Зав. лабораторией, доктор физ.-мат наук, профессор В.И.Максимочкин

В лаборатории проводятся исследования глобальных проблем физики Земли.

Основные направления исследований и решаемые проблемы.

1. Эволюция геомагнитного поля и глобальные геофизические процессы
2. Палеогеомагнетизм и проблема самообращения намагниченности горных пород.
3. Механизмы намагничивания горных пород магнитоактивного слоя континентальной и океанской коры.
4. Магнетизм и тектоника сложнопостроенных областей континенетов и дна океанов.
5. Исследование связи магнитных свойств ферримагнитных минералов с фазовым, структурным и напряженным состоянием.
6. Влияние геомагнитных явлений на эволюцию и экологию Земли.

Исследования направлены на решение проблемы происхождения и эволюции геомагнитного поля. определяющего в большой степени жизнь на Земле. Только благодаря достаточно сильному собственному магнитному полю у Земли, мощное магнитное поле Солнца не достигает поверхности нашей планеты. В результате взаимодействия этих полей возникает защитная область – магнитосфера, которая окружает Землю и сдерживает губительную радиацию. Однако, наблюдения за геомагнитным полем ведутся лишь малую часть времени существования Земли. Всю остальную информацию можно получить только по его отпечаткам в горных породах разного возраста – по остаточной намагниченности, которая образуется в горной породе при ее формировании под воздействием геомагнитного поля эпохи и термодинамических условий среды, в которой это происходит. К настоящему времени известно, что геомагнитное поле на протяжении геологического времени меняло не только величину, но и полярность. Эта информация получена по результатам изучения естественной остаточной намагниченности горных пород разного возраста, отобранных в различных местах поверхности Земли. Однако, установлено, что при моделировании остаточной намагниченности в лаборатории не всегда намагниченность приобретает направление приложенного магнитного поля, в некоторых случаях ее направление становится обратным этому полю. Такое явление носит название самообращения намагниченности. Важно выяснить, при наличии каких особенностей магнитоупорядоченных минералов или, иначе говоря, у каких природных ферритов имеет место самообращение намагниченности, и учитывать это при постороении магнитохронологической шкалы.

В перспективе, результаты исследований могут дать возможность решить такие проблемы, как роль самообращения в обратном намагничивании горных пород, привести к установлению механизмов намагничивания горных пород земной коры в геомагнитном поле в условиях длительного воздействия термодинамических факторов в течение геологического времени, и тем самым дать ответы на не до конца решенные вопросы об адекватной интерпретации палеомагнитных данных, о существовании и характере инверсий геомагнитного поля, об особенностях эволюции литосферных плит и спрединговых систем.

Кроме того, изучались особенности остаточной намагниченности почв. В лаборатории геомагнетизма было получено, что после воздействия на почву магнитного поля, рост растений на ней существенно ускоряется, благодаря возникновению тонкой текстуры в носителях ее магнитных свойств. Изучение особенностей магнитных свойств почв из экологически неблагоприятных районов показало наличие характерных признаков, по которым можно выявлять техногенное загрязнение почв.

Основные результаты:

• Изучены магнитные свойства континентальных горных пород и пород их сложнопостроенных участков дна Мирового океана.

• Исследована природа самообращения намагниченности в гемоильменитах, в том числе, в алмазоносных трубках взрыва; обнаружено и исследовано явление самообращения намагниченности в твердом растворе магнетит-маггемит и татаномаггемитах.

• В 2005 году обнаружено не наблюдавшееся ранее самообращение термонамагниченности природного маггемита. В экспериментах по самообращению был обнаружен не наблюдавшийся до сих пор ход кривых Is(T). Предложен физический механизм этого вида самообращения, основанный на работах К.П.Белова. Такой вид самообращения связан с действием однонаправленной обменной анизотропии в ближней окрестности точки Кюри.

• Лаборатория располагает современным научным оборудованием. При участии сотрудников лаборатории созданы уникальные установки для исследования магнитных свойств горных пород при высоких давлениях.

• Установлено существенное влияние давления и деформаций сдвига на магнитоминералогические свойств и процессы намагничивания горных пород в геомагнитном поле.

• Разработана физическая модель магнитоактивного слоя океанской коры. На основе лабораторного моделирования получены новые данные о распределении намагниченности с глубиной в Земной коре океанского типа.

• В 2005 году в лаборатории впервые в мире была построена компьютерная модель явления самообращения намагниченности по физическому механизму N-типа Нееля.

• Изучены магнитные свойства базальтов Атлантики и Красного моря. Впервые установлены особенности магнитных характеристик красноморских базальтов отражающие эволюцию их образования в данном регионе. Установлена корреляция между магнитными свойствами драгированных со дна Красного моря пород, геодинамическими особенностями изучаемого региона, а также наблюдаемого аномального геомагнитного поля.

Внешние связи.

• Институтом физики Земли РАН,
• Институтом океанологии им. П.И. Ширшова РАН,
• Геологическим факультетом МГУ.
• Лабораторией Cerege, университет Aix-Marseille 3 ( Франция )

Совместно с институтом океанологии им. П.И. Ширшова РАН ведутся исследования магнетизм пород молодых спрединговых зон на примере рифтовой зоны Красного моря.

Совестно с лабораторией Cerege, университет Aix-Marseille 3 ( Франция ) ведутся исследования магнитных свойств метеоритов.

Перспективы устройства студентов после окончания Университета:

• Физический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова
• Институт физики Земли РАН
• Институт океанологии им. П.И. Ширшова РАН
• Геофизические станции России

Список читаемых спецкурсов и задач практикума:

Спецкурсы

Список читаемых спецкурсов и задач практикума:

Спецкурсы

• Геомагнетизм (проф. В.И.Трухин)
• Магнетизм Земной коры (проф. В.И.Максимочкин)
• Магнитосфера земли и геомагнитные вариации (проф. В.И.Максимочкин)
• Современные методы геомагнитных исследований (проф. В.И.Максимочкин, проф. А.А.Шрейдер).




Задачи спецпрактикума:

• Изучение процесса вязкого намагничивания
• Термомагнитный анализ
• Самообращение намагниченности ферримагнетиков (компьютерное моделирование).
• Изучение магнитного поля земли и геомагнитной аномалии.
• Изучение вариаций магнитного поля Земли.
• Изучение аномального магнитного поля создаваемого интрузией.







Оснащение лаборатории научным оборудованим

Лаборатория геомагнетизма располагает комплексом современного и уникального оборудования позволяющего исследовать магнитные свойства горных пород и минералов при температурах от –196 ⁰С до 700 ⁰С в магнитных полях от 0 до 2,1 Тл и при воздействии давления до 1,5 ГПа.




• ВИБРАЦИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР (ВМА-1)




Вибрационный магнитометр (ВМА-1) позволяет измерять магнитный момент образцов размерами не более 1 см ³ в виде кубика или в виде цилиндра диаметром не более 1 см и высотой 1 см при напряженностях магнитного поля от –0,07 Тл до +0,07 Тл в диапазоне температур от 20 до 700 ⁰С в атмосфере воздуха с выводом результатов измерения на ЭВМ и автоматическим управлением изменения магнитного поля и температуры по заданному алгоритму. Ослабление земного магнитного поля в месте расположения образца ? 300 раз

Диапазон измеряемого магнитного момента :

основной - (0,5 - 550)*мкА*м²

расширенный – с внешним делителем возможно измерение больших магнитных моментов в 10 и 100 раз.

Собственный шум прибора в пересчете на намагниченность для образцов объемом 1 куб.см составляет 0.001 А/м.




• РОТАЦИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР JR-4




Позволяет измерять остаточную индукцию образцов обьемом до 8 см³ в диапазоне от 100 рТ до 1 mТ с разрешением не хуже 1 рТ.















• РОТАЦИОННЫЙ МАГНИТОМЕТР JR-6.






Позволяет измерять остаточную намагниченность образцов кубической формы с размерами ребра 20 мм, или образцов цилиндрической формы с размерами 25,4 мм /22 мм в диапазоне от 0 до 12,5 А/м с разрешением 2*10^-6 А/м.








• РАЗМАГНИЧИВАЮЩАЯ УСТАНОВКА. 

  

  
  




Позволяет размагничивать образцы ферримагнитных материалов при максимальном размагничивающем поле 0,15 Тл.




• УСТАНОВКА ?-mag.




Позволяет исследовать влияние давления на магнитные свойства минералов и горных пород.



• Максимальное усилие пресса - 200 кН 
• Немагнитная ячейка высокого давления типа цилиндр-поршень рассчитанная на давление 1,5 ГПа
• Феррозондовый магнитометр-градиентометр с максимальным разрешением по магнитному моменту 0,1 мкА*м² при расстоянии L=6 см образца от ФЗ- датчика
• Размеры испытуемых образцов в виде цилиндра диаметром до 8 мм и высотой до 10 мм.




 

• ИЗМЕРИТЕЛЬ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ KLY-2.
  



Позволяют измерять магнитную восприимчивость диа- пара- и ферромагнетиков.

Характеристики прибора KLY-2 :

• Диапазон измерений (0,05-100)*10^-6 ед. Си на образцах 10 см³.
• Максимальное разрешение 5*10^-12 ед Си.
• Размеры образцов до 40 см³ в твердом и жидком состояниях.

 

• Пресс гидравлический измерительный ПГИ-500.

  

Служит для создания нормированного значения меры силы, измерения усилия разрушения при различных режимах нагружения:

диапазон измерения нагрузки; - 50-500 кН,

диапазон регулирования скорости перемещения плиты: 0,6-6 мм/мин.




Кроме этого Лаборатория геомагнетизма располагает необходимым набором приборов для измерения параметров магнитных и электрических полей в широком диапазоне частот от 0 до 30 ГГц.

• Магнитометр протонный ММП203М1С для измерения модуля вектора индукции магнитного поля в диапазоне (20-100) мкТл с разрешением 0, 1 нTл
• Fluxe gate magnetometr Lemi 011 для измерения магнитного поля в диапазоне (0-100) мкТл с чувствительностью 36,5 мкВ/нTл.
• Тесламетр ПИЭ МГ для измерения индукции магнитного поля в диапазоне 0,0001- 10 Тл
• Измеритель электростатического поля СТ-1.
• Измеритель электрического и магнитного полей промышленной частоты П3-50.
• Измеритель напряженности электрического поля и плотности потока магнитного поля в диапазоне частот 2 Гц - 400 кГц ВЕ-метр АТ 002 с антенной АЭ-002 для проведения сертификационных испытаний
• Измеритель электрического и магнитного полей в диапазоне частот 30 кГц- 300 МГц и плотности потока электромагнитной энергии в диапазоне частот 300 МГц-40 ГГц П3-31.




Публикации сотрудников лаборатории Геомагнетизма за последние 5 лет.

2002 г.

1. Трухин В.И., Жиляева В.А., Шрейдер А.А. Геомагнетизм тройственного сочленения литосферных плит Буве. Физика Земли. 2002. № 8. С. 6-28.




2003 г.

2. Максимочкин В.И., Якупова В.М. Влияние сдвиговой деформации на магнитные минералы базальтов. Физика Земли. 2003. № 5. С. 60-64.

3. Трухин В.И., Жиляева В.А., Жиляева А.И., Шубин И.А. Магнитная вязость базальтов из раломных зон Атлантического океана. Физика Земли. РАН. 2003. № 8. С. 61-70.




2004 г.

4. Бабанин В.И., Трухин В.И., Морозов В.В. и др. Формы соединений железа в живом веществе и их вклад в магнитные и минералогические характеристики почв. Изв. Высш. уч. учреждений. Химия и хим. технология. 2004. Т. 47(6). С. 3-11.

5. Трухин В.И. Конспект лекций по геомагнетизму М.: Физический факультет МГУ. 2004. 92 с.

6. Трухин В.И., Жиляева В.А., Курочкина Е.С. Самообращение намагниченности природных титаномагнетитов. Физика Земли. РАН. 2004. № 6. С. 42-53.

7. Трухин В.И., Максимочкин В.И. Физическая модель магнитоактивного слоя океанской коры. Сборник расширенных тезисов докладов. Ломоносовские чтения. М. МГУ. Физический факультет. 2004. С. 117-121.

8. Трухин В.И., Максимочкин В.И., Жиляева В.А. Особенности магнитных свойств базальтов разлома Романш. Развернутые тезисы 4-ой Всероссийской конференции Физические проблемы экологии (Экологическая физика), г.Москва, 22-24 июня 2004 г, с.100-102.

9. Трухин В.И., Показеев К.С., Куницин В.Е., Шрейдер А.А. Основы экологической геофизики. С.-Петербург. Москва – Краснодар. 2004. 384 с.

10. Максимочкин В.И., Трухин В.И. Влияние геотектонических процессов на магнетизм пород океанской коры. Современные проблемы физики и математики: Труды Всероссийской научной конференции. Уфа: Гилем, 2004. Т. 2. С. 182-184.

11. Гарифуллин Н.М., Максимочкин В.И. Устройство контроля напряжённо-деформированного состояния участка трубопровода на основе эффекта Баркгаузена. Труды “V Международной научно-технической школы семинара “Эффект Баркгаузена и аналогичные физические явления”. 23-26 ноября, 2004 г. Ижевск, Россия, стр. 68-72.




2005 г.

12. Безаева Н.С., Матвеева Т.В., Трухин В.И. Модель явления самообращения намагниченности горных пород. Вестник МГУ. Физика и астрономия. 2005. № 2. С. 59-61.

13. Трухин В.И. Геомагнитное поле и глобальные геофизические процессы. Вестник МГУ. Физика и астрономия. 2005. № 1. С. 65-73.

14. Трухин В.И., Жиляева В.А. Магнитоминералогические свойства кимберлитов и траппов Якутии. В сб.: Геология алмазов – настоящее и будущее. 2005. С. 898-909.

15. Трухин В.И., Шрейдер А.А., Жиляева В.А., Булычев А.А., Максимочкин В.И. Магнетизм дна в области трансформного разлома Романш (Экваториальная Атлантика). Физика Земли. РАН. 2005. № 3. С. 3-17.




2006 г.

16. Трухин В.И., Безаева Н.С. Самообращение намагниченности природных и синтезированных ферримагнетиков. УФН. 2006. № 5. С. 507-535.

17. Трухин В.И., Безаева Н.С., Матвеева Т.В. и др. Физическая и компьютерная модели явления самообращения намагниченности горных пород. Физика Земли. 2006. № 2. С. 50-63.

18. Трухин. В.И., Максимочкин В.И., Елесин Ю.А. и др. Самообращение намагниченности природного феррита. Вестник МГУ. Сер. 3. Физика и астрономия. 2006. № 2.




Аспиранты:

• Курочкина Е., асп 3 года обучения
• Безаева Н,. асп. 2 года обучения
• Елесин Ю асп. 1 года обучения




Студенты

• Туз Елена – 6 курс
• Оводова Юлия – 6 курс
• Хачко Ольга – 5 курс
• Барсов Олег –5 курс
• Бахаева Линда – 4 курс
• Минина Юлия – 4 курс
• Шибунин Евгений - 4 курс
• Рохмистров Антон - 4 курс




Темы дипломных и курсовых работ студентов кафедры физики Земли, занимающихся в лаборатории Геомагнетизма

2006-07 уч. год.

6-курс

	Ф.И.О.	Темы дипломных работ	Рук-ль
1	Туз Елена	Влияние давления и хрупкого разрушения на магнитоминералогические процессы в титаномагнетах базальтов.	В.И.Максимочкин
2	Оводова Юлия	Магнитовязкие свойства базальтов и условия формирования рифтовой зоны юга Красного моря.	В.А.Жиляева




5-курс

	Ф.И.О.	Темы научно-исследовательской практики	Рук-ль
1	Хачко Ольга	Исследование спектров коэрцитивных сил и блокирующих температур базальтов Красного моря.	В.И.Максимочкин
2	Барсов Олег	Исследование влияния повышенных давлений на естественную остаточную намагниченность базальтов Красного моря.	В.И.Максимочкин







4 курс

	Ф.И.О.	Темы курсовых работ	Рук-ль
1	Бахаева Линда	Исследование изменения остаточной намагниченности базальтов при повышенных температурах.	В.И.Максимочкин
2	Мишина Юлия	Исследование особенностей магнитных свойств пород молодых рифтовых зон Атлантики и Красного моря.	В.А.Жиляева
3	Шибунин Евгений	Исследование влияния механических напряжений на изменение намагниченности горных пород в зоне сейсмического очага.	В.И.Максимочкин
4	Рохмистров Антон	Исследование особенностей линейных магнитных аномалий рифтовых зон путем теоретического моделирования	А.А.Шрейдер , А.А.Булычев