була виявлена воронка круглої форми
діаметром близько 6 м, заповнена водою. Зовнішній огляд не виявив слідів
техногенного виникнення воронки. Крім того, спостерігається несиметричний
характер вивала грунту, що дозволяє виключити вибуховий і припустити ударне
походження воронки (падіння метеоритного тіла).
Для
визначення наявності у воронці метеорита була проведена магнітна зйомка з
допомогою градіентометра на базі процесорного оверхаузеровского датчика POS-2.
Даний прилад розроблений в лабораторії квантової магнітометри ФТФ УГТУ.
Для
визначення наявності у воронці метеорита була проведена магнітна зйомка з
градіентометра допомогою POS-2. Площадная зйомка з кроком 0,5 м на площі
10'10 м навколо воронки на різних висотах (від 0 до 4 м), межах
розмічені ділянки не виявила чіткої магнітної аномалії. Наявні скачки
поля в межах 10-20 нТл, обумовлені присутністю в грунті слабомагнітних
дрібних об'єктів. (зразки у великій кількості виявлялися
металошукачем).
Рис.
1. Магнітна зйомка за профілем
Наведений
на рис. 1 графік ілюструє результат зйомки за профілем довжиною 50 м,
що проходить через лійку. Видно підвищення поля поблизу воронки на 100-150 нТл
щодо навколишнього.
Для
інтерпретації аномалії та визначення її джерела було проведено чисельний розрахунок
величини аномалій для тіл різного розміру та магнітної сприйнятливості.
Застосовувалася програма кінцево-елементного розрахунку FEMM. Згода розрахунку і
результату зйомки було досягнуто лише при значеннях m = 1.5, діаметру 4 м,
глибини 15 м. Графік магнітної аномалії на двох висотах для такого тіла
наведено на рис. 2
Рис.
2. Розрахунок магнітної аномалії від моделі тіла --
джерела.
Не
цілком ясно, чи міг метеорит проникнути на таку глибину. Не можна виключати
дроблення метеорита при контакті з твердими корінними породами на меншій
глибині а також суттєве спотворення аномалії присутніми в грунті
магнітними породами. Таким чином, тіло, яке викликало виявлену магнітну
аномалію локализованность близько воронки її знаходиться на достатній глибині.
Дана
робота проводилася за ФЦП Інтеграція 2.10.
Відпрацювання
методики приладового пошуку залізних об'єктів на прикладі метеорита Дроніно [12]
(співавтори
і співучасники даної роботи: Зубарєв Дмитро, Манжос Георгій, керівник:
к.т.н. Гроховський В. І.)
В
квітні 2003 року в Касимовськом районі Рязанської області був знайдений великий
метеоритний дощ, що отримав назву Дроніно. В результаті кількох
експедицій Лабораторії метеоритики ГЕОХІ РАН, а також ряду приватних пошукачів
в районі знахідки було знайдено більше 550 фрагментів атаксіта загальною вагою близько
2800 кг.
З
метою збору речовини метеорита в район знахідки був відряджений польовий загін
Метеоритного Експедиції УГТУ-УПІ.
В
ході пошуку, спільно з співробітниками Лабораторії метеоритики ГЕОХІ РАН, нами
була відпрацьована методика пошуку подібних залізовмісних тел.
При
пошукових роботах застосовувалася наступна апаратура:
--
глибинний імпульсний металошукач LORENZ PULSE 5 з набором змінних котушок
(Lorenz detecting systems, Геманія),
--
протонний магнітометр і градіентометр на базі оверхаузеровского датчика POS
(Лабораторія Квантової магнітометри, УГТУ, ФТФ, КТФ),
- металошукачі TigerShark (Tesoro), White's
GoldMaster (White's).
Слід
відзначити деякі характерні особливості, виявлені в ході проведених
робіт: високий вміст у метеориті заліза дозволило використовувати глибинний
імпульсний металошукач. Відсутність виражених магнітних аномалій пов'язаних
з геологічною будовою дозволило з успіхом застосувати градіентометр.
Оскільки майже всі знайдені фрагменти метеорита знаходилися на глибині від 30
см і більше, застосування металошукачів безпосередньо для пошуку метеорита
результатів не дало, однак вони застосовувалися для локалізації та виявлення
приповерхневого залізного сміття.
За
результатами робіт можна запропонувати наступну методику приладового пошуку
залізних метеоритів: за допомогою глибинного металошукача з метрової котушкою
або градіентометра виявляється велика делокалізованими аномалія (розміром
1,5-2 м). Якщо під час перевірки металошукачем неглибокий залізний об'єкт не
виявляється, то проводиться вилучення тіла-джерела аномалії. Їм, як правило,
виявляється метеорит.
В
внаслідок робіт, проведених за подібною схемою, нами знайдено 8 нових зразків
атаксіта Дроніно загальною масою близько 40 кг.
Робота
проводиться за ФЦП Інтеграція 5.1
Наведені
результати свідчать про можливість використання магнітометричних
зйомок, як площинних, так і в режимі <вільного пошуку> для виявлення
різних залізовмісних об'єктів, у тому числі і метеоритів. Перспективною
є завдання створення на базі магнітометри POS універсального приладу для
локального пошуку з автоматичним визначенням типу об'єкта. Є перший
спроби створення таких комплексів [13]
Список літератури
[1]
А. І. Щедрін, Осипов І.М. Металошукачі для пошуку скарбів і реліквій. М.: --
Гаряча лінія - Телеком 2001, 192 с .. Текст доступний тут.
[2]
Geophysical exploration instruments:
Booklet/Geometrix, USA, 1988. -148р.
[3]
Breiner S. Application Manual for
portable magnetometers. 1973, Geometrics, San Jose, USA, 58 с
[4]
Orm
