Экспедиционная

Целью экспедиций, проводимых СПбФ ИЗМИРАН, является измерение магнитного поля всей Земли. Возможно выделить три типа экспедиций (в скобках указано подразделение осуществляющее данные экспедиции):

Лаборатория морских геомагнитных исследований

Немагнитная шхуна «Заря», принадлежавшая Ленинградскому отделению Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Академии наук СССР (СПбФ ИЗМИРАН), с 1953 г. по 1994 г. проводила систематические векторные измерения магнитного поля Земли на поверхности морей и океанов.

Измерения четырех компонент геомагнитного поля — модуля вектора напряженности, горизонтальной и вертикальной составляющих, магнитного отклонения — проводились непрерывно во время движения шхуны. Для этой цели использовались феррозондовые, протонные (ядерно-прецессионные) и квантовые магнитометры. Специальное научное оборудование было размещено на шхуне в двух лабораториях. Одна из них, с магнитометрами, располагалась в носовой части шхуны и была далеко отнесена от магнитных масс главного и вспомогательного двигателей. Вторая лаборатория, в которой находились блоки формирования сигналов, регистраторы и источники питания магнитометров, располагалась в кормовой части шхуны. Такое размещение исключает влияние магнитных масс  и регистрирующих приборов на результаты измерений геомагнитного поля.

Для измерения компонент геомагнитного поля с движущегося судна необходимо, чтобы чувствительные элементы магнитометров, измеряющие горизонтальную, вертикальную составляющие и магнитный курс, занимали в пространстве строго определенное положение. На шхуне «Заря» это обеспечивалось тем, что чувствительные элементы магнитометров были установлены на гироскопических системах стабилизации, позволяющих осуществлять измерения даже при крене шхуны, достигающем 30°.

Уже первые результаты исследований, проведенных на шхуне «Заря», позволили уточнить ранее составленные мировые магнитные карты, погрешности которых оказались значительными. При составлении новых магнитных карт регулярно использовались материалы измерений, полученные на шхуне «Заря» при плавании в акваториях Мирового океана.

Шхуна «Заря» являлась пионером в области изучения магнитных аномалий в океанах. Позже это направление получило широкое развитие в СССР (Российской Федерации) и за рубежом как действенное средство изучения строения океанического дна. В первые же годы исследований, проведенных на шхуне «Заря», было установлено наличие в океанах сложного аномального поля.

В соответствии с первыми сведениями об аномальном поле в океанах все последующие рейсы строились таким образом, чтобы пересечь протяженными галсами все основные провинции океанического дна на разных широтах. Протяженные широтные профили позволили провести статистический анализ аномального магнитного поля по всему земному шару, определить области, характеризующиеся стационарным магнитным полем, оценить его спектральный состав. Наряду с изучением общих закономерностей в распределении магнитного поля на акваториях морей и океанов, магнитологи «Зари» выполняли ряд работ по интерпретации аномальных полей в отдельных водных бассейнах, где «Заря» проводила съемки на отдельных площадях. Для этих районов построены карты аномальных магнитных полей. Работы этого типа и сегодня вызывают большой интерес у геологов и тектонистов, обсуждаются на конференциях и симпозиумах.

Результаты проведенных за 35 лет исследований «Зари» являются одним из значительных научных достижений, они представляют большую научную и практическую ценность и получили широкое международное признание.

В газетах и журналах — как в Советском Союзе, так и за рубежом — опубликовано несколько сотен статей, рассказывающих о работе «Зари», ее плаваниях и научных исследованиях.

Немагнитная шхуна «Заря» являлась научно-исследовательским судном, специально построенным и оборудованным для морских геомагнитных исследований. В отличие от обычных судов шхуна «Заря» была сконструирована только из немагнитных материалов.

Общеизвестно, что любая сталь, используемая в судостроении, намагничивается в процессе строительства судна. Намагничивание судна, меняющееся во времени, зависит от места и условий плавания. Влияние «судового железа» на магнитометры, установленные на обычном судне, велико и неустранимо. Поэтому в условиях обычного судна невозможно проводить точные измерения. Это и определило необходимость создания немагнитного судна для исследования геомагнитного поля на акваториях Мирового океана.

«Заря» — однопалубная моторно-парусная трехмачтовая шхуна с бермудским вооружением, с полубаком и полуютом. На главной палубе были расположены три надстройки, на полуюте находилась штурманская рубка. Основной строительный материал корпуса — финская сосна, отдельные его части выполнены из дуба. Снизу корпус шхуны до ватерлинии обшит латунным листом. Носовая часть имела мощную латунную оковку. Водоизмещение шхуны 600 т, ее длина 37,5 м по ватерлинии, ширина 9 м, осадка 4,2 м. Общая площадь парусов составляет 520 м2. Шхуна была оснащена двигателем мощностью 300 л. с., обеспечивающим скорость хода 7—8 уз. На шхуне размещались 27 членов экипажа и 9 научных сотрудников. «Заря» была оснащена всем необходимым навигационным оборудованием: двумя гирокомпасами, лагом, эхолотом, радиолокатором, радиопеленгатором и приемными устройствами радионавигационных систем «Декка» и «Лоран».

Шхуна «Заря» была построена по заказу Советского Союза на верфи «Лайватеоллисуус» в Финляндии в 1952 г. Строительство осуществлялось под непосредственным наблюдением доктора физико-математических наук, профессора Михаила Михайловича Иванова, который много лет руководил экспедиционными работами на шхуне «Заря».

После оснащения шхуны научным и навигационным оборудованием в 1953 г. она вышла в свой первый рейс. За 35 лет работ, проведенных на шхуне «Заря», совершенствовалась методика исследований, обновлялось оборудование, усложнялись задачи. За это время «Заря» прочертила линии своих маршрутов практически во всех морях и океанах. Здесь и суровые воды Северной Атлантики, и ревущие сороковые широты, и знойная тропическая зона Индийского океана, и беспредельные просторы Тихого океана.

Главными направлениями работ научных экспедиций на шхуне «Заря» были:

  • Получение исходного материала для составления магнитных карт, отражающих распределение компонент геомагнитного поля на поверхности Мирового океана.
  • Изучение распределения медленных («вековых») изменений компонент геомагнитного поля.
  • Изучение аномального геомагнитного поля, установление общих закономерностей его распределения на поверхности Мирового океана и его связей с другими физическими полями и строением океанического дна.
  • Экспериментальное исследование новой морской магнитометрической аппаратуры и совершенствование методов измерений и обработки результатов.
  • Немагнитная шхуна «Заря» — было одним из наиболее популярных в мире научных судов.

С 1953 г. на шхуне «Заря» регулярно проводились экспедиционные работы, в результате которых к 1982 г. были выполнены измерения компонент геомагнитного поля на профилях общей протяженностью более 600 000 км в Атлантическом, Индийском и Тихом океанах.

С 1956 по 1969 г. «Заря» провела в океанах более 80 месяцев. К этому периоду относятся такие продолжительные экспедиции как пятнадцатимесячная в 1957—1958 гг., десятимесячные в 1959 и 1960 гг., а также несколько восьмимесячных экспедиций в последующие годы. Районами работ в эти годы были самые отдаленные и мало изученные в магнитном отношении участки Мирового океана. В последующие годы большое место в работе «Зари» занимали морские съемки на отдельных площадях.

Лаборатория наземных геомагнитных исследований

По пунктам векового хода Обь-Печора и весь Северо–Запад СССР приблизительно 200 точек измерения раз в 5 лет с 1965 по 1980 гг.

Экспедиции на полуостров Камчатка «Изучение связи сейсмо-вулканической активности с вариациями магнитного поля Земли» 1962-1968 гг.

Экспедиции «Исследование особенностей вариации магнитного поля Земли в сейсмоактивной зоне Казахстана» – изучение сейсмоактивной зоны Казахстана 1969-1982 гг., затем между озерами Иссык-Куль и Балхаш, а также зона Тянь-Шань до 1983 гг. ежегодно.

Наблюдения магнитного поля Земли в авроральных зонах северного и южного полушарий, Арктике (СП) и Антарктике (САЭ) в составе различных геофизических экспедиций 1960-1990 гг.

Экспедиции «Исследования магнитных аномалий и электропроводности земной коры» на территории Камчатской-Печорской магнитной аномалии, а также территорий Республики Карелия и Кольского полуострова.

Экспедиции «Исследования вариаций магнитного поля вдоль меридионального профиля на Северо-Западе РФ на плотной/густой сети станций» с 1972 г. по настоящее время (Сеансовые наблюдения в течении 1-2 месяцев).

Геофизический эксперимент «Хибины» с использованием первого МДГ генератора для определения геоэлектрических характеристик Балтийского щита и поиска полезных ископаемых 1972 год.

Экспедиции на Кубу – составление магнитной карты Кубы 1972-1983 гг.

В период проведения геофизических экспериментов с мощным воздействием ОНЧ передатчиком на ионосферу в субавроральной зоне 1975-1985 гг.

Экспедиции по территории Монголии – составление магнитных карт Монголии 1980-е гг.

Экспедиции направленные на изучение кратеров Сихотэ-алинского и Тунгусского метеоритов.

Исследования градиентов и фазовых скоростей геомагнитных возмущений в субавроральной зоне Республики Карелия и сейсмоактивных зонах Японии с 1984г. по настоящее время.

Совместные экспедиционные работы в сейсмоактивных зонах Японии с 1994 г. по настоящее время.

Группа аэромагнитных исследований


С 1970-1990 гг. СПбФ ИЗМИРАН (тогда ЛО ИЗМИРАН) совместно с Военно-космической Академией имени А.Ф.Можайского (ВКА имени А.Ф.Можайского) адаптировали самолет АН-12 для магнитных измерений: была полностью модернизирована система электроснабжения на борту самолета и вносены изменения в конструкцию хвостовой части. В восьмиметровом немагнитном хвосте обновленного самолета было размещено следующее оборудование: квантовые трехкомпонентные и контрольные феррозондовые магнитометры.

Совместно с ВКА имени А.Ф.Можайского проводились измерения на метрологическом полигоне под Самаркандом. И были выполнены маршруты вдоль всего СССР от г. Ленинграда (сейчас г. Санкт-Петербург) через полуостров Камчатка до Командорских островов, а также до Львова, до Крыма, до Средней Азии.

В результате проведенных экспедиционных исследований были выявлены локальные и региональные аномалии магнитного поля. Результаты работ представлены в отчетах Почтарева В.И., Турбина Ю.Г., Бугрова Е.А. (СПбФ ИЗМИРАН) и Варганова (ВКА).