Наука и технологические разработки: статья

ВКЛАД “ПЕРВОЙ ПОЛЕВОЙ ЛАБОРАТОРИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ИМПУЛЬСНЫХ МГД-ГЕНЕРАТОРОВ В ГЕОФИЗИКЕ” В УНИКАЛЬНЫЙ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ
А.Я. СИДОРИН
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Наука и технологические разработки
Том: 99
Номер: 1
Год: 2020
Страницы: 59-72
УДК: 550.837.311
DOI: 10.21455/std2020.1-5
Ключевые слова: импульсный МГД-генератор, использование в геофизике, электромагнитные зондирования, Гармский полигон, первый в мировой геофизической практике эксперимент, аппаратурно-методические разработки
Аннотация: В 1970-1980-х годах в СССР было проведено несколько экспериментов по исследованию возможностей использования мощных импульсных МГД-генераторов в геоэлектрических исследованиях. Первым в мировой геофизической практике экспериментом по глубинному электромагнитному зондированию земной коры с импульсным МГД-генератором стал эксперимент на Гармском полигоне в Таджикистане. Предполагалось, что резкое увеличение мощности источника, используемого для зондирований, позволит исследовать изменения электрических параметров земной коры до глубин размещения фокальных зон землетрясений. По словам руководителя работ по использованию МГД-генераторов в практику геофизических исследований академика Е.П. Велихова, приведенным в одной из публикаций, «Гармский геофизический полигон играл роль первой полевой лаборатории по использованию импульсных МГД-генераторов в геофизике». В связи с 35-летием с момента начала режимных зондирований с МГД-генератором на Гармском полигоне кратко перечислены основные итоги этого эксперимента, выполненные аппаратурно-методические разработки и их влияние на проведение экспериментов с МГД-генераторами в других регионах. Помимо геофизических исследований, на МГД-установке «Памир-1» проводились различные эксперименты по усовершенствованию самого МГД-генератора и изменению формы генерируемых импульсов тока для проверки возможности использования их для электромагнитных зондирований различными методами. В частности, были выполнены эксперименты по повышению выходного напряжения МГД-генератора, генерации переменного тока и некоторые другие. Разработан метод частотного электромагнитного зондирования земной коры и получены новые данные о глубинном строении Гармского полигона. Параллельно с использованием мощных одиночных импульсов тока проводились исследования по разработке зондирований с электрическими генераторами длительного действия на основе использования методов накопления слабых сигналов. Для этого была разработана и выпускалась мелкими сериями прецизионная аппаратура для зондирований периодическими импульсными последовательностями, созданы мощные генераторные установки длительного режима работы с высокой стабильностью тока в нагрузке. Проведен уникальный эксперимент по многолетнему прецизионному мониторингу методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ).
Список литературы: Велихов Е.П. (ред.). Геоэлектрические исследования с мощным источником тока на Балтийском щите. М.: Наука, 1989. 272 с.

Велихов Е.П., Зейгарник В.А. МГД-метод преобразования энергии в геофизике // МГД-теория, энергетика, технология. 1985. № 1. С.19-30.

Волков Ю.М., Лисин А.С. Оценка эффективности глубинных электромагнитных зондирований методами мощного единичного импульса и накопления слабых сигналов на фоне естественных помех // Измерение и обработка одиночных сигналов при геофизических исследованиях с импульсными источниками. Апатиты: КФ АН СССР, 1979. С.5-14.

Гарьянов А.В., Сидорин А.Я., Черный И.Г. Аппаратурно-методические разработки для прецизионного геоэлектрического мониторинга // Сейсмические приборы. 1999. Вып. 31. С.14-28.

Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Оптимизация алгоритма расчета временных вариаций удельного сопротивления по данным режимных зондирований методом ВЭЗ для повышения точности и надежности результатов // Наука и технологические разработки. 2019. Т. 98, № 1. С.35-56. https://doi.org/10.21455/std2019.1-3

Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Метод построения модели геоэлектрического разреза с учетом сезонных вариаций по данным многолетнего мониторинга методом ВЭЗ для поиска предвестников землетрясений // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 4. C.61-80. https://doi.org/10.21455/si2017.4-5

Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Построение оптимальной модели геоэлектрического разреза по данным режимных ВЭЗ на примере центральной части Гармского полигона // Геофизические процессы и биосфера. 2018а. Т. 17, № 3. С.109-140. https://doi.org/10.21455/GPB2018.3-7

Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Сезонные вариации удельного электрического сопротивления в верхних слоях земной коры // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018б. Т. 45, № 3. С.68-83. https://doi.org/10.21455/VIS2018.3-6

Ельцов И.Н., Морозова Г.М., Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Сравнительная эффективность подавления электромагнитных помех аппаратурой “Цикл-2” и “СЭЗ-1” // Сейсмические приборы. 1999. Вып.31. С.45-49.

Ельцов И.Н., Манштейн А.К., Морозова Г.М., Неведрова Н.Н., Сидорин А.Я. Электромагнитные зондирования на Гармском полигоне методом становления поля // Электрическое взаимодействие геосферных оболочек. М: ОИФЗ РАН, 2000. С.183-192.

Ельцов И.Н., Морозова Г.М., Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Рекогносцировочные исследования с аппаратурой СЭЗ-1 на Байкальском прогностическом полигоне // Сейсмические приборы. 2001. Вып. 36. С.48-55.

Жамалетдинов А.А. (ред.). Глубинные геоэлектрические исследования с использованием промышленных линий электропередач. Апатиты: ККФ АН СССР, 1990. 107 с.

Жамалетдинов А.А., Шевцов А.Н., Велихов Е.П. и др. Исследование взаимодействия электромагнитных волн КНЧ-СНЧ диапазона (0.1-200 Гц) с земной корой и ионосферой в поле промышленных линий электропередачи (эксперимент “FENICS”) // Геофизические процессы и биосфера. 2015. Т. 14, № 2. С.5-49.

Журавлев В.И. Линеаризованная обратная задача электроразведки // Докл. АН СССР. 1979. Т. 248, № 1. С.64-66.

Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Определение импульсной функции геоэлектрического разреза // Измерение и обработка одиночных сигналов при геофизических исследованиях с импульсными источниками. Апатиты: КФ АН СССР, 1979а. С.33-35.

Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Анализ особенностей спектрального метода обработки импульсных сигналов при электрическом зондировании земной коры// Измерение и обработка одиночных сигналов при геофизических исследованиях с импульсными источниками. Апатиты: КФ АН СССР, 1979б. С.66-69.

Журавлев В.И., Сидорин А.Я. О прогнозировании помех при зондировании земной коры одиночными импульсами тока // Геомагнетизм и аэрономия. 1982. Т.22, №5. С.836-841.

Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Связь особенностей пространственного распределения сейсмичности и геоэлектрического строения Гармского полигона // Докл. АН СССР. 1986а. Т. 287, № 3. С.595-598.

Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Оптимизация сети режимных дипольных зондирований на Гармском полигоне // Прогноз землетрясений. № 7. Душанбе: Дониш, 1986б. С.162-168.

Журавлев В.И., Сидорин А.Я. Частотное электромагнитное зондирование одиночными импульсами // Изучение природы вариаций геофизических полей. М.: ОИФЗ РАН, 1994. С.134-147.

Журавлев В.И., Сидорин А.Я., Шевченко В.И. Геоэлектрический разрез Гармского полигона по данным частотного зондирования // Изучение природы вариаций геофизических полей. М.: ОИФЗ РАН, 1994. C.148-160.

Журавлев В.И., Зейгарник В.А., Сидорин А.Я. Электромагнитные зондирования земной коры Гармского полигона одиночными импульсами. М.: ОИФЗ РАН, 1997. 208 с.

Журавлев В.И, Коновалов Ю.Ф., Лукк А.А., Сидорин А.Я. Модель геоэлектрического разреза земной коры Гармского района в сопоставлении с геологическими и сейсмологическими данными // Физика Земли. 1998. № 8. С.38-48.

Зейгарник В.А., Сидорин А.Я. МГД-генератор “Памир-1” в исследованиях по прогнозу землетрясений // Сейсмические приборы. 1997а. Вып. 27. С.77-91.

Зейгарник В.А., Сидорин А.Я. Генераторные установки периодического действия и их применение в исследованиях по прогнозу землетрясений // Сейсмические приборы. 1997б. Вып. 28. С.69-88.

Зейгарник В.А., Сидорин А.Я. Импульсные МГД-генераторы в исследованиях по прогнозу землетрясений // Сейсмические приборы. 1997в. Вып. 28. С.89-98.

Зейгарник В.А., Рикман В.Ю., Сидорин А.Я. Электромагнитные зондирования с МГД-генератором “Памир-1” в режиме генерации переменного тока // Сейсмические приборы. 1997. Вып. 29. С.35-43.

Колобов В.В., Баранник М.Б., Ефимов М.Б, Жамалетдинов А.А., Шевцов А.Н., Копытенко Ю.А. Генератор “Энергия-4” для мониторинга сейсмоактивных зон и электромагнитного зондирования земной коры: Опыт применения в эксперименте “Ковдор-2015” // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 3. C.55-73. https://doi.org/10.21455/si2017.3-5

Лисин А.С. Физические предпосылки увеличения эффективности электромагнитных зондирований методом мощного одиночного импульса в условиях нестационарных помех // Глубинное электрозондирование с применением промышленных линий электропередач. Апатиты: КФ АН СССР, 1981. С.92-99.

Нерсесов И.Л., Сидорин А.Я., Журавлев В.И., Велихов Е.П., Волков Ю.М., Кукса Ю.И., Венгерский В.В., Бабаков Ю.П., Писакин А.В., Исаев Ю.И., Назаровский В.В. Прогноз землетрясений методом глубинного электрического зондирования земной коры с использованием МГД-генератора “Памир-1” // Докл. АН СССР. 1979. Т. 245, № 1. С.55-58.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Цифровой резистивный вариометр для поиска предвестников землетрясений // Разработка и исследование сейсмометрической аппаратуры. М.: Наука, 1985а. С.37-41. (Сейсмические приборы. № 17).

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Метод и результаты электрометрических наблюдений в сейсмоактивном районе // Докл. АН СССР. 1985б. Т. 282, № 2. С.295-299.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Аппаратура СЭЗ-1 и ее применение на Гармском полигоне // Прогноз землетрясений. №7. Москва; Душанбе: Дониш, 1986. С.95-99.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Способ измерения сигналов электрозондирования. Авт. свидетельство № 1434997. 1988.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Аппаратура для динамической геоэлектрики. М.: ИФЗ АН СССР, 1990. 208 с.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Полевой калибратор низкочастотной электроразведочной аппаратуры. Авт. свидетельство № 1684771 // Бюл. № 38. 15.10.1991а.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Многофункциональная станция электрического зондирования и результаты ее использования // Комплексные исследования по прогнозу землетрясений. М.: Наука, 1991б. С. 182-199.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Экспериментальная оценка эффективности подавления помех при электрическом зондировании в целях прогноза землетрясений // Сейсмические приборы. 1996. Вып. 25-26. С.212-216.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Импульсная калибровка аппаратуры при поиске предвестников землетрясений // Сейсмические приборы. 1997а. Вып. 27. С.52-60.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Устройство измерения вариаций электросопротивления горных пород. Патент № 2084928 на изобретение // Бюл. № 20. 20.07.1997б.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Алгоритм обработки отсчетов на выходе устройства накопления аппаратуры СЭЗ // Сейсмические приборы. 1999а. Вып. 31. С.72-79.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Зависимость эффективности подавления помех при электрическом зондировании от количества накапливаемых импульсов // Сейсмические приборы. 1999б. Вып. 32. С.39-45.

Осташевский М.Г., Полтанов А.Е., Сидорин А.Я. Генераторная техника для исследований по прогнозу землетрясений методом электромагнитных зондирований с накоплением сигналов // Сейсмические приборы. 1997. Вып. 27. С.15-20.

Сидорин А.Я. Вариации электрического сопротивления верхнего слоя земной коры // Докл. АН СССР. 1984. Т. 278, № 2. С.330-334.

Сидорин А.Я. Измерительная аппаратура для поиска предвестников землетрясений методом электрического зондирования одиночными импульсами // Сейсмические приборы. 1986а. № 18. С.52-54.

Сидорин А.Я. Результаты прецизионных наблюдений за вариациями кажущегося сопротивления на Гармском полигоне // Докл. АН СССР. 1986б. Т. 290, № 1. С.81-84.

Сидорин А.Я. (ред.). Гармский геофизический полигон. М.: Наука, 1990. 240 с.

Сидорин А.Я. Предвестники землетрясений. М.: Наука, 1992. 192 с.

Сидорин А.Я., Журавлев В.И. Оценка размеров зон подготовки землетрясений по данным электрического зондирования // Моделирование предвестников землетрясений. М.: Наука, 1980. С.45-54.

Сидорин А.Я., Зейгарник В.А. Электромагнитные зондирования с МГД-генератором, оснащенным преобразователем напряжения // Сейсмические приборы. 1997а. Вып. 29. С.30-34.

Сидорин А.Я., Зейгарник В.А. Экспериментальные оценки погрешностей определения кажущегося сопротивления в исследованиях по прогнозу землетрясений с МГД-генератором // Сейсмические приборы. 1997б. Вып. 29. С.51-57.

Сидорин А.Я., Зейгарник В.А. Батарея конденсаторов как генераторная установка для исследований по прогнозу землетрясений // Сейсмические приборы. 1997в. Вып. 29. С.69-84.

Сидорин А.Я., Осташевский М.Г. Методика прецизионного электрического зондирования при поиске предвестников землетрясений // Сейсмические приборы. 1996. Вып. 25-26. С.189-211.

Сидорин А.Я., Осташевский М.Г. Наблюдения с цифровым вариометром сопротивления на Гармском полигоне // Сейсмические приборы. 1998. Вып. 30. С.51-60.

Сидорин А.Я., Осташевский М.Г. Опыт режимных дипольных зондирований с аппаратурой СЭЗ-1 // Сейсмические приборы. 1999. Вып. 32. С.54-61.

Сидорин А.Я., Осташевский М.Г. Дополнительные методы подавления помех при мониторинге сопротивления с аппаратурой СЭЗ // Сейсмические приборы. 2000а. Вып. 34. С.43-66.

Сидорин А.Я., Осташевский М.Г. Результаты применения аппаратуры СЭЗ на Гармском полигоне // Сейсмические приборы. 2000б. Вып. 34. С.72-88.

Трапезников Ю.А., Волыхин А.М., Щелочков Г.Г. и др. О результатах режимных электрометрических наблюдений по схеме ДЗ на Фрунзенском прогностическом полигоне (полигон “ИВТАН-2”) // Прогноз землетрясений. № 7. Москва; Душанбе: Дониш, 1986. С.103-106.

Трапезников Ю.А., Волыхин А.М., Щелочков Г.Г. и др. Основные результаты электромагнитных исследований по прогнозу землетрясений на полигонах ИВТАН // Прогноз землетрясений. № 11. Москва; Душанбе: Дониш, 1989. С.264-274.

Шевцов А.Н. Обработка и интерпретация данных глубинного частотного зондирования в комплексе с аудиомагнитотеллурическими измерениями (эксперимент “Мурман-2018”) // Наука и технологические разработки. 2019. Т. 98, № 4. С. 19-33. https://doi.org/10.21455/std2019.4-2