Магнитня разведка

Министерство  образования и науки Российской Федерации 

Российский государственный  университет нефти и газа имени  И.М. Губкина

Кафедра освоения морских нефтегазовых месторождений

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине «Морские геолого-геофизические исследования»

на тему: «Магнитная разведка»

 

 

 

 

Магистрант   гр. РНМ-12-01-03 Попов Д.И.                   _______________

группа, фамилия, инициалы                                                                               Подпись

                                                                               

 

 

  Проверил: д.г.-м.н.,проф. Дзюбло А.Д.                             _______________

   должность, фамилия,  инициалы                                                                       Подпись 

 

 

 

 

 

Оценка ____________

 

Дата защиты ______________

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва 2013

 

 Содержание

 

 Введение

 1 Магнитное поле

 2 Революция в магниторазведке

 3 Аэромагниторазведка

 4 Виды магнитомеров

 5 Аномалии магнитного поля

 Заключение

 Список использованной литературы

 

 Введение

 

 В магнитных явлениях еще много тайн, много непонятного, и вместе с тем, как это ни удивительно, магниторазведка помогает открывать тайны строения Земли. Это утверждение совершенно точно отражает факты. Ведь магниторазведка основана на изучении магнетизма Земли, однако само явление магнетизма и многие свойства магнитного поля изучены еще недостаточно. Очень многое еще совершенно неясно и, видимо, будет установлено только следующими поколениями исследователей.

 Так, например, мы еще не знаем с полной уверенностью, как возникло магнитное поле Земли и почему оно практически отсутствует на некоторых других планетах. Мы твердо установили, что земное магнитное поле очень сильно изменялось с момента образования нашей планеты, причем северный и южный полюсы многократно менялись местами (эти явления называются инверсиями), но причины инверсий точно не известны; есть лишь гипотезы. Существует несколько гипотез и о происхождении гигантских, так называемых материковых магнитных аномалий и удивительных отрицательных аномалий над железорудными месторождениями Ан-гаро-Илимского и некоторых других районов (обычно аномалии над такими месторождениями положительные); какое из существующих предположений верно, пока еще не доказано. Уже делаются удачные попытки предсказывать землетрясения по записям магнитометров, установленных в сейсмически опасных районах: незадолго до начала землетрясений магнитометры отмечают небольшие характерные изменения магнитного поля (так называемые магнитные вариации). Однако о механизме этой связи землетрясений с магнитными явлениями мы лишь догадываемся. И уж совсем неясно, каков механизм воздействия магнитных вариаций на живые организмы, хотя можно считать доказанным, что вариации сказываются и на росте растений, и на здоровье человека, и на состоянии его психики. Статистика показала, что с изменениями магнитного поля во времени четко связаны обострения сердечно-сосудистых и некоторых инфекционных заболеваний, глаукомы, эпилепсии. Факты свидетельствуют, что огромные полчища страшного сельскохозяйственного вредителя — саранчи — появляются в определенные периоды так называемого одиннадцатилетнего цикла изменений земного магнетизма.

Эти пока непонятные воздействия  магнитного поля на биосферу представляют большой интерес не только для  медиков и биологов, но и для  геологов, изучающих биогенные горные породы, поскольку некоторые из мельчайших существ, из карбонатных оболочек которых  состоят известняки (в том числе  всем известный мел), могли вымирать во время инверсий магнитных полюсов, что должно было сказаться на мощности (толщине) слоев и составе осадочных  горных пород. Тайны, тайны, тайны. ... О  них написано уже немало книг и  статей. И очень возможно, что  разгадка этих тайн гораздо важнее для человечества, чем мы сейчас считаем. Высказывалось же некоторыми исследователями предположение, что  с перемещением магнитных полюсов  Земли связана гибель гигантских ящеров мезозойской эры. Ученые уже  задаются вопросом, как повлияет на само человечество следующая инверсия, которую ожидают не в столь  уже отдаленном будущем — через  несколько тысяч лет.

Перечень подобных, непознанных  до конца, явлений мог бы быть продолжен, но и сказанного достаточно, чтобы  понять, что магнитные явления  пока еще во многом загадочны. В этой области возможны интереснейшие  открытия. Гипотез же существует немало, но от гипотезы до строгой теории дистанция  огромна. Ученые спорят, идеи сражаются  друг с другом, накапливаются новые  факты.

Все эти споры не смущают  врачей; они все шире разрабатывают  и успешно внедряют методы магнитной  терапии, т. е. лечение некоторых  болезней воздействием магнитов, например лечат радикулиты с помощью намагниченных  пластинок (магнитофоров).

 

 1 Магнитное поле

 

 Широко используется магнитное поле и в технике (динамомашины, электродвигатели, для уменьшения накипи в паровых котлах и др.). Для магниторазведчиков же магнитное поле (проявление магнитных сил в пространстве) является надежным средством изучения недр Земли. С помощью специальных приборов (магнитометров) из года в год в различных уголках Земли выполняются магнитные съемки разной детальности, в результате их корректируются геологические карты, отыскиваются месторождения полезных ископаемых, в том числе весьма слабомагнитных.

 Решаются и другие интереснейшие задачи, о которых мы еще скажем. Съемки выполняются на поверхности Земли, с самолетов, с кораблей и спутников ^Устройство современных магнитометров отражает новейшие достижения физики и технологии. Точность магнитных измерений удивительна — совсем недавно, лет 10 назад, мы даже не мечтали о таких точностях; к этому вопросу мы еще вернемся.

 А началось все с простого компаса ... Да, магниторазведка началась с компасов, а точнее — с сильномагнитной железной руды — магнетита. Дело в том, что первые компасы представляли собой куски магнетита, подвешенные так, чтобы они могли поворачиваться и устанавливаться по направлению магнитного меридиана; да и первыми объектами поисков были магнетитовые месторождения, магнитные аномалии над которыми, часто очень интенсивные, могли выявляться самыми простыми средствами.

 Появились же первые компасы очень давно. По данным археологов, они были известны уже в Древнем Египте и Древнем Китае. Так, первые сведения о компасах найдены в летописях, написанных почти 4000 лет назад!

 Есть данные, что простейшие компасы применялись в Южной Америке в древних государствах инков, ацтеков и майя.

В Европе компасы известны с XII в. и сыграли огромную роль в  эпоху великих географических открытий. Это были более надежные устройства, со стальными стрелками и усовершенствованным подвесом. Без них не состоялись бы ни путешествия Колумба, ни Магеллана. Хотя моряки еще в глубокой древности умели ориентироваться по Солнцу и звездам, это не помогало, когда тучи закрывали небо. Таким образом, вполне уместно сказать, что компас открыл европейцам немало стран. Уже в этот период великих географических открытий в результате сличения астрономических определений стран света и показаний магнитных компасов было установлено, что магнитная стрелка указывает неточно на географический Север и это отклонение в разных точках Земли неодинаково. Так были открыты несовпадение географических и магнитных полюсов и крупные аномалии магнитного склонения. Вначале это путало и даже пугало моряков, о чем свидетельствует, например, описание знаменитых путешествий Христофора Колумба. Считалось, что северный конец стрелки компаса притягивает Полярная звезда, а отклонение горизонтально подвешенной стрелки от этого направления (это и есть магнитное склонение) воспринималось как угроза каких-то таинственных сил.

 Отмеченные Колумбом "странности" в поведении компасов заставили ученых той далекой эпохи заняться изучением магнетизма — это было насущно необходимо для мореплавателей. Уже тогда изготовлялись магниты самой различной формы, а в конце XV в. английский врач В. Гильберт сделал даже модель Земли в виде намагниченного шара и написал свой знаменитый трактат "О магните, магнитных телах и о большом магните Земли"**. Утверждение В. Гильберта о том, что Земля является намагниченным телом, было гениальным открытием. Говоря о цели своей работы, он писал, что собирается "... при помощи наглядных опытов с магнитами ... впервые проникнуть во внутренние части Земли". Поразительная для его времени мысль! Ведь это было сказано почти 400 лет назад (1600 г.).

В 1701 г. Э. Галлей (Англия) построил первую карту магнитного склонения. Приблизительно в это же время  измерения склонения в разных точках земного шара, а также повторные  и длительные стационарные наблюдения с магнитными стрелками показали, что магнитное поле меняется не только в пространстве, но и во времени; так было открыто переменное магнитное поле Земли. В XVIII—XIX вв. изучением магнитных явлений и магнитными измерениями занимались выдающиеся ученые и путешественники многих стран мира, например великий немецкий математик К. Гаусс, русский ученый Н.М. Симонов, предвосхитивший некоторые идеи К. Гаусса, М.В. Ломоносов, а позднее и Д.И. Менделеев. М.В. Ломоносов занимался улучшением компасов; под его руководством был, в частности, создан самопишущий компас, Он же предложил организовать в России магнитные обсерватории для стационарного изучения магнитного поля. Д.И. Менделеев был инициатором первых магнитных съемок для геологических целей в нашей стране, в первую очередь на Урале.

 Кто первый и когда именно установил, что с помощью магнитного компаса можно находить железные руды, мы не знаем и, вероятно, никогда не узнаем. Не знаем же мы, кто изобрел колесо, хотя это, несомненно, было гениальным изобретением. Первые описанные в литературе опыты поисков руд с помощью магниторазведки относятся к XVII в. и проводились в Швеции. Начиная с 1760 г. такие же работы выполнялись в США. В России применение магниторазведки было начало на Урале в районах месторождений Магнитная, Благодать, Высокая и в Бакальском районе. Мы не будем здесь описывать историю магниторазведки в дореволюционной России; отметим лишь, что уникальная Курская магнитная аномалия (КМА) была открыта еще в 1778—1779 гг. академиком И.Б. Иноземцевым и что все дореволюционные съемки выполнялись грубыми, иногда громоздкими приборами с магнитными стрелками.

Сразу же после Великой  Октябрьской социалистической революции  по инициативе В.И. Ленина была создана  Особая комиссия по Курской магнитной  аномалии (ОККМА). Это является свидетельством поразительной способности предвидения, свойственной Владимиру Ильичу, ведь ныне во всем мире известно, что Курские  месторождения имеют уникальные запасы железа, в совокупности оцениваемые триллионами тонн . А тогда шла гражданская война, не было самого необходимого, работы проводились в зоне боевых действий, буквально под обстрелом белогвардейцев. Какое мужество требовалось для выполнения этих работ! Несколько сотрудников ОККМА погибли, а руководители и организаторы съемок сталкивались и с прямым саботажем, и с недоверием. Ведь первая руда была добыта на КМА только в 1923 г., вначале же было лишь научное предвидение того, что магнитные аномалии связаны здесь с железной рудой.

Работами ОККМА руководили замечательные ученые П.П. Лазарев, И.М. Губкин, А.Д. Архангельский. Академик А.Н. Крылов помог экспедиции получить компактные и легкие, удобные в  работе отечественные магнитометры, которые магнитологи окрестили "котелками". Работы ОККМА не только привели к  открытию Курских месторождений, но и дали мощный толчок развитию магниторазведки  в Советской России.

 

 

 2 Революция в магниторазведке

 

 По окончании гражданской войны объем и эффективность магнито-разведочных работ резко возросли, и в Петроградском горном институте по инициативе проф. В.И. Баумана была начата подготовка инженеров-геофизиков (до революции они не выпускались ни одним высшим учебным заведением России). Этот исключительно одаренный человек внес огромный вклад не только в подготовку кадров геофизиков, но и в технику и методику магнитной разведки.

 Трудно, а практически и невозможно перечислить советских специалистов, которые существенно способствовали развитию магниторазведки в последующие годы, но нельзя не назвать Александра Андреевича Логачева, человека, с именем которого связана подлинная революция в магниторазведке.

 Впрочем, сначала нужно сказать о первой революции в магниторазведке. Она произошла тогда, когда немецкий ученый Адам Шмидт разработал, высокоточные магнитные весы (1910 г.). С появлением этого прибора, который в нашей стране именовался магнитометром М-2, стало доступным изучение магнитных аномалий, связанных не только с железными рудами, но и со слабомагнитными породами. Тем не менее более простые приборы еще выпускались в нашей стране до 40-х гг. Не следует пренебрегать ими и сейчас, — даже с самой простой аппаратурой возможно получение весьма важных результатов. Так, по отклонениям стрелки обычной топографической буссоли удается зафиксировать и железорудные месторождения, и даже менее магнитные объекты, например дайки (жилы) диабазов, что иногда бывает крайне необходимо. Еще интереснее тот факт, что крупное Соколовско-Сарбайское железорудное месторождение было открыто не с помощью специальных приборов и съемок, а летчиком М. Сургутановым, который обратил внимание на то, что в одной из точек его маршрута стрелка авиационного компаса отклоняется от обычного направления. Он сообщил об этом геологам и указал соответствующее место на карте. Теперь там добывают железную руду, а первооткрыватель получил Ленинскую премию. Нам кажется, что этот факт и интересен, и поучителен.

 

 

 3 Аэромагниторазведка

 

 Наземные магнитные съемки требуют больших затрат времени и средств, а в ряде случаев крайне трудны для исполнителей, например в пустынях, в горах, в очень удаленных и заболоченных районах. Поэтому не удивительно, что специалисты давно задумывались над тем, как облегчить и ускорить изучение магнитного поля. Вторая революция в магниторазведке и произошла с появлением аэромагнитной съемки. Когда-то, согни лет назад, народ придумал сказку о волшебной палочке, которая позволяла ее счастливому владельцу обнаруживать спрятанные сокровища. Геофизические приборы можно рассматривать как своеобразную реализацию этой сказки; ведь они помогают отыскивать сокровища, спрятанные природой. Давным давно появились и сказки о ковре-самолете.

 Это тоже была мечта — мечта о возможности полетов человека над землей. А.А. Логачев, который изобрел первый аэромагнитометр и первым применил его в 1936 г. в районе Старой Руссы, на многие годы опередив американцев, по существу объединил волшебную палочку и ковер-самолет. С этого времени началась совершенно новая эпоха в магниторазведке. Аэромагниторазведка вошла в арсенал геофизиков всех стран и дает замечательные результаты. С ее помощью сделано много геологических открытий. Первая магнитная съемка в движении, выполненная с самолета, предопределила возникновение и гидромагнитной съемки, при которой специальный магнитометр буксируется за кораблем. Она обусловила появление аэроэлектроразведки и аэрогамма-съемки. Теперь в ряде случаев выполняются комплексные аэрогеофизические исследования, они дают богатейшую геологическую информацию.