logo

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки

Институт физического материаловедения

Сибирского отделения Российской академии наук
►►►

Годовой отчет, представляемый в Комиссию, созданную для проведения конкурса по поддержке полевых стационаров (станций) институтов СО РАН:


1. Общие сведения.

1.1. Название стационара, институт, год создания:

Радиогеофизический научный стационар «Горячинск» Института физического материаловедения СО РАН, создан в 1991 г.

1.2. Руководитель стационара, контактное лицо:

с.н.с. лаб. электромагнитной диагностики слоистых неоднородных сред ИФМ СО РАН, к.ф-м.н. Дембелов Михаил Георгиевич

1.3. Контактный адрес (почтовый, тел., факс, E-mail):

670047, Улан-Удэ, ул. Сахъяновой, 8, ИФМ СО РАН,
тел: (3012)433210,
факс: (3012)433224,
e-mail: dir@ipms.bscnet.ru;   mdembelov@yandex.ru


2. Местонахождение стационара и социально-бытовые условия

2.1. Адрес стационара:

Республика Бурятия, Прибайкальский район, п. Горячинск, ул. Октябрьская, д.156

2.2. Картографическая схема (географические координаты по GPS):

52°59'08"N, 108°17'11"E

2.3. Занимаемая площадь (самого стационара и отдельно исследуемой территории):

Площадь стационара составляет 14573 кв.м., государственный акт отвода земли имеется (свидетельство о государственной регистрации права 03 АА № 274083 от 27 июня 2006 г.). Инфраструктура стационара включает в себя 1 жилой дом с печным отоплением для круглогодичной работы площадью 54 кв.м., конференц-пристрой площадью 36 кв.м., 2 лабораторных вагон-дома общей площадью 36 кв.м., летняя кухня площадью 12 кв.м..

2.4. Транспортные коммуникации (возможность проезда):

Стационар "Горячинск" расположен на берегу оз. Байкал, в курортном поселке Горячинск. Расстояние от г. Улан-Удэ составляет 175 км, регулярное автобусное сообщение от автовокзала «Селенга» (г. Улан-Удэ). Дорога на всем протяжении имеет асфальтовое покрытие.

2.5. Жилье, электроэнергия, обеспеченность водой, отопление, питание, санитарно-гигиенические возможности, связь и т.п.:

Основной дом имеет печное отопление для круглогодичной эксплуатации. Возможно проживание в любое время года 6 человек. Круглогодичное поселковое электроснабжение. Обеспечение водой – привозная, либо из оз. Байкал (100м). Отличное качество доступа к сотовой сети (Мегафон, МТС, БВК).


3. Использование стационара в научных исследованиях.

3.1. Направления исследований, проводимых на стационаре:

Направление исследований:

  • электромагнитные процессы и явления в акватории оз. Байкал;
  • измерения характеристик естественного импульсного электромагнитного поля Земли;
  • высокоточные GPS измерения в рамках создания геодинамического Байкальского полигона под эгидой ИЗК СО РАН;
  • комплексные георадарные и радиоимпедансные исследования по обнаружению разломных зон и водных горизонтов на дюнах, прилегающих к оз. Байкал;
  • зимние совместные с ИЗК СО РАН и ИСЗФ СО РАН электрофизические исследования на льду оз. Байкал;
  • измерения характеристик полей ДВ-СВ-КВ радиостанций.

3.2. Лабораторно-производственные помещения:

В главном здании стационара имеется возможность проводить радиогеофизические измерения круглогодично. Дополнительно на стационаре имеются 2 лабораторных вагон-дома общей площадью 36 кв.м. для проведения измерительных работ в теплое время года.

3.3. Приборное оснащение (перечень оборудования), краткая характеристика параметров:

Комплекс определения спектров естественных полей в диапазоне частот 0-50 Гц

  1. Анализатор спектров СК-4-72 ();
  2. Селективный нановольтметр Unipan 233;
  3. Магнитно-индукционные датчики;

Комплекс измерения амплитудно-фазовых характеристик ДВ-СВ радиостанций

  1. Генератор сигналов Г-3-122;
  2. Стандарт частоты Ч-74;
  3. Блок контроля стандарта частоты 804/1;
  4. Синхронометр кварцевый Ч-7-15;
  5. Частотомер Ч3-64/1;
  6. Измеритель уровня поля SMV 6.5 с антенным блоком FMA 6.2 (используется для определения уровней полей в частотном диапазоне от 100 кГц до 30 МГц);

Георадарные измерения

  1. Антенный блок АБ-700 (к георадару ОКО-2 с центральной частотой зондирования 700 МГц);

Комплекс для фиксации счета импульсов естественных электромагнитных полей

  1. Измеритель естественных электромагнитных полей МГР-01;
  2. Портативный компьютер;

Дополнительное оборудование

  1. Измеритель корреляционных характеристик Х8-4;
  2. Приемник СТВ 4Е;
  3. Блок временной привязки системы времени на базе GPS..

3.4. Участие в выполнении проектов фундаментальных исследований СО РАН, РАН, международных и общероссийских программах (название проекта с указанием периода реализации проекта, кратко - задачи исследования на стационаре):

За последние 5 лет на базе стационара «Горячинск» проводились экспериментальные работы в рамках базового проекта СО РАН «Радиофизическая диагностика слоисто-неоднородных почв и горных пород в ОНЧ-НЧ и ОВЧ-УВЧ диапазонах» приоритетного направления из перечня программ и проектов базовых фундаментальных исследований СО РАН (физические науки, куратор чл.-корр. РАН Миронов В.Л.), а также 2 интеграционных проектов СО РАН и 10 грантов РФФИ:

  1. Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 56 «Сейсмоионосферные и сейсмоэлектромагнитные процессы в Байкальской рифтовой зоне» (2009-2011 гг.);
  2. Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 11 «Литосферно-ионосферные взаимодействия в Байкальской рифтовой системе» (2012-2014 гг.);
  3. Грант РФФИ № 08-02-98007 «Исследование напряженного состояния земной коры Байкальской рифтовой зоны по радиофизическим характеристикам электромагнитной эмиссии в ОНЧ диапазоне» (2008-2010 гг., рук. Башкуев Ю.Б.);
  4. Грант РФФИ № 08-05-98044 «Современная геодинамика Центральной части Байкальского рифта» (2008-2010 гг., рук. Дембелов М.Г.);
  5. Грант РФФИ № 08-05-98038 «Исследование электромагнитных и акустических явлений в ледовом покрове оз. Байкал при его деформировании, растрескивании и разрушении с целью моделирования тектоно-физических процессов на ледовых полях» (2008-2010 гг., рук. Хаптанов В.Б.);
  6. Грант РФФИ № 12-02-98002 «Радиофизическая диагностика сейсмоактивных разломов Байкальской рифтовой системы» (2012-2014 гг., рук. Башкуев Ю.Б.);
  7. Грант РФФИ № 12-02-98007 «Георадарная и радиоимпедансная диагностика акватории озера Котокель и его прибрежной территории» (2012-2014 гг., рук. Хаптанов В.Б.);
  8. Грант РФФИ № 12-01-98006 «Математическое моделирование электромагнитных и термогидродинамических явлений в средах с фрактальной структурой экосистемы озера Байкал и его водосборного бассейна» (2012-2014 гг., рук. Балханов В.К.);
  9. Грант РФФИ № 12-01-98010 «Математическое моделирование динамики сейсмоэлектромагнитных процессов в слоисто-неоднородной земной коре Байкальской рифтовой системы» (2012-2014 гг., рук. Ангархаева Л.Х.);
  10. Грант РФФИ № 12-05-98051 «Изучение современных геодинамических процессов в южной части Байкальской рифтовой системы с применением метода высокоточной GPS-геодезии» (2012-2014 гг., рук. Дембелов М.Г.).
  11. Грант РФФИ № 12-08-90808-мол_рф_нр «Изучение новейших методов регистрации электромагнитного и акустического излучения, возникающего при техногенной деятельности человека». Научный проект Куценко Сергея Михайловича из Иркутского государственного университета путей сообщения, г. Иркутск, в Институте физического материаловедения СО РАН (2012г., рук. Башкуев Ю.Б.);
  12. Грант РФФИ № 12-02-06092-г «Организация и проведение Международного Байкальского семинара по космомикрофизике» (2012 г.).

3.5. Значимые научные достижения, полученные с использованием наблюдений, проводимых на стационаре (со ссылками на важнейшие публикации за последние 3-5 лет):

В 2009-2012 гг. на базе стационара «Горячинск» проводились экспериментальные работы в разные сезоны года в рамках программы базового финансирования, по Интеграционным проектам СО РАН № 56 и № 11, а также десяти проектам РФФИ. 22 июля 2012 году на стационаре проведена пленарная сессия Международного семинара по Космомикрофизике.

1. Методом георадарного профилирования выявлено тектоническое нарушение типа сброс под Байкальскими дюнами в п. Горячинск. Эффект сброса определяется на радарограмме сменой характера слоистости разреза. Сброс проходит под острым углом к берегу на расстоянии от 190 до 250 м.

2. В результате измерений Шумановских резонансов в диапазоне частот от 1 до 50 Гц с помощью анализатора спектров и двух магнитно-индукционных датчиков на стационаре «Горячинск» и на мысе Повалишина вблизи п. Горячинск получены первых 4 резонанса. Полученные предварительные данные позволят оценить возможность проведения постоянных наблюдений Шумановских резонансов вблизи оз. Байкал.

3. Отмечен более высокий уровень магнитной составляющей ОНЧ - импульсного потока естественного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ) на частоте 14,5 кГц в пункте наблюдения «Горячинск» относительно базовой станции «Верхняя Березовка». Измерения, проведенные в июле и августе 2012 г., показали превышение импульсного потока примерно в 2 раза, чем на станции «Верхняя Березовка». Отмечен высокий уровень корреляции магнитной компоненты естественного электромагнитного поля по направлению приема «север-юг» на разных частотах.

4. При проведении георадарных профилирований на оз. Котокель было установлено, что водная толща и дно озера имеют многослойную структуру. Впервые в поддонных осадочных отложениях озера обнаружены локальные области, соответствующие цилиндрическим объектам с электрофизическими характеристиками, которые резко отличаются от свойств воды и донного грунта. Эти объекты интерпретированы нами как стволы древних деревьев, ранее произраставших в голоценовое время в данной местности (рис. 3).

В 2011-2012 гг. по результатам проведенных исследований на стационаре «Горячинск» опубликованы следующие статьи в рецензируемых журналах:

  1. Нагуслаева И.Б., Башкуев Ю.Б., Хаптанов В.Б., Дембелов М.Г. Электромагнитное поле земной волны над узкими тектоническими разломами. // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011. № 1. С. 185-188.
  2. Балханов В.К., Башкуев Ю.Б., Дембелов М.Г., Хаптанов В.Б. Фрактальные электромагнитные характеристики талой воды из озерного льда. // Электромагнитные волны и электронные системы, т. 16, 2011, с. 54-56.
  3. Балханов В.К., Башкуев Ю.Б. Способ детектирования возможного электромагнитного предвестника землетрясений. // Журнал технической физики, 2011. т. 81. Вып. 9. С. 140-143.
  4. Балханов В.К., Башкуев Ю.Б., Дембелов М.Г., Хаптанов В.Б. Пространственная фрактальная характеристика природного материала на примере талой воды из озерного льда // Журнал технической физики, 2012. № 12. С. 112-115.
  5. Балханов В.К., Ангархаева Л.Х., Башкуев Ю.Б., Гантимуров А.Г. Коэффициенты прохождения и отражения электромагнитной волны для градиентного диэлектрического слоя // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. № 11. С. 1-7.
  6. Башкуев Ю.Б., Дембелов М.Г., Пылаев А.А., Тамкун Л.Г. Исследование параметров отраженных от ионосферы сигналов на основе регулярных измерений радиополя в длинноволновом диапазоне // Радиотехника и электроника. 2012. Т. 57. № 3. С. 300-306.

3.6. Научная часть годового отчета, представляемого в Комиссию, созданную для проведения конкурса по поддержке полевых стационаров (станций) институтов СО РАН:

Отмечен более высокий уровень магнитной составляющей ОНЧ - импульсного потока естественного электромагнитного поля Земли (ЕИЭМПЗ) на частоте 14,5 кГц в пункте наблюдения «Горячинск» относительно базовой станции «Верхняя Березовка» (рис. 1). Измерения, проведенные в июле и августе 2012 г., показали превышение импульсного потока примерно в 2 раза, чем на станции «Верхняя Березовка». Отмечен высокий уровень корреляции магнитной компоненты естественного электромагнитного поля по направлению приема «север-юг» на разных частотах.

При проведении георадарных профилирований на оз. Котокель было установлено, что водная толща и дно озера имеет многослойную структуру. Впервые в поддонных осадочных отложениях озера обнаружены локальные области, соответствующие цилиндрическим объектам с электрофизическими характеристиками, которые резко отличаются от свойств воды и донного грунта. Эти объекты интерпретированы нами как стволы древних деревьев, ранее произраставших в голоценовое время в данной местности.

рис.1

Рис. 1. Результаты регистрации магнитной составляющей ОНЧ-импульсного потока на частотах 2; 7 и 14,5 кГц в пункте «Горячинск», сравнение с измерениями в пункте наблюдений «В. Березовка».


4. Вовлеченность стационара в процесс научного взаимодействия и подготовку кадров

Ежегодно в экспериментальных работах участвуют аспиранты очного обучения ИФМ СО РАН, ИЗК СО РАН, ИСЗФ СО РАН, а также студенты Бурятского госуниверситета. В 2012 г. на базе стационара «Горячинск» выполнялись измерительные работы в рамках стажировки молодого специалиста Куценко Сергея Михайловича из Иркутского государственного университета путей сообщения, г. Иркутск (грант № 12-08-90808-мол_рф_нр). В 2011 г. на стационаре проведены пробные режимные измерения поля радиостанций, работающих в ДВ, СВ и КВ диапазонах частот, по определению доплеровского смещения частот в рамках проекта Министерства науки и образования.

4.1. Проведенные конференции на стационаре:

  1. В июне 2012 г. на стационаре проводилось рабочее совещание по плану выполнения интеграционного проекта СО РАН № 11 с участием отв. исполнителя от ИЗК СО РАН зав. лаб. современной геодинамики, к.г.-м.н. Санькова В.А.
  2. 22 июля 2012 г. на стационаре проведена пленарная сессия Международного семинара по Космомикрофизике.

4.2. Работа на стационаре ученых из других институтов СО РАН, РАН, вузов, зарубежных научных организаций:

В течение 2009-2012 гг. на стационаре «Горячинск» помимо сотрудников Института физического материаловедения СО РАН ежегодно проводят научную работу сотрудники Геологического института СО РАН, Института земной коры СО РАН, Института Солнечно-Земной физики СО РАН, Бурятского госуниверситета, а также врачи Центра восточной медицины Минздрава РБ. В течение 5 последних лет здесь ежегодно организовывались и проводились комплексные экспедиционные работы. В 2010 г. в экспериментальных работах по определению Шумановских резонансов принимал участие известный специалист по атмосферному электричеству профессор Массачусетского университета Эрл Уильямс.

4.3. Проведение учебных практик.

Каждый год организовывается учебная практика по измерениям естественных электромагнитных полей и георадарным профилированиям для аспирантов ИФМ СО РАН и студентов БГУ. В 2011 г. на стационаре проходили практику 2 студента 4 курса географического факультета Томского госуниверситета.


5. Предложения по научному сотрудничеству

1. Для оперативной передачи и обработки научных материалов необходимо подвести оптоволоконную линию для высокоскоростного Интернета на всем стационаре Горячинск.

2. Для комплексного изучения окружающей среды в Байкальской зоне и для полной научной информированности заинтересованных организаций и населения в близлежащем районе к п. Горячинск (п. Турка, п.Гремячинск, Байкальская туристко-рекреационная особая экономическая зона, мыс Безымянка) необходимо построить новое 2-3 этажное кирпичное здание стационараплощадью 250 -400 кв.м.

3. Новое здание стационара необходимо оснастить цифровым современным оборудованием для круглогодичного мониторинга за основными параметрами окружающей среды в прибрежной зоне среднего Байкала :

  • а) атмосферы (давление, температура, влажность, ветер, осадки и.т.п.);
  • б) радиации;
  • в) ультрафиолетового излучения;
  • г) атмосферного электричекого поля;
  • д) толщины снежного покрова;
  • е) параметров байкальской воды (температура поверхностного слоя, бальность волны, уровень минерализации, удельная проводимость, зимняя толщина льда);
  • ж) содержания озона, подпочвенного радона и атмосферного аэрозоля;
  • з) гелиогеофизической обстановки;
  • и) астрономические данные (потоки метеоритов).

4. Основные параметры атмосферы и байкальской поверхности оперативно выставлять на специальном сайте научного стационара «Горячинск».

5. С целью комплексного изучения сейсмо-электромагнитных процессов в Байкальской зоне и для взаимодействия стационар Горячинск оснастить специальным новым радиометрическим оборудованием:

  • а) радиомагнитотеллурического зондирования и профилирования (четырехканальныйц приемник RMT-F, разработка СПбГУ);
  • б) новый комплекс для круглогодичных режимных измерений Шумановских резонансов с использованием новых датчиков ЛЕМИ-30, разработанных в Львовском центре Института космических исследований НАН Украины;
  • в) новую многоканальную систему регистрации сейсмических и электромагнитных сигналов.

7 Фотогалерея

foto 1

Внешний вид стационара «Горячинск»

foto 2

Основной дом стационара

 

foto 3

Лабораторный вагон-дом

foto 4

Измерения импульсов ЕЭМПЗ с помощью станции МГР-01

 

foto 5

Георадарные измерения байкальских дюн вблизи стационара Горячинск

foto 6

Измерения Шумановских резонансов

 



RAN SO RAN RFFI ФАНО RSF HBC Sib-Science News