CC BY
44
УДК 613.168:537.87
А.Л. Бояров, И.Б. Нагуслаева, Ю.Б. Башкуев
МОНИТОРИНГ ЕСТЕСТВЕННОГО И ТЕХНОГЕННОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ В ОНЧ ДИАПАЗОНЕ
Отдел физических проблем при Президиуме Бурятского научного центра СО РАН (Улан-Удэ)
В работе представлены результаты мониторинга техногенного электромагнитного загрязнения на примере г. Улан-Удэ. Показано также, что уровень естественного электромагнитного поля, в ОНЧ диапазоне в Тункинской долине Республики. Бурятия значительно выше, чем. в пригороде Улан-Удэ. Приведены, результаты, измерений уровня, электромагнитного поля, над зоной разлома в земной коре. Ключевые слова: естественное и техногенное электромагнитное поле, зона разлома
MONITORING OF THE NATURAL AND TECHNOGENIC ELECTROMAGNETIC FIELD IN VLF THE RANGE
A.L. Bojarov, I.B. Naguslaeva, Yu.B. Bashkuev
Department of Physical Problems, Buryat Scientific Center, SB RAS, Ulan-Ude
In work results of monitoring of technogenic electromagnetic pollution on an example of Ulan-Ude are presented. It is shown also that level of a natural electromagnetic field, in VLF a range in the Tunkinsky hollow of Republic Buryatiya considerably above, than in suburb Ulan-Ude. Results of measurements of level of an electromagnetic field, over a tectonic fault in earth crust are resulted.
Key words: Natural and technogenic electromagnetic field, a tectonic fault
ВВЕДЕНИЕ
Измерения плотности потока очень низкочастотных (ОНЧ) электромагнитных излучений проведены многоканальными геофизическими регистраторами различных модификаций МГР-1М, МГР-01, разработанными и изготовленными в ИМ-КЭС СО РАН (г. Томск). Регистраторы предназначены для измерения временных и пространственных вариаций естественного электромагнитного поля Земли. Следует отметить, что при проведении измерений работа всех каналов регистраторов синхронизирована, параметры усилительных трактов каналов и режимы регистрации на одинаковых частотах идентичны. В работе приводится анализ экспериментальных данных исследований естественного и техногенного электромагнитного фона в условиях города, в пригороде, в Тункинской долине и на тектоническом разломе.
1. Мониторинг техногенного электромагнитного загрязнения в ОНЧ диапазоне (на примере г. Улан-Удэ)
Измерительная установка МГР-1М располагалась в здании БНЦ СО РАН и круглосуточно с 3 декабря 2010 г. регистрировала аддитивную смесь естественных и техногенных электромагнитных излучений, принимаемых на магнитную рамочную антенну, ориентированную плоскостью рамки по направлению «север — юг». Источниками техногенных электромагнитных полей являются: 1) линии электропередач (ЛЭП) с частотой 50 Гц и их высшие гармоники; 2) электрифицированные железные дороги с питающим напряжением 27,5 кВ; 3) трамвайные электрические цепи; 4) системы сотовой связи и радиотелевизионные передающие центры; 5) компьютерные сети; 6) промышленные
предприятия и мощные энергетические установки; 7) другое технологическое оборудование, потребляющее электрическую энергию. Анализ результатов наглядно показывает динамику суточного, недельного и месячного уровня ОНЧ импульсного потока. Отмечен «воскресный» эффект, заключающийся в том, что в субботу, воскресенье и праздничные дни уровень ОНЧ поля уменьшается на 5 — 6 порядков относительно рабочих дней. Этот известный в электромагнитной экологии эффект свидетельствует об активной производственной деятельности в г. Улан-Удэ. Сравнение соотношения естественного и техногенного уровней ОНЧ полей проведено по данным измерений ОНЧ импульсного потока на базе «Верхняя Березовка», где с 2008 года работает многоканальный геофизический регистратор МГР-01 на частоте 14,5 кГц. Соотношение естественного фона (примерно до 400 импульсов в час) и техногенного фона (примерно до 2 500 000 импульсов в час) наглядно свидетельствует о сильном техногенном электромагнитном загрязнении территории г. Улан-Удэ (рис. 1).
2. Естественное электромагнитное поле в ОНЧ диапазоне
Установлен очень высокий уровень магнитной составляющей ОНЧ импульсного потока естественного электромагнитного поля Земли на частоте около 14,5 кГц в Тункинской долине (обсерватория ИСЗФ СО РАН «Торы») относительно базовой станции, расположенной вблизи г. Улан-Удэ (рис. 2). Так, в период с 2 до 3 ч ночи 3 июля 2010 г. по каналу «запад — восток» в «Торах» зарегистрировано 335 780 разрядов, а на станции «Верхняя Березовка» — 13 827 разрядов, т.е. импульсный ОНЧ поток в «Торах» выше почти в 25 раз. По кана-
Март 2011 г (лаб.)
Март 2011 г. Верхняя Березовка
Рис. 1. а-в - суточные вариации аддитивной смеси естественного и техногенного электромагнитного излучения на частотах 2; 7; 14,5 кГц (здание БНЦ СО РАН); г - суточный ход естественного электромагнитного излучения на частоте 14,5 кГц (Верхняя Березовка).
лу «север — юг» это отношение составляло - 16. В минимуме ОНЧ-потока в 10 ч утра 5 июля 2010 г. для канала «запад — восток» отношение составляло -18, а по каналу «север — юг» было равно 8. При этом коэффициент взаимной корреляции по каналам «север — юг» был равен 0,8, по каналам «запад — восток» — 0,88. Причиной существенного (в 15 — 25 раз) превышения ОНЧ импульсного потока могут быть значительные различия в орографии мест расположения пунктов наблюдения — наличие альпийского рельефа местности в Восточных Саянах и, как следствие, существенно большая электризация приземной атмосферы при турбулентных движениях воздушных потоков. С бальнеологической точки зрения этот эффект большего импульсного потока может иметь положительное значение для отдыхающих на курорте «Аршан» вследствие образования большего количества озона в приземной атмосфере.
3. Электромагнитное поле в ОНЧ диапазоне над зоной разлома
Земная кора разбита разломами (разрывными нарушениями) на отдельные блоки. Ширина зон разломов составляет десятки — сотни метров — десятки километров, протяженность — единицы, десятки и сотни километров. Геоэлектрическая модель разлома представляет, как правило, линейную зону повышенной электропроводности с резко очерченными границами [ 1 ].
Естественное электромагнитное поле регистрировалось поперек оси разлома «Саженная» с шагом 50 м на частоте 14,5 кГц с помощью полевого многоканального геофизического регистратора МГР-01. Эксперимент проведен в полуденное время в конце октября 2008 года. Время измерений на каждом пикете составляло 5 мин. В результате измерений магнитной компоненты естественного поля по двум направлениям приема «север-юг» и
Мі.имп час
юооооо-
3-7 ню.ия 2010_Торы- В.Березовка
100000-
юооо-
1000
100
^ V г ‘ "■ Л 1 і / 1 * 1 •-і * * 1 \ ї • / ♦ N ф * * / і 4 » ^,4
'' ^ V / > ' 'У\ /' - Л*// \ \\
- - N с-ю Т оры N с-ю-ВБ —*— N з-в_Т оры N з-в_ВБ \ \\ \
30710
40710
50710
Дата (ЬТ)
Рис. 2. Суточные хода естественного электромагнитного поля в Тункинской долине (обсерватория ИСЗФ СО РАН «Торы» и в окрестности Улан-Удэ (Верхняя Березовка).
а б
Рис. 3. Интенсивность импульсного потока магнитной компоненты естественного поля: а - на разломе «Саженная»; б - на опытно-экспериментальной базе «Верхняя Березовка».
«запад — восток» установлен повышенный уровень случайного ОНЧ-импулъсного потока над зоной разлома (на рис. За зона разлома начинается с расстояния 100 м). Увеличение числа импульсов над зоной разлома составляет десятки и сотни раз. Одновременно на базовой станции «Верхняя Березовка» в окрестности г. Улан-Удэ с помощью стационарного комплекта МГР-01 регистрировалась также магнитная компонента естественного поля. Ее интенсивность по направлениям приема
«север — юг» и «запад — восток» за каждые 5 минут измерений не превышала 90 импульсов (рис. Зб). При сопоставлении одновременных измерений обнаружено, что увеличение числа импульсов над зоной разлома «Саженная» составляет десятки и сотни раз. Эффект увеличения ОНЧ — импульсного потока естественного поля над разломной зоной интерпретируется нами не как литосфер-ное ОНЧ-излучение («литосферики»), идущее из земной коры, а как результат увеличения уровня
естественного поля над более проводящей зоной разлома (эффект «посадочной» площадки) [2].
ВЫВОДЫ
Высокие уровни техногенных электромагнитных полей в г. Улан-Удэ могут инициировать нежелательные физико-химические и химико-биологические процессы и явления в организме человека и животных. Исследования целесообразно продолжить в направлении более тонкого физико-химического анализа техногенного электромагнитного воздействия, а также определения вклада и природы конкретных источников электромагнитного излучения. Предложено проводить комплексные радиогеофизические исследования в зонах тектонических разломов с целью полного физико-химического описания этих интереснейших природных объектов, которые в обыденном сознании ассоциируются с «геопатогенными зонами». Кроме радио-волновых методов необходимо привлечь электро-,
магнито-, сейсмо-, гравиразведку, радиометрию, определение радона и другие доступные полевые геофизические методы. Привлечение повышенного внимания к зонам тектонических разломов
— одно из актуальных направлений деятельности в области электромагнитной экологии и сейсмоэлектромагнетизма, имеющее важное практическое применение в жизни человеческой цивилизации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нагуслаева И.Б. Исследование электрических свойств подстилающей среды и пространственновременных характеристик электромагнитного поля по данным радиоизмерений и моделирования : дисс. канд. физ.-мат. наук / ОФП БНЦ СО РАН. — Улан-Удэ, 2009. - 141 с.
2. Радиофизическая диагностика зон тектонических нарушений / Ю.Б. Башкуев [и др.] // Журнал радиоэлектроники. — 2010. — № 10.
- С. 405 — 421.
Сведения об авторах
Бояров Алдар Леонидович - аспирант отдела физических проблем Бурятского научного центра СО РАН (670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахъяновой, 8. ОФП БНЦ СО РАН; тел. 8(3012)433210)
Башкуев Юрий Буддич - доктор технических наук, профессор, заместитель заведующего отделом физических проблем Бурятского научного центра СО Ран (670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахъяновой, 8. ОФП бНц СО РАН; тел. 8(3012)433210; e-mail: ybash @rgp. bsc. buryatia. ru)
