תופעות לניטור וראדון מגניטומטר של משולבת מערכת גיאודינמיות

( מגניטומטריה (חלק

במקום הארץ כדור בקרום שמצטברים לחצים שחרור יש אדמה ברעידותמסוים. בעזרת כאלה לחצים בשינוי להבחין צורך יש אדמה ברעידות לחזות כדיפרמטרים , , , תזוזת רדון גז שפיעת חשמלי שדה מגנטי שדה כמו גאודזים או גיאופיזיקלייםקרקע,

.' הכנת תהליך זיהוי וכו בבורות המים במפלס שינוים

אדמה ) רעידות ומיקום 2003עד 1900משנה( M>=4שברים

מדידת השדה המגנטי יכולה לשמש כאחת מהשיטות לחיזוי •רעידות אדמה. היו ניסיונות בעבר בארצות הברית, יפן ,רוסיה,

Johnston’ 1984; Sasai and Ishikawa, 11978; Shapiro and)סין, טורקיה Abdullabekov, 1982; Oshiman et al., 1991; Raleigh et al., 1977.)

במדינות האלה הוקמו רשתות של נקודות מגנטיות. לדוגמה, רשת • תחנות מגנטיות הפועלת בשבר סן-אנדריאס בארצות 24בת

. קיימות רשתות מגניטומטריות ברוסיה, יפן 1976הברית משנת וסין. בכמה מקרים של רעידות אדמה נרשם מבשר בשדה המגנטי

. אף על פי שיש מקרי הצלחה )בסין, nTבגודל כמה עשירית של רוסיה, יפן( נשארת עדיין בעיה רצינית להבדיל בסימנים של

רעידות אדמה מהשדה המגנטי שמורכב ממקורות שונים. הסיבה נעוצה בכך שגודל סיגנל הצפוי הוא פחות מהשינוים הנוצרים

ממקורות אחרים. המגניטמטרים החדשים מיועדים להתגבר על הקשים הקשורים לגילוי סימן רצוי מהשדה המגנטי.

רעידות חיזוי למטרת המגנטי השדה מדידת

Main specification of potassium SupergradiometerResolution0.001 pT for up to 20 readings per second

Noise envelope:0.02 – 0.2 Hz1 reading per second

0.03 pTrms0.05 pT/√Hz

Reading intervalsSelectable at 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 & 1 sec.

Absolute accuracy0.2 nT. Time base stability 0.01 ppm over -40C to +55C. Long term stability 1 pT/day

TuningWide band system, no tuning

Range10,000 to 100,000 nT

Sensor orientation45 35 degrees off the magnetic field direction

Analog output)selectable full scale(

1 channel of magnetic field & 1 channel of gradient. 1, 10 & 100 pT. 1, 10 & 100 nT.

Digital outputSerial RS232C with programmable parameters

Visual outputAlphanumeric LCD, 11 digit magnetic field, 7 digit magnetic gradient.

Temperature range-40C to +55C

Console dimensions & Weight22369240 mm. 6.6 kg.

Sensor electronic console dimensions & Weight

1005050 mm. 1 kg.

Sensor dimensions & Weight230 263 )dia.( mm. 6 kg.

Lamp assembly170 90 )dia.( mm.

Cable lengthsUser specified, 1 – 300m.

Power requirementsEx. Input voltage 22-32 V, 12 W ave., 40 W max

Supergrad magnetic sensors

The view on the Amram mountain peak

S

N E

W

3 D v iew o f th e A m ram m o u n ta in )G IS -d a ta o f S O I(

to E ila t

The entrance to the tunnel )view from the opposite mountain(.

Low magnetic door )stainless steel + concrete(

SG1

SG2SG3

Flux

DIDD SCRn1

SM1

SM2

172 m

35 m

Figure 11. Equipment layout in the geophysical tunnel

Flux – Fluxgate magnetometerSG1,2,3 – SuperGrad sensorsDIDD – component Overhauser magnetometerDAQ – control and data acquisition equipment

Rn1,2 – radon sensorsDAQ – control and data acquisition equipment

SM1,2 – seismometer sensorsDAQ – control and data acquisition equipment

DAQ DAQ

DAQ

20 m 20 m 36 m 43 m 18 m 35 m

DAQDAQ

Rn2

N S

W

SG3

23 :0 0 23 :0 5 23 :1 0 23 :1 5 23 :2 0 23 :2 5 23 :3 0 23 :3 5 23 :4 0 23 :4 5 23 :5 0 23 :5 5 0 :0 017 Ma y 20 03

60990

61000

61010

61020

Sn2

-Sn1

(1 s

ec),

pT

-1 03 42 0

-1 03 41 0

-1 03 40 0

-1 03 39 0

Sn3

-Sn2

(1

sec)

, pT

60960

60980

61000

61020

61040

Sn2

-Sn1

(50

ms)

, pt

-1 03 46 0

-1 03 44 0

-1 03 42 0

-1 03 40 0

-1 03 38 0

Sn3

-Sn2

(50

ms)

, pT

E ila t o b se rv a to ry S u pe rG ra d m ag n e to m e te r)1 m in a v era g e d an d 5 0 m s re c or d ing s (

Example of the SuperGrad total field and differences recordingsExample of the SuperGrad total field and differences recordings

1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1M ay 2002

42900000

42920000

42940000

42960000

42980000

43000000

Tot

al fi

eld,

pT

(Sn1

)

60600

60800

61000

61200

61400

Sn2

-Sn1

, pT

-103600-103550-103500-103450-103400-103350-103300-103250-103200

Sn3

-Sn2

, pT

SuperG rad (E ilat observatory)

dIdD component magnetic sensor

1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1

M ay 2003

30900

31000

31100

H, n

T

0

20

40

60

80

100

D, n

T

29640

29660

29680

29700

29720

29740

Z, n

T42840

42860

42880

42900

42920

42940

T,n

T

didD Eilat obs.

Example of the dIdD total field and three components recordingsExample of the dIdD total field and three components recordings

Component magnetic measurements inside the tunnel

 

Points nmb Declination (D)

Inclination (I)

1 7 31’ 20’’ 43 57’ 20’’

2 7 27’ 10’’ 43 58’ 50’’

3 7 24’ 30’’ 43 57’ 40’’

|δT31 |= ~sin(I1)*[ δD*(D3-D1) + (δH – δZ)*( I3-I1)]

δT31~300 pT - total field differences between Sn3-Sn1δD~85 nT – variation of declination;D3,D1 and I3,I1 Declination and Inclination in Pn1 & Pn3

(D3-D1)/L ~ 1’/m

Results of the measurementsResults of the measurements Theory and estimationsTheory and estimations

Target Sn3 Pn3 Pn2 Pn1 Sn1Target Sn3 Pn3 Pn2 Pn1 Sn1

NN

WW

Point of measurementsPoint of measurements

SuperGrad SensorsSuperGrad Sensors

Date: 12/08/2003 12:21-15:55 UTDate: 12/08/2003 12:21-15:55 UT

Instrument: magnetic theodolite DIM-100 Instrument: magnetic theodolite DIM-100

~7 m~7 m ~7 m~7 m

Block-diagram of the initial data processing

SG 1 minSG 50ms

dIdD 5 s dIdD 1 min

Time of noise determination

SG 1 min

dIdD 1 min

BBeesstt

Interpolations

Best fitBest fit((Outer fieldOuter field

Elimination)Elimination)

AveragingAveraging

Best fitBest fit

((new coefficientsnew coefficients))

““Pure” SG dataPure” SG data

Further data processingFurther data processing

SuperGrad differences in June 2003

1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 56 1 0 3 0

6 1 0 4 0

6 1 0 5 0

6 1 0 6 0

6 1 0 7 0

6 1 0 8 0

Sn2

-Sn1

, pT

-103450

-103440

-103430

-103420

-103410

-103400

Sn3

-Sn2

, pT

-42410

-42400

-42390

-42380

-42370

-42360

Sn3

-Sn1

, pT

July 2003

SuperGrad recordings after the external magnetic field variations elimination .

1-Jun 1-Jul 31-Jul 30-Aug 29-Sep 29-O ct

61020

61040

61060

61080

Sn2

-Sn1

, pT

-103480

-103460

-103440

-103420

Sn3

-Sn2

, pT

-42380

-42360

-42340

-42320

Sn3

-Sn1

, pT

June-Septem ber 2003

04080

120160200240280320360400

Dec

linat

ion,

nT

June – October 2003June – October 2003

0 1 0 4 0 7 1 0 1 3 1 6 1 9 2 2 2 5 2 8 3 1

O ctober 2003

3072030760308003084030880309203096031000

H, n

T

0

40

80

120

160

200

D, n

T

29720

29760

29800

29840

29880

Z, n

T

4272042760428004284042880429204296043000

T,n

T

didD Eilat obs.

193000 194000 195000 196000 197000 198000 199000

396000

397000

398000

399000

S h ad ed re lie f m ap o f th e A m ram m o u n ta in an d su rro u n d in g

G eophysica l tunnel

G eom agnetic survey profile

Geology of the area:Geology of the area: Precambrian Amram Granite Porphyry is exposed in a structurally elevated block Precambrian Amram Granite Porphyry is exposed in a structurally elevated block along the western margin of the southern Arava Rift. Major faults of the Rift are 2-4 km to the east of it.along the western margin of the southern Arava Rift. Major faults of the Rift are 2-4 km to the east of it.

To EilatTo Eilat

NN

m, New Israelm, New Israel DatumDatum

Conclusion:1( SuperGrad and dIdD magnetometers have been operated uninterraptive since

May 2003 )time of SG configuration changing( with all ordered technical parameters.

2( All SuperGrad differences are influenced mainly by declination of external field,

because declination of the main field is changed from point to point inside the tunnel.

3( The proposed data processing technique make it possible to demising natural and artificial noises till gradient of about 0.1pT/m .

4( The long period variation over the June-October 2003 in SuperGrad differences is conditioned probably by an inner source .