Для реализации Проекта “Эволюция геомагнитного поля и взаимодействие планетарных оболочек” в 2014 г. на базе Института Физики Земли РАН под научным руководством Ведущего Ученого Ива Галле была создана лаборатория Археомагнетизма и эволюции магнитного поля. В состав этой лаборатории вошли как уже известные исследователи, так и молодые сотрудники, только начинающие свою научную карьеру.

 

Проект направлен на достижение следующих трех основных целей: (1) создание современной археомагнитной лаборатории мирового класса; (2) получение новых ключевых данных об эволюции магнитного поля Земли на разных масштабах времени: от сотен до сотен миллионов лет; (3) использование этих данных для изучения связи процессов, происходящих во внутренних и внешних оболочках нашей планеты.

 

Для достижения этих целей в рамках 2017 года по Проекту получены следующие научные результаты:

˗

- выполнены исследования, направленные на определение возможности повышения чувствительности трёхкомпонентного термомагнитометра, изготовленного в ГО «Борок» ИФЗ РАН, путём модернизации модуля датчиков магнитного момента в рамках существующей конструкции. Проведены сравнительные испытания различных прецизионных сплавов, которые могли бы быть использованы при изготовлении датчиков магнитного момента.

-Разработан протокол автоматической коррекции влияния анизотропии термоостаточной намагниченности на результаты определения величины напряженности древнего магнитного поля и выполнена его программно- аппаратурная реализация на трёхкомпонентном термомагнитометре, производства ГО «Борок» ИФЗ РАН.

 

- выполнены экспериментальные исследования и проведён теоретический анализ свойств химической остаточной намагниченности CRM. Показано, что «палеонапряжённость», определённая на образцах, содержащих этот вид намагниченности методом Телье-Коэ по линейным участкам диаграмм Араи-Нагата, оказывается в 2-3 раза заниженной по сравнению с истинным полем создания CRM. Выполнено численное моделирование методом Монте-Карло процесса образования CRM в системе однодоменных (ОД) взаимодействующих частиц, показано, что спектры деблокирующих температур CRM и TRM имеют очень большое сходство, тем самым свидетельствуя в пользу предположения о слабой различимости CRM и TRM при определении палеонапряжённости по методике Телье.

 

- выполнено археомагнитное исследование древних археологических памятников Ярым Тепе I и II, относящихся к Хассунской и Халафской культурам Позднего Неолита и расположенных на современной территории Северного Ирака. Данные, полученные по Ярым Тепе II, выявили явный тренд к снижению значений археонапряженности на протяжении шестого тысячелетия до н.э., с наличием четкой ступенчатой эволюцией поля в интервале ~5600 – 5400 лет до н.э. Резкое падение напряженности геомагнитного поля сопровождалось узким пиком около 5500 лет до н.э. Археомагнитные определения по Ярым Тепе I показали отсутствие значительных вариаций напряженности геомагнитного поля на протяжении 7-го тысячелетия до н.э. Значения напряженности геомагнитного поля в этом интервале хорошо согласуются с таковыми, полученными ранее по археологическим памятникам Сирии (Gallet et al., 2015).

​

- полученные в 2017 г. палеомагнитные данные, подтверждают, что такырные отложения являются перспективным объектов для изучения вариаций геомагнитного поля на протяжении последних тысячелетий. Массовая палеомагнитная обработка отобранных коллекций, с изучением по несколько дублей с каждого стратиграфического уровня и с использованием как температурной чистки, так и чистки переменным магнитным полем, позволит получить к концу 2018 г. детальную запись вариаций геомагнитного поля в Средней Азии на протяжении последних нескольких тысячелетий. Сопоставление результатов палинологического, гранулометрического и другим видам дополнительных анализов с полученными петромагнитными данными представляется весьма многообещающим для реконструкции палеоклиматических обстановок и палеогеографии региона.

 

- по хорошо датированным археологическим памятникам Ярославской области получены новые данные о напряженности геомагнитного поля на территории Центральной России в интервале времени начало XVIII века – первая треть XIX века. Эти данные хорошо согласуются с вариациями геомагнитного поля, наблюдаемыми на территории Западной Европы в течение того же временного периода. Последнее дает основание считать, что в рассматриваемое время вклад недипольных источников в геомагнитное поле на территории Европы был незначителен.

​

- в 2017 г. были организованы экспедиции к ряду озер Центральной России для проведения сейсмоакустических исследований. Это позволило наметить объекты, перспективные для отбора керновых колонок для палеомагнитных исследований. Проведен детальный отбор образцов (более 1300) для лабораторных исследований. Проведены магнитно-минералогические, предварительные палеомагнитные и палеобиологические исследования осадков. По ряду проб осадков озер Плещеево (Ярославская область) и Большой Кисегач (Челябинская область) определен абсолютный возраст радиоуглеродным методом в лаборатории NTUAMS Факультета наук о Земле Национального университета Тайваня (Тайпей, Тайвань). Проведены магнитно-минералогические исследования осадков озера Кисегач. На основе полученных данных, построены модели временного масштаба и мастер-кривые. Полученные мастер-кривые сопоставлены с известными записями по озерам Восточной и Западной Европы, выявлены некоторые особенности, возможно, связанные с влиянием недипольных источников геомагнитного поля.

 

- выполнены расчеты, которые позволили уточнить связь пространственных и временных масштабов изменчивости магнитного поля, возникающего из геодинамо. Показано, что вплоть до n=44 имеется структура зависимости автокорреляций коэффициентов gnm (t), hnm (t) при сферических гармониках от параметров n,m. В первом приближении эта зависимость эффективной ширины a(n,m) автокорреляционной функции по порядку величины обратно пропорциональна (n+m). Вариация параметров геодинамо, полярность исследуемого поля не влияют на эту оценку. Также получены уточнения указанной зависимости, позволяющие утверждать существование поправочных членов в найденной аппроксимации.

​

- изучены представительные палеомагнитные коллекции пород раннекембрийского и позднеэдиакарского возраста Севера, Северо-Востока и Востока Сибирской платформы. Получены новые свидетельства аномального характера палеомагнитной записи в породах позднего эдиакария - нижнего кембрия Сибирской платформы. Эти данные уверенно подтверждают справедливость гипотезы [Павлов и др., 2004] о том, что в значительной части переходных венд-кембрийских слоев Сибирской платформы объективно существуют две значительно различающиеся по направлению стабильные высокотемпературные компоненты намагниченности, каждая из которых может рассматриваться в качестве первичной, образовавшейся не позднее раннего кембрия. Анализ мировых палеомагнитных данных для этого интервала геологической истории показывает, что наблюдаемые в Сибири особенности палеомагнитной палеомагнитной записи для границы докембрия и фанерозоя носят планетарный характер, не согласуются с традиционными представлениями о палеомагнитной записи, как отражающей преимущественно аксиально-дипольный характер геомагнитного поля и требуют допущения, что геомагнитное поле на границе протерозоя и фанерозоя (эдиакария - нижнего кембрия) существенно отличалось от геомагнитного поля более поздних эпох.