Relative secular variations of the Earth’s magnetic field in the years 1966–2016 along the profile across the main tectonic units of Poland (Zgorzelec-Wiżajny profile)

Anna Wojas, Teresa Grabowska

Abstract


The paper summarizes 50 years of research on relative local secular variations of the total magnetic intensity (TMI) along Zgorzelec-Wiżajny profile (Z-W profile) through the years 1966–2016. The Z-W profile (approximately 650 km length) cuts through Europe’s major tectonic units, including a zone of Variscan folds in the Paleozoic platform (PP), the Trans-European Suture Zone (TESZ) and the Polish part of the East European Craton (EEC). Measurements of TMI were made at 31 sites of the profile and reduced to the base recordings at the Central Geophysical Observatory in Belsk. Based on linear approximations of relative geomagnetic field values changes in time, relative annual changes in time (relative secular variations) expressed in nanoteslas [nT] per year were calculated.

The study on relative geomagnetic field values revealed slower secular variations of the geomagnetic field in EEC as compared to those in PP and TESZ. However, they show lower amplitudes of these variations. An interesting phenomenon are rapid changes in the time of the relative values (trends) of TMI starting from the year 2000, also expressed as the relative secular variations per year, particularly visible in PP area. In the qualitative sense, relative secular variations show a correlation with the main geological units in the Polish territory and also important elements in the seismic and geothermal model of the lithosphere.


Keywords


relative local secular variations, geomagnetic field, total magnetic intensity, Palaeozoic platform, Trans-European Suture Zone, East European Craton, Poland

Full Text:

PDF

References


Abdullabekov K.N., Maksudov S.Kh., 1975. Variatsii geomagnitnogo polya seysmoaktivnykh regionov. Izdatel’stvo Fan, Tashkent [Абдуллабеков К.Н., Максудов С.Х., 1975. Вариации геомагнитного поля сейсмоактивных регионов. Издательство Фан, Ташкент].

Bojdys G. & Grabowska T., 2007. Space-time analysis of the relative local secular variations of the geomagnetic field (1966–2005) along Zgorzelec-Wiżajny profile. Acta Geophysica, 55, 2, 169–181. DOI: 10.2478/s11600-007-0001-y.

Bojdys G., Grabowska T. & Szybiński M., 2001. Zmiany wiekowe pola magnetycznego Ziemi wzdłuż profilu Zgorzelec-Wiżajny [Secular variations of the geomagnetic field along Zgorzelec-Wiżajny profile]. Geologia: kwartalnik Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, 27, 2–4, 527–541.

Bojdys G., Grabowska T., Wójcik A. & Medoń Z., 2010. Wyniki badań nad lokalnymi zmianami pola magnetycznego Ziemi na lubelskim skłonie wschodnioeuropejskiego kratonu (profil Parczew-Chełm) [Study on the relative local temporal changes of the geomagnetic field on the Lublin slope of the East European Craton (the Parczew-Chełm profie)]. Geologia: kwartalnik Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie, 36, 2, 155–171.

Dąbrowski A., 1969. Skały czynne magnetycznie na obszarze przedsudeckim [Magnetically active rocks in the Fore-Sudetic area]. Kwartalnik Geologiczny, 13, 4, 889–896.

Dąbrowski A. & Karaczun K., 1958. Mapa magnetyczna Polski 1 : 200 000. Biuletyn Instytutu Geologicznego, 137, Warszawa.

Grabowska T. & Bojdys G., 2004a. Preliminary 2D density and magnetic models of the lithosphere along seismic profile P4 of the international project POLONAISE’97 in Poland. [in:] European Geosciences Union: general assembly 2004: Nice, France, 25–30 April 2004: abstracts (Geophysical Research Abstracts, 6), EGU, Vienna [electronic document].

Grabowska T. & Bojdys G., 2004b. Analysis of geomagnetic field along seismic profile P4 of the International Project POLONAISE’97. Tectonophysics, 383, 1–2, 15–28, DOI: 10.1016/j.tecto.2004.02.002.

Grabowska T. & Koblański A., 1992. Interpretation of magnetic anomalies along the Eu-3 Geotransect in Poland. Acta Geophysica Polonica, 40, 2, 175–185.

Grabowska T. & Raczyńska M., 1991. Structure of the Earth’s crust on the Polish Lowland in the light of gravimetric modelling. Publications of the Institute of Geophysics Polish Academy of Sciences, A-19, 230, 85–110.

Grabowska T., Raczyńska M. & Dolnicki J., 1992. Interpretation of gravity anomalies along the Eu-3 Geotransect in Poland. Acta Geophysica Polonica, 40, 2, 159–173.

Grad M., Jensen S.L., Keller G.R., Guterch A., Thybo H., Janik T., Tiira T., Ylimieni J., Luosto U., Motuza G., Nasedkin V., Czuba W., Gaczyński E., Środa P., Miller K.C., Wilde-Piórko M., Komminaho K., Jacyna J. & Korabliova L., 2003. Crustal structure of the Trans-European suture zone region along POLONAISE’97 sesmic profile P4. Journal of Geophysical Research. Atmospheres, 108, B11, 2541. DOI: 10.1029/2003JB002426.

Guterch A. & Grad M., 2016. Struktura skorupy i górnego płaszcza Ziemi Europy – wielkie eksperymenty sejsmiczne i implikacje geodynamiczne. Posiedzenie Komitetu Geofizyki PAN, Warszawa, [on-line:] www.kgeof. pan.pl/images/stories/pliki_2016/KomGeof2016-fin.pdf [access: 19.07.2019].

Yanovskiy B.M., 1978. Zemnoy magnetizm. Izdaniye 4, Izdatel’stvo Leningradskogo Universiteta, Leningrad [Яновский Б.М., 1978. Земной магнетизм. Издание 4, Издательство Ленинградского Университета, Ленинград].

Karaczun K., Karaczun M., Bilińska M. & Uhrynowski A., 1978. Mapa magnetyczna Polski, anomalie składowej pionowej Z pola magnetycznego Ziemi 1:500 000. Wyd. Instytutu Geologicznego, Warszawa.

Koblański A., 1988a. Związek czasowych zmian pola magnetycznego z procesami tektonicznymi. Zeszyty Naukowe Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica. Geofizyka Stosowana, 1, 461–472.

Koblański A., 1988b. Badania tektonomagnetyczne w obszarze lubelskim. Zeszyty Naukowe Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica. Geofizyka Stosowana, 1, 473–481.

Koblański A., 1989. Elementy tektoniki podłoża skonsolidowanego południowej części monokliny przedsudeckiej w świetle badań magnetycznych [Tectonic elements of the consolidated basement in the southern part of Fore-Sudetic monocline in the high of magnetic studies]. Zeszyty Naukowe Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica. Geofizyka Stosowana, 5, 92–93.

Kowalski W.C. & Liszkowski J., 1972. Współczesne pionowe ruchy skorupy ziemskiej w Polsce na tle jej budowy geologicznej [The depence between the recent vertical movements of the Eart’s crust in Poland and its geological structure]. Biuletyn Geologiczny/ Uniwersytet Warszawski. Wydział Geologii, 14, 5–19.

Majorowicz J.A., Cermak V., Safanda J., Krzywiec P., Wróblewska M., Guterch A. & Grad M., 2003. Heat f low models cross the Trans-European Suture Zone in the area of the POLONAISE’97 seismic experiment. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 28, 9–11, 375–391. DOI: 10.1016/S1474-7065(03)00059-7.

Majorowicz J., 2004. Thermal lithosphere across the Trans--European Suture Zone in Poland. Geological Quarterly, 48, 1, 1–14.

Małoszewski S., 1965. O zmianach wiekowych natężenia ziemskiego pola magnetycznego na ziemiach Polski oraz o ich zależności od współrzędnych geograficznych i budowy geologicznej. Zeszyty Naukowe Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica. Rozprawy, 44, 205, 1–130 [postdoctoral degree thesis].

Małoszewski S. & Jankowski J., 1997. On secular variations of the geomagnetic field along a profile across the Teisseyre–Tornquist zone. Acta Geophysica Polonica, 45, 23 –31.

Nawrocki J. & Becker A. (ed.), 2017. Atlas geologiczny Polski. PIG-PIB, Warszawa.

Ryka W., 1982. Tektonika uskokowa cokołu krystalicznego platformy prekambryjskiej w Polsce [Fault tectonics of crystalline sockle of the Precambrian platform in Poland]. Kwartalnik Geologiczny, 26, 3/4, 545–558.

Schweitzer J., 1995. Blockage of regional seismic waves by the Teisseyre-Tornquist Zone, Geophysical Journal International, 123, 1, 260–276. DOI: 10.1111/j.1365-246X.1995.tb06674.x.

Stefaniuk M., Kosobudzka I., Wojdyła M. & Ostrowski C., 2007. Dokumentacja badań geofizycznych. temat: Po-miary polowe magnetotelluryczne, magnetyczne i grawimetryczne wzdłuż profilu Zgorzelec–Wiżajny wraz z ich przetwarzaniem i interpretacją, 2005–2007. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.

Szewczyk J. & Gientka D., 2009. Terrestial heat f low density in Poland – a new approach. Geological Quarterly, 53, 1, 125 –14 0.

Welker E., 2007. Zmiana pola magnetycznego Ziemi w latach 1980–2005 na przykładzie dynamicznych modeli zmian jego dwóch wybranych elementów. Prace Instytutu Geodezji i Kartografii, 53, 111, 47–63.

Wilde-Piórko M., Świeczak M., Grad M. & Majdański M., 2010. Integrated seismic model of the crust and upper mantle of the Trans-European Suture zone between the Precambrian craton and Phanerozoic terranes in Central Europe. Tectonophysics, 481, 108–115. DOI: 10.1016/ j.tecto.2009.05.002.

Wojas A., Grabowska T. & Mikołajczak M., 2018. Relative secular variations of the geomagnetic field along the Zgorzelec-Wiżajny profile. E3S Web of Conferences [elec-tronic document], 35, 03001, 1–8. DOI: 10.1051/e3sconf/ 20183503001.

Zaborovskiy A.I., Nikitskiy V.Ye. (ed.), 1969. Spravochnik geofizika. 6: Magnitorazvedka. Nedra, Moskva [Заборовский А.И., Никитский В.Е. (ред.), 1969. Справочник геофизика. 6: Магниторазведка. Недра, Москва].

Zielhuis A. & Nolet G., 1994. Shear-wave velocity in the upper mantle beneath central Europe. Geophysical Journal International, 117, 695–715.




DOI: https://doi.org/10.7494/geol.2019.45.3.183

Refbacks

  • There are currently no refbacks.