Геофизическая обсерватория "Михнево" расположена в Ступинском районе Московской области в 80 км от ИДГ РАН на территории в 1 кв. км. В состав обсерватории входят системы инструментальной регистрации параметров геофизических полей и характеристик их взаимодействия. Выстроенная система различных методов наблюдений направлена на исследование механизмов взаимодействия квазистатических и динамических процессов в разных геосферах - литосфере, атмосфере, ионосфере и позволяет проводить синхронную регистрацию контролируемых параметров физических полей и энергомассообменных процессов в геосистемах.

В 2021 г. согласно решению Ученого совета ИДГ РАН была организована на базе института новая уникальная научная установка «Среднеширотный комплекс геофизических наблюдений «Михнево» (УНУ СКГН «Михнево»)

ОПИСАНИЕ УНУ

Основным преимуществом комплекса геофизических наблюдений «Михнево» (СКГН «Михнево») является то, что он состоит из ряда уникальных по своим характеристикам установок, позволяющих проводить синхронные измерения литосферных, атмосферных и ионосферных процессов. Система наблюдений базируется на сети измерительных пунктов, установленных в местах со слабым влиянием антропогенных воздействий.

1. Малоапертурная сейсмическая антенна (МСА) установлена в 2004 г. на осадочных породах. Антенна состоит из центрального трёхкомпонентного сейсмоприемника STS-2, установленного в штольне на глубине около 20 м, и периферийных датчиков СМ3-КВ. МСА «Михнево» представляет собой сейсмическую группу из 12 пунктов наблюдения, шесть из которых являются трехкомпонентными, а остальные - однокомпонентные вертикальные. Сейсмические сигналы от датчиков в цифровом виде поступают в центр сбора данных. Главным преимуществом МСА является возможность обнаруживать сейсмические источники значительно меньшей мощности, чем сеть трёхкомпонентных станций, за счёт применения алгоритмов групповой обработки сигналов. МСА является единственной подобной системой наблюдений на территории Центральной части Восточно-Европейской платформы и одной из 15-ти работающих в настоящее время в мире. МСА также может быть использована как инструмент высокоточных измерений скоростных, поглощающих и рассеивающих свойств земной коры. Результаты наблюдений и накопленные МСА «Михнево» в 2004-2020 гг. базы данных доказали высокую эффективность технологий малоапертурных сейсмических антенн в условиях Восточно-Европейской платформы.

2. Комплекс гидрогеологических измерений состоит из 3 скважин глубиной 30 м, 115 м и 60 м, которые оборудованы прецизионными датчиками уровня LMP308i. Регистрация ведется на АЦП с частотой дискретизации 1 Гц. Дополнительно регистрируются вариации атмосферного давления с использованием датчика Keller PAA-33X. Гидрогеологический аппаратурно-измерительный комплекс является единственным установленным в платформенных условиях, который в автоматическом режиме позволяет отслеживать вариации уровня напорного и безнапорного водоносных горизонтов с точностью ежесекундной регистрации 1.7 мм вне зоны влияния активного техногенеза.

3. Инфразвуковая станция состоит из трех микробарометров МБ-03 ИДГ скважинного типа, размещенных на местности в трех пунктах на расстояниях 300 – 600 м. В каждом из пунктов микробарометры оснащены шумоподавляющими фильтрами в виде 6-ти лучевой «звезды». Полоса регистрации микробарометров (по уровню -3дБ) составляет 0,0001-10 Гц. Инфразвуковая станция является аналогом инфразвуковых станций Международной системы мониторинга Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty (CTBT).

4. Радиофизический комплекс, позволяющий получать данные об особенностях структуры и динамики ионосферной плазмы в среднеширотной зоне Европейской части страны. В обсерватории проводятся непрерывные измерения вариаций электромагнитных полей в широком спектральном диапазоне, что позволяет решать многие научно-прикладные задачи в режиме квазиреального времени. Для исследования состояния геомагнитного поля Земли используются магнитовариационные данные, полученные трехкомпонентным феррозондовым магнитометром LEMI-018 и высокочастотными индукционными магнитометрами MFS-06 и MFS-07. Исследование динамики нижней ионосферы проводятся по данным измерения вариаций электромагнитного поля в КНЧ/ОНЧ диапазоне. Низкий уровень промышленных шумов в ГФО «Михнево», высокая чувствительность и широкий динамический диапазон аппаратуры позволяют принимать сверхслабые сигналы амплитудой в единицы фТл.

В состав комплекса также входят электростатические флюксметры, регистрирующие вертикальную компоненту напряженности электрического поля, и компенсационный измеритель приземного атмосферного тока (КИПАТ). Регистрация сигналов проводится в диапазоне частот 0 – 10 Гц.

Для наблюдения за процессами, происходящими в E и F областях ионосферы, в обсерватории непрерывно проводятся измерения в КВ диапазоне, ЛЧМ зондирование ионосферы, регистрация сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Регистрация параметров электромагнитных волн КВ диапазона ведется с использованием приемника Rohde&Schwarz ESCI (Германия) и ромбической антенны с размерами диагоналей 140х80 м и высотой подвеса около 30 м. Максимум диаграммы направленности антенны ориентирован в северном направлении, что позволило, в частности, принимать сигналы нагревных стендов EISCAT в Норвегии и HAARP на Аляске.

Контроль состояния верхней ионосферы проводится с использованием ЛЧМ ионозонда на базе аппаратуры фирмы Icom (Япония): передатчика R-718 и приемников R‑75. Сигналы спутников ГНСС регистрируются мультисистемным трехчастотным приемником Javad Sigma (США). Комплекс в целом позволяет принимать и анализировать параметры электромагнитных сигналов в диапазоне частот от 0.0001 Гц до 17 МГц. Вся аппаратура работает в составе единого программно-аппаратного комплекса, обеспечивающего синхронизацию данных измерений с точностью не хуже 30 нс, хранение и обработку измерительной информации.

Радиофизический комплекс позволяет получать обширную информацию о состоянии среднеширотной ионосферы как в спокойных условиях, так и при возмущениях, вызванных такими явлениями как солнечные затмения, магнитные бури, солнечные вспышки.

Направления научных исследований, проводимых на УНУ:

Направления научных исследований, проводимых на УНУ определяются ее многопрофильностью.

Сейсмологические исследования: Мониторинг, локация и верификация источников сейсмических сигналов природного и техногенного характера в пределах Восточно-Европейской платформы. Высокоточные измерения сейсмической добротности и ее вариаций во времени.

Гидрогеологические исследования: Изучение закономерностей реакции водонасыщенного коллектора на динамические воздействия разной интенсивности. Исследование взаимодействия динамических и квазистатических процессов в подземных коллекторах.

Атмосферные исследования: Исследование микропульсаций атмосферного давления, сопровождающих основные атмосферные явления и процессы. Исследование характеристик атмосферного электрического поля и концентрации аэрозолей в Московском регионе.

Среднеширотная ионосфера: Исследование пространственно-временной динамики возмущений атмосферы, верхней и нижней ионосферы, исследование взаимосвязанных процессов на различных высотах в различных гелио-геофизических условиях.