МАГНИТНО-ИОНОСФЕРНАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ

Руководитель объекта доктор физ.- мат. наук Хусомиддинов Сабриддин Самарович

Магнитно-ионосферная обсерватория одна из старейших научных подразделений Узбекистана c богатыми научно-производственными традициями. Она организована на базе Ташкентской Физической обсерватории созданной в 1868 г. в составе Топографического отдела Штаба ТУРКВО. Первым начальником обсерватории был назначен военный топограф капитан Шарнгорст. Изначально в ней проводились астрономические, магнитометрические, топографические, геодезические и описательные географические исследования.

В 1876 г. в Ташкенте была построена самостоятельная Астрономическая обсерватория, а Физической обсерватории были переданы метеорологические станции и она получила геофизическую направленность. Вместе с этим был принято "Временное положение об обсерватории" и стали проводиться визуальные стационарные магнитные наблюдения положившие начало обсерватории и обсерваторским исследованиям. Поэтому 1876 г. можно считать годом основания обсерватории. В 1981г в обсерватории был установлен сейсмоскоп системы Секки.

Благодаря усилиям выпусника Петербургского университета Г.В. Попова с 1892г сейсмические наблюдения начали расширятся. Былы установлены сейсмические станции в Ташкенте, Коканде, Джизаке, Андижане и в др.городах, а в 1911 г. сейсмические наблюдения приобрели статус отдельной службы.

Постановлением правительства Узбекистана в 1921 году был организован Ташкентский метеорологический институт и в ее состав вошла "Физическая обсерватория" переименованная на "Магнито-метеорологическую". На ее базе, 25 октября 1924г, распоряжением Главного управления гидрометеорологической службы при СМ СССР, создана Ташкентская научно-исследовательская геофизическая обсерватория (ТНИГО), директором которой был назначен геофизик В.Н. Михалков. К этому времени она располагала рядом метеорологических, магнитометрических, электрометрических приборов.

В том же году были построены магнитные павильоны и начаты круглосуточные стационарные магнитовариационные и атмосферно-электрические наблюдения, которые продолжаются до настоящего времени.

С целью обеспечения исследований геофизической обсерваторией аппаратурой, математическим обеспечением и кадрами одновременно в составе обсерватории были созданы мастерская геофизического приборостроения, группа математической обработки, а при САГУ организована кафедра геофизики. Постоянно расширяя сферу и масштабы исследований к 1940 г. обсерватория располагала штатом из 102 единиц, первоклассным на то время оборудованием из 1300 наименований и высоко квалифицированными специалистами. В связи с появлением в Ташкенте трамвая и повышением уровня индустриальных помех в 1936 году обсерватория перенесена в п. Келес.

В соответствии с программой проведения Международного Геофизического Года 1957 г. в рамках Международной Комиссии Академий Наук по проблеме Планетарная Геофизика (КАПГ), было намечено расширение планетарной сети станций и сферы геофизических исследований. С целью усиления материально технической базы обсерватория "Келес" с 1959г переименовывается в Комплексную магнитно-ионосферную обсерваторию (КМИО) и переходит под патронаж Главного управления Министерства связи. При этом в Ташкент была направлена группа специалистов и оборудование для зондирований ионосферы и начаты наблюдения за вариациями ионосферных слоев, а руководить обсерваторией стал М.Г. Анцелевич. В 1960г она включена в состав Института математики, а в 1963г Института ядерной физики (ИЯФ) Академии Наук Узбекистана. В 1962-1963 гг, на основании постановления Совета Министров от 09.04.1960 г и Бюро Академии наук бывшего СССР N294-08 от 20.04.1962 г, под патронажем Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Академии наук (ИЗМИРАН), в Паркентском районе Ташкентской области построена типовая комплексная обсерватория с двумя техническими корпусами, двумя 12 квартирными домами для сотрудников и необходимыми инженерными коммуникациями автономного жизнеобеспечения. Большую заботу в проведении строительных работ, оснащении современным на то время оборудованием и обеспечении кадрами проявили директор (ИЗМИРАН) Пушкова Н.В., его заместитель, уроженки Узбекистана Бенькова Н.П. и академик С.Азимов. Обсерватория была оснащена автоматическим ионозондом, станцией космических лучей с трех секционным нейтронным супермонитором, а также станцией распространения радиоволн с комплексом антенно-фидерных систем.

В связи с организацией в Ташкенте Института сейсмологии после Ташкентского землетрясения 1966 г., Обсерватория вошла в его состав и значительно пополнила его экспериментальную базу. В эти годы запущены станции космических лучей (А.Н.Ходжаев), Распространения радиоволн и атмосферных радиошумов (С.С. Хусамиддинов). Наряду с участием в Планетарно-геофизической сети, она стала также опорной геофизической станцией сети комплексного сейсмопрогнозного мониторинга, установлены наклономерная и сейсмическая станции, пробурены 5 скважин на глубины 150, 600 и 2400 метров и начали проводиться исследования по проблеме прогноза землетрясений. Всяческую поддержку в деятельности обсерватории проявлял академик Г.А. Мавлянов, а научное руководство над исследованиями осуществлял В.И. Уломов. Современный комплекс обсерватории позволяет проводить непрерывные наблюдения вариации 7 ми компонент геомагнитного поля, 12 ти высотно-частотных характеристик ионосферы, кампорирования электромагнитных волн в широком диапазоне частот, градиента атмосферного электрического поля, земных токов, наклонов земной поверхности, динамического режима и газового состава подземных вод и циклы геодинамических измерений методом GPS.

Материалы стационарных наблюдений в обсерватории находят широкое применение для исследований солнечно-земных связей, структуры и вариаций геомагнитного поля, ионосферы, потока космических лучей, глубинного строения земли и геодинамики, сейсмоэлектромагнитных, сейсмоионосферных и др. природных явлений. В народнохозяйственных целях они используются при геологоразведочных, картографических, геодезических, топогрпафических, аэроновигационных и др. работах; для диагностики геофизических предвестников землетрясений, прогнозирования условий распространения радиоволн, солнечной и магнитной активности, например в медицинских целях, а также др. задач.

Научно-практические достижения сотрудников Обсерватории соотносятся с этапами исследований. Первый этап охватывает период до организации Физической обсерватории и носит познавательный характер. Первые съемки магнитного склонения в Центральной Азии выполнены в 1580 г Христофором Борро, который приехал в составе экспедиции английских купцов направленных для открытия торговых путей в Индию через Россию. В 17-18 в.в. европейскими и российскими исследователями Олеарий, Эльтон, Ленц, Вудруф и др. организована магнитометрических и топографических экспедиций в регион. С середины XYIII века к измерения выполнялись военными экспедициями: 1809-1817 гг. - штурман Колодкин (Каспийское море и прибрежные зоны); 1848-1849 гг. капитана А.И. Бутаков (Акваторий Аральского моря); 1859 г. -контр адмирала Ивашинцева. На этом интервале сухопутные экспедиции провели измерения вдоль профиля от Восточной Персии до Гератских владений.

Второй этап геофизических исследований в регионе охватывает полувековой период (1870-1920 гг.) и определяется деятельностью Физической обсерватории. Он характеризуется более масштабными и целенаправленными исследованиями, улучшением качество наблюдений, аппаратурного оснащения. Сотрудниками Обсерватории, на ряду со стационарными, выполнен внушительный объем площадных топографических и магнитометрических работ по маршрутам территории Центральной Азии. В организованных более 30 экспедициях основано 250 опорных точек измерений по маршрутам: Джизак-Чимкент-Бешкек (Пишпек) -Алма-Ата (Верный)-Прежевальск - Нарын-о. Четыр-Куль, Кашкар; Ош-Гульча-Коксай на Памире; Вуадиль-Гульча-Сары Таш -Иркештам-Кульджи-озера Эби Нор; Чарджоу-Бааги-Меручак- Кушка; Аулие Ата-Кульдж;. Аму Дарья-Сурхан Дарьи-Вахш- Мургаба-Кизил Рабата-Беика-Ташкент-Казалинск; Кашкгар-Турфан. В последствии на этих эпизодически проводились повторные измерения. Организованы так же длительные Ученые экспедиции в районы Аральского моря, Амударьи,Тибета, Горного-Бадахшана. При этом, наряду с магнитными проводились топографические съемки и др. исследования природы края. Этими исследованиями руководили известные ученые К. В. Шарнгорст, Оводов, Ф. Дорандт, Ф. Шварц, М.В. Певцов, Чейин, Д.А.Смирнов, Сауэрс, Фюзон, Котельников, Н.Н. Трубятчинский, В.П. Вейнберг и др. В качестве основной аппаратуры они использовали магнитные теодолиты систем Неймаира, Бамберга, Маскара-Муро-Шасселона, Мейерштейна, Шмидта, Краузе индукционный или стрелочный инклинаторы Вильда - Эдельмана, Гамбэ, азимут компас Брауэра и др. Они обеспечивали точность приемлемую для общего описания геомагнитного поля региона. В этих измерениях в основном определялись склонение -D, наклонение - I, вертикальная - Z и горизонтальная составляющая- Н геомагнитного поля. Несмотря обширность маршрутов, эти измерения носили эпизодический характер, приурачиваясь к каким либо экспедициям или инспекторским осмотрам. Тем не менее, трудно переоценить заслуги перечисленных исследователей, которые своим энтузиазмом и смелостью выполнили столь большой объем геофизических работ в труднейших условиях того времени. Полученные ими результаты стали основной для постановки дальнейших цели направленных НИР. Физическая обсерватория сыграла важную роль в изучении региона, в становлении и дальнейших успехах естественных наук в Центральной Азии.

Результаты третьего этапа геофизических исследований обусловлены образованием Ташкентской научно-исследовательской геофизической обсерватории. С начала своей деятельности она активно включалась в решение как важнейших фундаментальных так и народнохозяйственных задач. Уже в 1924г. в период геофизической экспедиции по Ферганской долине, в районе Джалалабада, впервые зарегистрированы аномальные изменения градиента атмосферного электрического поля за 0.5 суток до Куршабских землетрясений, которые стала основой этого метода поиска предвестников землетрясений.

В 1925г под руководством В,Н, Михалкова был разработан "Генеральный план магнитных съемок Средней Азии и Казахстана". В ходе ее реализации в 1927-1937гг. магнитными съемками, совмещенными с гравиметрическими и геологоразведочными работами, охвачена практически вся территория Средней Азии и Казахстана включая водные бассейны Каспийского, Аральского морей и озер Балхаш, Гасан Кули, Иссык Куль и др. Густой сетью охвачены геологически перспективные районы Нефетдага, Мангышлака, Эмбы, Караганды, Нурата, Мурунтау, Чаткала-Курамы, Кызыл-Кумов и трасса будущего Туркисиба и др районов. В общей сложности экспедициями на вьючном транспорте, лодках, пароходах, пройдено более 100 000 км и произведено более 5000 измеренй всех компонент магнитного поля земли. Заложено более 600 опорных пунктов для изучения вековых вариаций поля на которых до настоящего времени проводились измерении с интервалом 3-5 лет. Одновременно развернута сеть стационарных атмосферно электрических станций Ташкент, Ашхабад, Алма Ата, ледник Федченко, Тянь-Шань.

К наиболее важным следует отнести следущие результаты этапа исследований.

• 1925-30 гг. разработана методика воздействия на вегетативный процесс искусственным изменением этого поля (электроионо-культура) и получены обнадеживающие результаты. Вявлен ряд эффектов влияния микроклиматических и атмосферно-электрических условий на человеческий организм.
• 1930-1940 гг. детально исследованы морфологические и динамические параметры атмосферного электрического поля и видимости атмосферы, а также их физические связи с различными гелиогеофизическими явлениями. Выведены количественные соотношения запыленности воздуха на градиент электрического поля.
• 1937 - 1940 гг., на большом массиве метеорологических и гелиофических данных разработаны положения долгосрочных предсказаний погоды с учетом солнечной активности.
• 1945-1955 гг. построена детальная региональная структура геомагнитного поля, выявлены перспективные районы полезных ископаемых, создана основа карты геофизической структуры региона. выпускались ежегодные научные сборники трудов Ташкентской геофизической Обсерватории.
• Детально изучены регулярные вариации и характерные особенности геомагнитного поля (ГМП) и электрического поля атмосферы, разработана методика формализованной оценки их возмущенности. Составлен каталог магнитных бурь и К-индексов возмущенности ГМП (В.Н. Михалков, Е.А. Чернявский и др.)
• Выведены соотношения количественной связи вариаций атмосферного электрического поля и ГМП от ряда гелио-геофизических и приливных факторов ( Козик Рыскина).
• Путем гармонического анализа выявлены основные параметры пространственно-временной структуры вековых изменений магнитного поля в Келесе и на пунктах векового хода Средней Азии за 1870-1950 годы.
• Произведено картирование магнитных и гравитационных региональных аномалий Средней Азии.
• Следующий этап олицетворяет деятельность сотрудников Обсерватории в составе Института сейсмологи, где тематика НИР была ориентирована на решение задач проблемы прогноза землетрясений, что явилось на тот период новым направлением геофизики. В связи с этим совместно с ИЗМИРАН была создана сеть автономных протонных магнитометров и микрополигон в районе Чарвакского водохранилища с целью изучения техногенных нагрузок на геомагнитное поле (Е. Бердалиев, Ю.П. Цветков). Разработана методика автоматизированных непрерывных наблюдений за интенсивностью естественных электромагнитных излучений и теллурических токов, создана сеть из четырех станций на сейсмопрогностических полигонах (С.С. Хусомиддинов).

Сотрудники обсерватории участвовали в специальных комплексных экспедициях в эпицентральные зоны: Алайского-1974г, Газлийских-1976; 1984г, Исфара-Баткенского-1977г, Таваксайского-1977, Назарбекского-1980, Чимионского-1982, Папского-1984, и др. землетрясений.

Проведена серия экспериментов по натурному моделированию сейсмоионосферных эффектов активным воздействием на ионосферу мощными промышленными всрывами

Создана идеология и макет многопараметрической установки на базе ПК для автоматизированного измерения электрических, магнитных и электромагнитных параметров геофизических полей. Создан машиночитаемый банк данных КМИО.

В результате проведенных исследований сотрудниками обсерватории экспериментально установлены и теоретически обоснованы новые явления "Аномальных увеличений интенсивности естественных электромагнитных излучений на заключительном этапе подготовки землетрясения" и " Модификации ионосферы над очагом готовящегося землетрясения", которые получили широкое международное признание геофизиков и стали научной основой для разработки технологии дистанционной диагностики предвестников.

Показано закономерные аномалии локальных изменений магнитного поля обусловленные изменением объема воды Чарвакского водохранилища.

За период существования обсерватории собран огромный фонд геофизических данных включающий: магнитограммы и таблицы вариаций T,H,Z,D компонент геомагнитного поля и К индексов возмущенности с 1925г; часовые значения и суточными высотно-частотными графиками по 14 параметрам ионосферы с 1969г; интенсивности ЭМИ с 1973г; интенсивности нейтронной компоненты космических лучей с 1975 г.; широтно-долготных составляющих ЭТП с 1981г; наклонов земной поверхности с 1972г, часовыми значениями температуры воздуха и атмосферного давления с 1975г.

Сотрудник обсерватории являются соисполнителями более десяти Международных проектов по проблемам планетарной геофизики: "Международный геофизический год" с 1957г, "Год активного солнца" с 1969г, "Год спокойного солнца" в 1974г, "МАССА" в 1984г, "ССМГЭ" с 1989г, "САНДАЙЛ" с 1990г, ряд др.