Геомагнетизм

Магнитные явления были известны ещё в Древнем мире, но начало науки о земном магнетизме связывается либо с открытием магнитного склонения Х.Колумбом во время его плавания из Европы в Америку в 1492–1493 гг., либо с открытием магнитного наклонения английским гидрографом П.Норманом (1581 г.).

В России первые магнитные наблюдения были проведены в 1556–1557 гг. в устье реки Печора, на острове Новая Земля, Вайгач и в селе Холмогоры, в Казани — в 1761 г.

В 1759 г. М.В.Ломоносов впервые высказал мысль о неоднородном намагничивании земного шара, объяснив тем самым изменчивость магнитного поля на его поверхности.

Геомагнитное поле, в любой точке пространства характеризуемое величиной и направлением, слагается из постоянной (99%) и переменной (1%) составляющих. Постоянное поле вызвано внутриземными источниками, переменное — источниками внешнего ионосферного и магнитосферного происхождения. Геомагнитное поле медленно изменяется во времени. По этой причине периодически обновляются мировые магнитные карты (особенно карта магнитного склонения), используемые в навигации и других областях.

Переменная составляющая геомагнитного поля связана в основном с деятельностью Солнца, вызывающей периодические изменения (магнитные вариации) и возмущения поля (магнитные бури). И те, и другие возникают под влиянием идущего от Солнца потока заряженных частиц — солнечного ветра. Его действие приводит к появлению в ионосфере и на границе с магнитосферой временных электрических полей и, следовательно, переменных магнитных полей, достигающих поверхности Земли и проявляющихся в виде магнитных вариаций. Возрастание интенсивности солнечного ветра, скорости его частиц и их вторжение в магнитосферу вызывают в ней сильные возмущения.

Изучение геомагнитного поля в историческом (археомагнетизм) и геологическом (палеомагнетизм) прошлом проводится по естественной остаточной намагниченности предметов материальной культуры (древние очаги, обожжённые кирпичи и керамика и др.) в первом и горных пород во втором случаях.

Земной магнетизм исследуется учёными Казанского университета с начала  XIX в. (Н.М.Симонов, А.Я.Купфер).

В 1870-е гг. И.Н.Смирнов впервые произвёл планомерную магнитную съёмку Европейской части России и Кавказа, измерив магнитное поле в 281 пункте. До этого момента магнитные наблюдения в различных местах Российской империи проводили в основном иностранные учёные и отчасти учёные Петербургской Академии Наук.

Исследования Смирнова позволили А.Тилло впервые составить в 1880-х гг. магнитные карты для Европейской части России и Кавказа.

В 1874 г. в районе города Белгород Смирнов наблюдал наиболее  интенсивные магнитные поля, заново открыв и предварительно изучив то, что сейчас называется Курской магнитной аномалией.

В 1-й трети XX в. важное значение приобрели работы В.А.Ульянина.

В 1931–1936 гг. в СССР проводилась Генеральная магнитная съёмка с сетью наблюдений в Европейской части страны через 20–30 км. На территории Татарстана она была выполнена в основном в 1931–1933 гг. В результате впервые разработаны карты пространственного распределения элементов земного магнитного поля для всей территории СССР (включая Татарстан), сыгравшие большую роль в решении проблем земного магнетизма, изучении общего геологического строения страны и др.

С 1934 г. магнитные съёмки на территории Татарстана проводятся для решения геологопоисковых задач — изучения строения кристаллического фундамента и осадочного чехла, поисков нефтегазоносных структур, месторождений битумов и других полезных ископаемых.

К 1955 г. вся территория Татарстана была покрыта общей поисково-площадной наземной магнитной съёмкой.

В 1957 г. были составлены первые сводные карты (масштаба 1:200000) магнитных аномалий и аномалий силы тяжести.

В результате геологических интерпретации магнитных и гравитационных аномалий построена одна из первых схем внутреннего строения докембрийского кристаллического фундамента Татарстана (В.П.Боронин).

Во 2-й половине XX в. наземные и воздушные магнитные съёмки, обычно высокоточные, проводились на ограниченных участках территории республики.

В 1955–1960 гг. территория Татарстана была охвачена региональной аэромагнитной съёмкой (с расстоянием между аэропрофилями 3–5 км).

В 1960–1962 гг. была выполнена более детальная съёмка с расстоянием между аэропрофилями 500 м (масштаб карт 1:100000).

В 1972–1973 гг. аэромагнитная съёмка повышенной точности проведена в центральных и восточных частях республики.

С 1987 г. на территории Татарстана осуществляется планомерная детальная высокоточная аэромагнитная съёмка в комплексе с аэрогамма-спектрометрической съёмкой и экологическими наблюдениями (расстояние между аэропрофилями 250 м, высота полёта 200 м, масштаб карт 1:50000).

Карты магнитных аномалий как наземных, так и аэромагнитных съёмок в комплексе с другими геолого-геофизическими материалами служат для изучения и уточнения геологического строения кристаллического фундамента и осадочного чехла, выявления перспективных участков на поиски месторождений нефти, битумов и других полезных ископаемых. Решению подобных вопросов, геологическому истолкованию магнитных аномалий Татарстана посвящено исследование многих татарстанских геофизиков: В.П.Боронина, М.Я.Боровского, В.И.Богатова, Н.А.Докучаевой, Г.Е.Кузнецова, Д.К.Нургалиева, А.Г.Салихова, В.П.Степанова, И.М.Уразаева, Р.К.Хабибуллова, Б.Г.Червикова, Э.К.Швыдкина и др.

В 1963 г. в Казанском университете Нургалиевым по инициативе и под руководством Боронина начаты исследования в области палеомагнетизма и магнетизма горных пород.

Казанский университет подготовил крупных учёных в области геомагнитизма  (Б.А.Андреев, В.И.Афанасьева, Н.П.Бенькова, Ю.Д.Калинин, А.А.Логачёв, М.К.Фаткуллин и др.), сыгравших важную роль в становлении и развитии открытого в 1940 г. Института земного магнетизма АН СССР.

Андреев и Логачёв основали Ленинградскую геофизическую школу; первый разработал методологию применения геофизического, в том числе магнитного, методов в решении задач региональной структурной геологии; Логачёв создал первый в мире аэромагнитометр и новый аэромагнитный вид магнитной съёмки, за что был удостоен Ленинской премии.

Яновский Б.М. Земной магнетизм. Л., 1978;

Боронин В.П., Степанов В.П., Гольдштейн Б.Л. Геофизическое изучение кристаллического фундамента Татарии. Казань, 1982;

Боровский М.Я., Газеев Н.Х., Нургалиев Д.К. Геоэкология Республики Татарстан: геофизические аспекты. Казань, 1996.

Автор – В.П.Боронин