DOI: https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i2.2010.117555

Electrodynamics of geoenvironment and methods of geoelectrics

V. N. Shuman

Abstract


A brief review of a set of aspects of interaction of electromagnetic waves with geological medium, models of geo-medium and mechanic-electro-magnetic-transformations in it has been done. It is noticed that a real seismo-electro-magneto-generating medium cannot be considered as a linearly-elastic passive continuum - some internal self-similar structure is specific to it which determines its seismic and electromagnetic processes. A conclusion has been made on the close connection of the field of electromagnetic emission structure as well as of micro-seismic vibrations structure registered on the earth's surface with topology of inter-block space and the structure of blocks itself which is formed by the mechanisms of geo-medium self-organization. Some problems of electrodynamics of active media with self-similar structure are considered. Attention is paid to non-adequacy of operating with some effective phenomenological electromagnetic parameters, in particular with refraction index in case of the analysis of emission and propagation processes in the active blocky-hierarchic medium. Existence is noted of the complex of non-linear interaction between both the physical fields and sub-systems of geo-medium, the possibility of appearance of weakly decaying spiral (helicoidal) electromagnetic vibrations (spiral auto-waves). Possibilities of application of electromagnetic component of lithosphere emission aimed at diagnostics of its structure and dynamics are considered making stress on non-classical approaches and methods actual from the viewpoint of geo-electrical applications.

References


Агранович В.М., Гинсбург В.Л. Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии и теория экситонов. - Москва: Наука, 1979. - 432 с.

Богданов Ю.А., Воронин В.И., Уваров В.Н., Черняков А. М. Электромагнитное проявление структуры недр // Геофиз. журн. - 2003. - 25, № 4. - С. 117-124.

Богданов Ю.А., Павлович В.Н. Неравновесное излучение земной коры - индикатор геодинамических процессов // Геофиз. журн. - 2008. - 30, № 4. - С. 12-24.

Богданов Ю.А., Коболев В.П., Шуман В.Н. Вариации сейсмоэлектромагнитного фона Земли и сейсмическая активность // Геофиз. журн. - 2009а. - 31, № 3. - С. 95-106.

Богданов Ю.А., Бондаренко Н.В., Захаров И.Г., Лойко Н.Г., Лукин В.В., Черняков А.М., Чертов О.Р. Аппаратурно-методическое обеспечение метода анализа спонтанной электромагнитной эмиссии Земли // Геофиз. журн. - 20096. - 31, № 4. - С. 34-43.

Богданов Ю.А., Павлович В.Н., Шуман В.Н. Спонтанная электромагнитная эмиссия литосферы: состояние проблемы и математические модели // Геофиз. журн. - 2009в. - 31, № 4. - С. 20-33.

Бредов М.М., Румянцев В. В., Топтыгин И.Н. Классическая электродинамика. - Москва: Наука, 1985. - 399 с.

Виноградова М. Б., Руденко О. В., Сухоруков А. П. Теория волн. - Москва: Наука, 1979. - 383 с.

Гинзбург В.Л., Цытович В.Н. Переходное излучение и переходное рассеяние. - Москва: Наука, 1984. - 360 с.

Голубков А.А., Макаров В.А. Граничные условия для электромагнитного поля на поверхности сред со слабой пространственной дисперсией // Успехи физ. наук. - 1995. - 165, № 3. - С. 339-346.

Гохберг М.Б., Гуфельд И.Л., Гершензон Н.И., Пилипенко В.А. Электромагнитные эффекты при разрушении земной коры //Изв. АН СССР. Физика Земли. - 1985. - № 1. - С. 72-87.

Гульельми А. В. Ультранизкочастотные волны в коре и в магнитосфере Земли // Успехи физ. наук. - 2007. - 177, № 12. - С. 1257- 1276.

Гульельми А. В. Инерционные эффекты в коре и в магнитосфере земли // Физика Земли. - 2008. - № 1. - С. 50-56.

Давыдов В.А., Зыков В. С., Михайлов А. С. Кинематика автоволновых структур в возбудимых средах // Успехи физ. наук. - 1994. - 161, № 8. - С. 45-86.

Даниленко В.А. К теории движения блочноиерархических геофизических сред // Докл. АН Украины. - 1992. - № 2. - С. 87-90.

Дмитриевский А.Н., Володин И. А. Формирование и динамика энергоактивных зон в геологической среде // Докл. РАН. - 2006. - 411, № 3. - С. 395-399.

Дмитриевский А.Н. Автоволновые процессы формирования флюидонасыщенных зон Земли // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезисы. Матер. Всерос. конф. (Москва, 22-25 апреля 2008 г.). - Москва: ГЕОС, 2008. - С. 6-8.

Дмитриевский А.Н., Володин И. А. Автосолитонные механизмы дегазации Земли // Дегазация Земли: геодинамика, геофлюиды, нефть, газ и их парагенезисы. Матер. Всерос. конф. (Москва, 22-25 апреля 2008 г.). - Москва: ГЕОС, 2008. - С. 152-154.

Кисин И. Г. Явление самоорганизации при взаимодействии флюидных потоков и геодинамических процессов в земной коре // Геофизика XXI столетия: 2007 г. Сб. тр. девятых геофиз. чтений им. В. В. Федынского (Москва, 1-3 марта 2007 г.). - Тверь: ООО "Изд-во ГЕРС”, 2008. - С. 82-88.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. - Москва: Наука, 1959. - 532 с.

Меньшиков Л. И. Сверхизлучение и некоторые родственные явления // Успехи физ. наук. - 1999. - 169, № 2. - С. 113-153.

Неклассическая геофизика. Тез. докл. междунар. конф. (28 августа - 1 сентября 2000 г.). Объединенный институт физики Земли РАН; СО Евро-Азиатского общества. - Саратов, 2000. - 80 с.

Новожилов Ю.В., Яппа Ю.А. Электродинамика. - Москва: Наука, 1978. - 352 с.

Пархоменко Э.И., Гаскаров И.В. Скважинные и лабораторные исследования сейсмоэлектрического эффекта второго рода в горных породах // Физика Земли. - 1971. - № 9. - С. 88-92.

Плескач Н. К. Электроэнергетический сейсмический эффект // Докл. АН СССР. - 1986. - 290, № 3. - С. 1342-1346.

Раутиан С. Г. Об отражении и преломлении на границе среды с отрицательной групповой скоростью // Успехи физ. наук. - 2008. - 178, № 10. - С. 1017-1024.

Садовский М.А., Писаренко В.Ф. Сейсмический процесс в блоковой среде. - Москва: Наука, 1991. - 96 с.

Садовский М.А. Геофизика и физика взрыва. Избр. тр. / Отв. ред. В. В. Адушкин. - Москва: Наука, 2004. - 440 с.

Светов Б. С. "Неклассическая” геоэлектрика // Физика Земли. -1995. - № 8. - С.3- 12.

Старостенко В. И., Даниленко В. А., Венгрович Д.Б., Кутас Р.И., Стифенсон Р.А., Стовба С. Н. Моделирование эволюции осадочных бассейнов с учетом структуры природной среды и процессов самоорганизации // Физика Земли. - 2001. - № 12. - С. 40- 51.

Старостенко В.И., Лукин А.Е., Коболев В.П., Русаков О.М., Орлюк М.И., Шуман В.Н., Омельченко В.Д., Пашкевич И. К., Толкунов А.П., Богданов Ю.А., Буркинский И.Б., Лойко Н.П., Федотова И. .Н., Захаров И. Г., Черняков А. М., Куприенко П.Я., Макаренко И.Б., Легостаева О. В., Лебедь Т. С., Савченко А. С. Модель глубинного строения Донецкого складчато - го сооружения и прилегающих структур по данным региональных геофизических наблюдений // Геофиз. журн. - 2009. - 31, № 4. - С. 44-68.

Стаховский И.Р. Самоподобная сейсмогенерирующая структура земной коры: обзор проблемы и математическая модель // Физика Земли. - 2007. - № 12. - С. 35-47.

Сурков В. В. Электромагнитные эффекты при землетрясениях и взрывах. - Москва: Изд. Моск. гос. инж.-физ. ин-та (техн. ун-та), 2000. - 238 с.

Уруцкоев И. И. О возможном механизме землетрясений // Прикл. физика. - 2000. - № 4. - С. 55-61.

Чеботарева И. Я., Кушнир А.Ф., Рожков М.В. Устранение интенсивной помехи при пас - сивном мониторинге месторождений угле - водородов методом эмиссионной томографии // Физика Земли. - 2008. - № 12. - С. 65-82.

Черняк Г. Я. О физической природе сейсмоэлектрического эффекта горных пород // Изв. АН СССР. Физика Земли. - 1976. - № 2. - С. 109-112.

Шуман В.Н. Геоэлектродинамические основы электромагнитных зондирований диспергирующих поглощающих сред // Геофиз. журн. - 2003. - 25, № 5. - С. 31-42.

Шуман В. Н. Фундаментальные модели электромагнитных зондирующих систем // Геофиз. журн. - 2004. - 26, № 1. - С. 42-55.

Шуман В.Н., Левашов С.П., Якимчук Н.А., Корчагин И. Н. Радиоволновые зондирующие системы: элементы теории, состояние и перспектива // Геоинформатика. - 2008. - № 2. - С. 22-50.

Шуман В. Н. Уравнение генерации спонтанных электромагнитных сигналов в системе литосферных блоков // Геофиз. журн. - 2008. - 30, № 1. - С. 42-48.

Шуман В.Н., Богданов Ю.А. Электромагнитная эмиссия литосферы: пространственная структура и возможные механизмы генерации // Геофиз. журн. - 2008. - 30, № 6. - С. 39-50.

Шуман В. Н. Переходные электромагнитные процессы на ранних временах в геологической среде с магнитоактивным плазменным компонентом // Геофиз. журн. - 2009. - 31, № 3. - С. 32-40.