8. í nghĩa khoa học và thực ti ễn
4.3 Dị thường từ khu vực Việt Nam và lõn cận
Trong địa vật lý, dị thường từ là độ chờnh lệch giỏ trị trường từ của một vựng so với xung quanh, nú phản ỏnh sự thay đổi về từ tớnh của đỏ hay cấu trỳc vỏ Trỏi
Đất trong khu vực. Việc thành lập bản đồ dị thường từ cho một khu vực như vậy cho phộp nghiờn cứu đặc trưng của cấu trỳc vỏ trỏi đất trong phạm vi nghiờn cứu. Việc nghiờn cứu và phõn tớch về trường dị thường từ cú giỏ trị thực tế rất lớn khụng những trong nghiờn cứu về cấu trỳc, cỏc quỏ trỡnh địa chất và sự tiến hoỏ kiến tạo của lục địa cũng như cung cấp cho ta thụng tin về cấu trỳc địa chất và thành phần vật chất của Trỏi Đất. Để nghiờn cứu về dị thường từ, người ta cú thể sử dụng nhiều loại số liệu khỏc nhau, như số liệu trường từ thu được trờn đất liền nhờ cỏc chuyến khảo sỏt, trờn biển, trờn mỏy bay, từ vệ tinh. Tại Việt Nam việc xõy dựng bản đồ dị
thường từ cho khu vực từ trước đến giờ cũng chỉ tập trung cho một vài khu vực trờn
đất liền hoặc vài vựng nhỏ trờn biển và số liệu được sử dụng chủ yếu là từ hàng khụng, từ trờn biển, cỏc khảo sỏt phục vụ tỡm kiếm khoỏng sản, nghiờn cứu cấu trỳc
địa chất. Tuy nhiờn, như chỳng ta đó biết cỏc số liệu này thường thu thập trong một khoảng thời gian ngắn và phõn bố khụng đều trong khu vực. Lợi thế của việc sử
dụng số liệu vệ tinh CHAMP như đó thấy là chỳng ta cú một tập hợp số liệu đồng nhất, phõn bố khỏ dày đặc nờn chất lượng cỏc giỏ trị trường quan sỏt được cũng như
bản đồ cỏc thành phần của trường dị thường từ cũng cú tớnh đồng nhất cao, nhưng do độ cao bay của vệ tinh lớn nờn bản đồ dị thường từ thu được từ số liệu vệ tinh sẽ
khụng phản ỏnh được những cấu trỳc nhỏđịa phương.
Trong phần trờn, đó sử dụng phương phỏp phõn tớch điều hũa chỏm cầu ỏp dụng cho số liệu trường từ thu được trờn vệ tinh CHAMP để nghiờn cứu về từ
trường bỡnh thường khu vực Việt Nam và lõn cận khi sử dụng hệ số Kmax=8 cho phần trường cú nguồn gốc bờn trong Trỏi Đất cho khu vực đồng nghĩa với việc chỳng ta đó xem xột đến cỏc súng cú bước súng khoảng 1000 km hay chỳng ta đó mụ hỡnh húa được trường từ do nhõn và một phần lớp vỏ Trỏi Đất gõy ra. Phần trường dị thường từ cũn lại sau khi trừđi phần trường từ bỡnh thường tớnh ở độ cao quỹ đạo của vệ tinh (trung bỡnh khoảng 350km trong năm 2006 và 2007) được biểu diễn trờn hỡnh 4.6a,b,c,d lần lượt là cỏc thành phần ∆Xa, ∆Ya, ∆Za và trường tổng
∆Fa (cỏc hỡnh đều lấy lưới số liệu là 0.1x0.1độ theo cả kinh độ và vĩ độ) tại độ cao 350 km so với mặt đất.
Trờn cỏc hỡnh này, để làm nổi bật kết quả nghiờn cứu cũn biểu diễn đường màu đỏ là cỏc đứt góy chớnh trong khu vực đó được lược bỏ của Nguyễn Đỡnh Xuyờn [21]. Từ cỏc hỡnh vẽ trờn, cú một số nhận xột sơ bộ về dị thường từ cho khu vực nghiờn cứu như sau:
- Thành phần bắc ∆Xa, biến đổi từ -13nT đến 12nT, ∆Ya biến đổi trong khoảng -8nT – 8nT, ∆Za biến đổi trong khoảng -8nT – 10nT. Trường dị thường từ
cú biờn độ khỏ đối xứng nhau.
- Cỏc dị thường từ trong khu vực khỏ phức tạp, với cỏc õm và dương xen kẽ
nhau, cỏc dị thường từ lớn trựng với với cỏc cấu tạo chớnh trong khu vực. Điển hỡnh là dị thường trựng với đới hỳt chỡm kộo dài từ Myanmar qua Sumatra – Timor- Philipin- Đài Loan. Tại Việt Nam bản đồ dị thường từ này hầu như chỉ phản ỏnh
được khối bazan ở Kontum, một số cấu trỳc ở biển Đụng.
Tuy nhiờn, do đặc thự của việc quan sỏt trường từ trờn tinh CHAMP ở một độ
cao nhất định, nờn trường dị thường từ tớnh được từ chuỗi số liệu này chỉ phản ỏnh những dị thường từ lớn như là sự tiếp xỳc giữa cỏc mảng thạch quyển hoặc những
Hỡnh 4.6a: Dị thường từ thành phần ∆Xa (nT).
Hỡnh 4.6c: Dị thường từ thành phần ∆Za (nT).
liệu này, trong thời gian tới chỳng tụi sẽ tiếp tục hoàn thiện phương phỏp và sẽ so sỏnh bản đồ dị thường từ này với cỏc bản đồ dị thường từ trờn toàn cầu như mụ hỡnh MF7, EMAG2…. và tiến tới sẽ minh giải cỏc bản đồ dị thường từ này.
Kết luận chương 4
Trong nghiờn cứu này đó sử dụng số liệu trường từ thu được trờn vệ tinh CHAMP và ỏp dụng phương phỏp phõn tớch điều hoà chỏm cầu để mụ hỡnh hoỏ trường từ bỡnh thường và trường dị thường cho khu vực Việt Nam và lõn cận niờn
đại 2007.0. Với số liệu đầu vào để tớnh toỏn trong vũng hai năm 2006-2007 là những năm Mặt Trời hoạt động trung bỡnh trong chu kỳ kết hợp với việc chỉ lựa chọn số
liệu của những ngày trường từ yờn tĩnh và vào lỳc giữa đờm để đảm bảo sự ảnh hưởng của trường ngoài vào chuỗi số liệu là nhỏ nhất. Chỳng tụi đó lựa chọn cỏc tham số cho phương phỏp SCHA như: gúc chỏm cầu θ0=200, vị trớ tõm chỏm cầu tại (50N, 1100E), hệ số Kint =8 (tương ứng với cỏc súng cú bước súng khoảng 1000km)
để tớnh TTBT cho khu vực. Bước đầu nghiờn cứu và sử dụng phương phỏp phõn tớch
điều hũa chỏm cầu để xõy dựng mụ hỡnh TTBT cho khu vực Việt Nam và lõn cận khi chỉ sử dụng số liệu cỏc thành phần của trường từ thu được trờn vệ tinh CHAMP cú một số kết luận sau:
- Thành phần Z cho phộp xỏc định được đường xớch đạo từ cho niờn đại 2007.0 chạy qua phớa nam Việt Nam tại vĩ độ khoảng 8.2N0, cỏc đường đẳng trị
thành phần Z hầu như cú phương ỏ vĩ tuyến.
- Tõm một cực đại của thành phần H toàn cầu nằm tại Ấn Độ Dương, gần biờn giới Myanmar và Thỏi Lan. Miền nam của Việt Nam gần tõm này nờn giỏ trị
thành phần H khỏ lớn.
- Trong khu vực, giỏ trị của D là rất nhỏ và cỏc đường đẳng trị cú hỡnh dỏng
đặc biệt nờn việc đo D trong khu vực cần phải chỳ ý khi đo đạc.
- Với trường tổng F, phớa nam của Việt Nam là nơi giao nhau của cỏc cực trị
toàn cầu của F, nờn F ở khu vực này khỏ phức tạp.
Với việc lựa chọn cỏc tham số như trờn, độ lệch bỡnh phương trung bỡnh giữa giỏ trị tớnh từ mụ hỡnh và giỏ trị từ trường thu được trờn vệ tinh cho cỏc thành phần
Phỳ Thụy là ∆X= 1.3nT; ∆Y= -2.4nT; ∆Z= -2.8nT; tại Bạc Liờu là: ∆X= 2.7nT;
∆Y= -3.2nT; ∆Z= -3.5nT, cỏc giỏ trị này là khỏ nhỏ. Tổng sai số của mụ hỡnh TTBT này nhỏ hơn ±39nT, sai số này khỏ nhỏ và là đặc trưng cho cỏc mụ hỡnh TTBT lập cho mỗi khu vực.
Khi so sỏnh TTBT này với mụ hỡnh IGRF-11 thỡ nhận thấy rằng TTBT tớnh bằng phương phỏp SCHA khỏ tương đồng với cỏc phương phỏp khỏc nhau và ngoài ra nú cũn biểu diễn được phần trường cú nguồn gốc trong nằm trong vỏ Trỏi Đất gõy ra mà với mụ hỡnh IGRF đó khụng thể hiện được.
Dị thường từ thu được cú biờn độ nhỏ do độ cao quỹ đạo vệ tinh nhưng phản
ảnh khỏ tốt những dị thường từ lớn trong khu vực như ranh giới tiếp xỳc giữa cỏc mảng thạch quyển hoặc những khối bazan lớn.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Kết quả trong luận ỏn tiến sĩ: ”Nghiờn cứu dũng điện xớch đạo (EEJ) từ số
liệu vệ tinh CHAMP và từ số liệu mặt đất ở khu vực Việt Nam và cỏc vựng lõn cận”, ngoài việc đó nghiờn cứu về EEJ và những biến đổi của nú trong khu vực cũng như trờn toàn cầu dựa trờn số liệu thu được trờn vệ tinh CHAMP và số liệu từ cỏc đài địa từ trờn mặt đất, trong quỏ trỡnh thực hiện do nhu cầu cấp thiết của thực tế, trong luận ỏn này cũn ỏp dụng phương phỏp phõn tớch điều hũa chỏm cầu để mụ hỡnh húa trường từ bỡnh thường cho khu vực Việt Nam và lõn cận dựa trờn số liệu vệ tinh CHAMP. Từ kết quả của nghiờn cứu này, chỳng tụi rỳt ra một số kết luận chớnh sau: 1. Việc sử dụng cỏc đa thức cú bậc thay đổi từ 6-12 tựy thuộc vào cỏc lỏt cắt số liệu khỏc nhau đó cho phộp tỏch được phần trường từ do EEJ gõy ra từ số liệu CHAMP. Biờn độ của trường từ do EEJ gõy ra tớnh từ số liệu vệ tinh CHAMP cho 6 năm số liệu (2002 - 2007) nằm trong khoảng từ 20nT đến 67nT, tựy thuộc vào vị trớ kinh tuyến khỏc nhau và tại cỏc thời gian khỏc nhau giỏ trị này cũng khỏc nhau. Biờn độ trường từ do EEJ gõy ra từ kết quả nghiờn cứu này đó cao hơn trong nghiờn cứu của Doumouya khoảng 4nT và tại cỏc khu vực cú biờn độ EEJ thấp (Đại Tõy Dương, vựng trung tõm Thỏi Bỡnh Dương và Nam Mỹ) đó cú sự phõn bố theo kinh tuyến liờn tục hơn mà vẫn đảm bảo xuất hiện cỏc vựng EEJ cú biờn độ lớn (tại Chõu Á, Nam Mỹ). Qua tớnh toỏn 6 năm số liệu, cú thể khẳng định EEJ tớnh từ CHAMP tại vựng kinh tuyến qua Việt Nam (1050E) là lớn nhất.
2. Mật độ dũng của EEJ trờn toàn cầu tớnh từ số liệu vệ tinh CHAMP biến đổi từ 40 A/km đến 140 A/km. EEJ cũng thể hiện biến thiờn theo mựa rừ rệt, vào mựa hố và phõn điểm tồn tại 4 đỉnh cực đại và 4 đỉnh cực tiểu EEJ trờn toàn cầu. Nhưng vào mựa đụng EEJ chỉ tồn tại 3 đỉnh cực đại và 3 đỉnh cực tiểu, cực đại qua kinh tuyến 1350W là lớn nhất.
3. Mật độ dũng điện của EEJ tớnh từ số liệu cỏc đài địa từ biến thiờn theo thời gian tỷ lệ với số vết đen Mặt Trời, với năm Mặt Trời hoạt động mạnh thỡ mật độ dũng EEJ lớn hơn so với những năm Mặt Trời hoạt động yếu. Tuy nhiờn, với số liệu vệ tinh CHAMP thỡ khụng hoàn toàn như vậy trờn toàn kinh tuyến.
4. Áp dụng mụ hỡnh kiểu 3ME cho số liệu thu được trờn CHAMP cho phộp chỳng ta cú cỏi nhỡn tổng quan về EEJ biến đổi theo kinh tuyến, vĩ tuyến và theo thời gian địa phương trờn toàn cầu. Với độ lệch bỡnh phương trung bỡnh (RMS) giữa mụ hỡnh lý thuyết và số liệu đo được nhỏ hơn 5.4nT trờn toàn bộ số liệu là khỏ nhỏ.
5. Trong nghiờn cứu này cũng tớnh TTBT cho khu vực Việt Nam và lõn cận niờn đại 2007.0 khi sử dụng số liệu trường từ thu được trờn vệ tinh CHAMP bằng phương phỏp phõn tớch điều hũa chỏm cầu. Với sự lựa chọn một số tham số chớnh như: gúc chỏm cầu θ0=200, vị trớ tõm chỏm cầu ở vị trớ (50N - 1100E), hệ số Kint = 8 cho phần trường từ cú nguồn gốc bờn trong Trỏi Đất, Kext=2 cho phần trường từ của cỏc hệ dũng bờn ngoài Trỏi Đất gõy ra. Kết quả mụ hỡnh húa cho thấy cỏc thành phần của TTBT tớnh bằng phương phỏp SCHA khỏ tương đồng với cỏc phương phỏp khỏc và ngoài ra nú cũn biểu diễn được phần trường cú nguồn gốc trong nằm trong vỏ Trỏi Đất gõy ra mà với mụ hỡnh IGRF đó khụng thể hiện được. Tổng sai số của mụ hỡnh TTBT này nhỏ hơn ±39nT. Độ lệch bỡnh phương trung bỡnh giữa giỏ trị tớnh từ mụ hỡnh và giỏ trị từ trường thu được trờn vệ tinh cho cỏc thành phần X,Y,Z là RMS-X=4.2nT; RMS-Y=4.8nT; RMS-Z=5.4nT và với số liệu thu được tại trạm Phỳ Thụy là ∆X=1.3nT; ∆Y=-2.4nT; ∆Z=-2.8nT; tại Bạc Liờu là: ∆X=1.7nT; ∆Y=- 2.1nT; ∆Z= -3.0nT, cỏc giỏ trị này là khỏ nhỏ và chấp nhận được cho mụ hỡnh TTBT.
6. Dị thường từ tớnh từ số liệu CHAMP cú biờn độ khỏ nhỏ chỉ trong khoảng ±10nT tớnh tại độ cao trung bỡnh 350km nhưng nú phản ỏnh khỏ tốt những những dị thường từ lớn trong khu vực như ranh giới tiếp xỳc giữa cỏc mảng thạch quyển hoặc những khối bazan lớn.
KIẾN NGHỊ
Luận ỏn mới chủ yếu sử dụng số liệu trường từ thu được trờn vệ tinh CHAMP để nghiờn cứu về EEJ trờn toàn cầu và tớnh TTBT cho khu vực Việt nam, trong quỏ trỡnh tớnh toỏn và xử lý số liệu, tỏc giả cú một số kiến nghị sau:
1. Cần tiếp tục nghiờn cứu và giải thớch sự tồn tại đỉnh cực trị của EEJ tại vựng kinh tuyến qua khu vực Việt Nam như: thu thập và sử dụng thờm số liệu tại cỏc đài địa từ hay trờn vệ tinh Swarm; sử dụng những mụ hỡnh toàn cầu để đỏnh giỏ ảnh hưởng của cỏc quỏ trỡnh điện động lực học trong tầng điện ly đến hệ dũng điện này. 2. Cần ỏp dụng phương phỏp SCHA với tổ hợp số liệu như số liệu cỏc đài địa từ, số liệu cỏc điểm đo lặp, số liệu từ hàng khụng, trờn biển…để nõng cao độ tin cậy cỏc bản đồ TTBT.
NCS hy vọng sẽ tiếp tục hướng nghiờn cứu này để hoàn thiện hơn những nghiờn cứu của mỡnh trong thời gian tới.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Hà Duyờn Chõu, Về một thuật toỏn tớnh trường bỡnh thường cho phần phớa bắc Việt Nam niờn đại 1973.0, Tuyển tập cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu của Viện cỏc khoa học về Trỏi Đất năm 1977-1978, 1979, trang 153-170, Hà Nội.
2. Hà Duyờn Chõu, D. Gilbert, Bản đồ từ trường bỡnh thường lónh thổ Việt Nam (phần đất liền) niờn đại 1997.5, Tạp chớ cỏc khoa học về Trỏi Đất, 1999, tập
21(4), trang 241-253.
3. Nguyễn Văn Giảng, Một số đặc điểm cấu trỳc của trường địa từ trờn lónh thổ Việt Nam, Luận ỏn phú tiến sĩ khoa học kỹ thuật, 1988, Hà Nội.
4. Trương Quang Hảo và nnk, Bỏo cỏo kết quả thành lập tập bản đồ cỏc yếu tố địa từ mặt đất Việt Nam niờn đại 1975.5, Tuyển tập cỏc cụng trỡnh khoa học của Trung tõm nghiờn cứu Vật lý địa cầu, 1984, tập 5 (1985-1986), trang 65-69.
5. Trương Quang Hảo, Lờ Huy Minh, Một số đặc điểm của trường địa từ biến thiờn ở Việt Nam, Tạp chớ cỏc khoa học về Trỏi Đất, 1987, tập 9(1), trang 7-13.
6. Trương Quang Hảo, Xỏc định một vài thụng số của dũng điện xớch đạo ở Việt Nam, Tạp chớ cỏc khoa học về Trỏi Đất, 1998, tập 7, trang 12- 19.
7. Trương Quang Hảo, Lương Văn Trương, Dũng điện xớch đạo và sự phõn bố biến thiờn trường địa từ trờn lónh thổ Việt Nam, Bỏo cỏo khoa học tại hội nghị Vật lý toàn quốc, 2001, Hà Nội.
8. Đặng Văn Hưng, Kết quả mụ hỡnh húa trường điện từ của vũng điện xớch đạo theo tham số địa điện ở Việt Nam, Cỏc cụng trỡnh Khoa học của Trung tõm nghiờn cứu Vật lý địa cầu, 1985, tập 5 (1985-1986), trang 78-88.
9. Hoàng Thỏi Lan, Vĩnh Hào, Dương Văn Vinh và Đào Ngọc Hạnh Tõm, Dự bỏo foF2 điện ly xớch đạo từ Việt Nam và ứng dụng cho truyền súng vụ tuyến HF,
Tuyển tập bỏo cỏo Hội nghị Khoa học quốc tế Kỷ niệm 55 ngành Vật lý địa cầu
Việt Nam, 2012, Nhà Xuất bản Khoa học tự nhiờn và Cụng nghệ, trang 63-69.
10. Hoàng Thỏi Lan, Tầng điện ly xớch đạo từ ở Việt Nam và dự bỏo thời tiết vũ trụ Nhà Xuất bản Khoa học tự nhiờn và cụng nghệ, 2014, 350 trang.
cỏc khoa học về Trỏi Đất, 1998, tập 19(3), trang 189-199.
12. Lờ Trường Thanh, V. Doumouya, Lờ Huy Minh và Hà Duyờn Chõu, Mụ hỡnh dũng điện xớch đạo từ số liệu vệ tinh CHAMP, Tạp chớ cỏc khoa học về Trỏi Đất, 2010, tập T32(1), trang 48-56.
13. Lờ Trường Thanh, Lờ Huy Minh, Hà Duyờn Chõu, V. Doumouya, Y. Cohen, Dị thường và biến thiờn theo mựa của dũng điện xớch đạo, Tạp chớ cỏc khoa học về Trỏi Đất, 2011, tập T33(1), trang 29-36.
14. Nguyễn Thị Kim Thoa, Y. P. Sizov, Về sự phỏt triển động học của dũng điện xớch đạo, Tạp chớ cỏc khoa học về Trỏi Đất, 1973, tập 15(3), trang 65-70.
15. Nguyễn Thị Kim Thoa, Nguyễn Văn Giảng và nnk, Đặc trưng biến thiờn của