High-frequency spontaneous electromagnetic noise of lithosphere and tomographic systems

Authors

  • V. Shuman S.I. Subbotin Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i1.2014.116148

Keywords:

seismic-acoustic and electromagnetic noises, emission tomography, geo-medium, non-linear dynamics, auto-waves

Abstract

The questions on the problem of restoration of three-dimensional images of physical properties and structural features of geo-medium applying the methods of transmission, diffraction and emission tomography that use seismic and electromagnetic waves, their informative abilities, resolvability and precision of objects localization have been examined in the paper. The approaches are accentuated, which are based on the ideas and principles of non-linear dynamics to solve tomographic problems, abilities to adapt and transfer the ideas of seismic tomography to electromagnetic systems, in particular, tomography of spontaneous electromagnetic emission of kilohertz range, which is generated in lithosphere of the Earth. Specific examination is conducted on the base of extended ideas on geo-medium as well as new versions of mechanisms of its generation and distribution based on auto-wave character of processes in geo-medium. Basic properties of wave and auto-wave processes are being compared. Controversial problems of theory are noticed, absence of universal character of classical concepts, in particular, in the case when appliance used weighs upon adequacy of consideration. Possibilities and some results of validation of experimental method are discussed.

References

Абдуллаев С.С., Заславский Г.М. Классическая нелинейная динамика и хаос лучей в задачах распространения волн в неоднородных средах. Успехи физ. наук. 1991. Т. 161. № 8. С. 2- 43

Адушкин В.В., Спивак А.А. Приповерхностная геофизика: комплексные исследования литосферно-атмосферных взаимодействий в окружающей среде. Физика Земли. 2012. № 3. С. 3-21

Анищенко В. С. Детерминированный хаос. Соросов. образоват. журн. 1997. № 7. С. 70-76

Богданов Ю.А., Бондаренко Н.В., Захаров И.Г., Лойко Н.П., Лукин В.В., Черняков А.М., Чертов О.Р. Аппаратурно-методическое обеспечение метода анализа спонтанной электромагнитной эмиссии Земли. Геофиз. журн. 2009. Т. 31. № 4. С. 34-43

Борн М., Вольф Э. Основы оптики. Москва: Наука, 1970. 718 с

Ванштейн Л.А. Распространение импульсов. Успехи физ. наук. 1976. Т. 118. Вып. 2. С. 339- 367

Васильев А.Н., Романовский Ю.М., Яхно В.Г. Автоволновые процессы в распределенных кинетических системах. Успехи физ. наук. 1979. Т. 128. Вып. 4. С. 625-666

Виноградов Е.А., Дорофеев И.А. Термостимулированные электромагнитные поля твердых тел. Успехи физ. наук. 2009. Т. 179. № 5. С. 449- 485

Вол А., Гилат А. (Л.). Первичные водород и гелий как источники энергии землетрясений. В кн.: Генезис углеводородных флюидов и месторождений (Отв. ред. А. Дмитриевский, Б. Валяев). Москва: ГЕОС, 2006. С. 160-166

Геншафт Ю. С. Земля - открытая система: геологические и геофизические следствия. Физика Земли. 2009. № 8. С. 4-12

Гийон Э., Митеску К.Д., Юлен Ж.-П., Ру С. Фракталы и перколяция в пористой среде. Успехи физ. наук. 1991. Т. 161. № 10. С. 121-128

Гинзбург В.Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. Москва: Наука, 1967. 683 с

Гольдин С.В. Преобразование и восстановление разрывов в задачах томографического типа. Новосибирск: Изд. Ин-та геологии и геофизики СО АН СССР, 1988. 100 с

Горбатиков А.В., Степанова М.Ю. Результаты исследований статистических характеристик и свойств стационарности низкочастотных микросейсмических сигналов. Физика Земли. 2008. № 1. С. 57-67

Горбатиков А. В., Собисевич А.Л., Собисевич Л.Е., Степанова М.Ю., Овсюченко А.Н. Технология глубинного зондирования земной коры с использованием естественного низкочастотного микросейсмического поля. В кн.: Изменение окружающей среды и климата. Т. 1. Сейсмические процессы и катастрофы. Москва: ИФЗ РАН, 2008. С. 223-236

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

Гроза А.А. Теоретические основы и методологические принципы кинематических методов электромагнитных зондирований земной коры импульсными источниками: Автореф. дис. ... д-ра физ.-мат. наук. Киев: ИГФ НАНУ, 1985. 36 с

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

Гуфельд И.Л. О глубинной дегазации и структуре литосферы и верхней мантии. Электронный журнал "Глубинная нефть". 2013. T. 1. №2. С. 172-188

Гуфельд И.Л. Сейсмический процесс. Физико-химические аспекты. Королев: ЦНИИМам, 2007. 160 с

Гуфельд И.Л., Матвеева М.И., Новоселов О.Н. Почему мы не можем осуществить прогноз сильных коровых землетрясений. Геодинамика и тектонофизика. 2011. T. 2. № 4. С. 378- 415

Давыдов В.А., Зыков В.С., Михайлов А.С. Кинематика автоволновых структур в возбудимых средах. Успехи физ. наук. 1991. T. 161. № 8. С. 45-86

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

Дурандин А. В. Структурно-тектонический анализ данных дистанционного зондирования Земли. Геоматика. 2011. № 1. С. 48-51

Елькин Ю.Е. Автоволновые процессы. Математическая биология и биоинформатика. 2006. T. 1. № 1. С. 27-40

Зосимов В.В., Лямшев Л.М. Фракталы в волновых процессах. Успехи физ. наук. 1995. T. 165. № 4. С. 362-402

Ильинский Ю.А., Келдыш Л.В. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Москва: Изд-во МГУ, 1989. 304 с

Калинин А. В., Владов М.Л., Золотая Л.А., Кульчицкий Л.М., Старовойтов А. В., Токарев М.Ю., Хмелевской В.К., Шапаева Н.В. Современная георадиолокация. Разведка и охрана недр. 2001. № 3. С. 2-6

Кернер Б. С., Осипов В. В. Автосолитоны. Успехи физ. наук. 1989. Т. 157. Вып. 2. С. 201- 261

Климонтович Ю.Л. Энтропия и информация открытых систем. Успехи физ. наук. 1999. Т. 169. № 4. С. 443-453

Кравцов Ю.А., Орлов Ю.И. Границы применимости геометрической оптики и смежные вопросы. Успехи физ. наук. 1980. Т. 132. № 3. С. 475-496

Кузелев М.В., Рухадзе А.А. К вопросу о расплывании импульсов в диссипативных и неравновесных средах. Изв. вузов. Радиофизика. 1979. Т. 22. № 10. С. 1223-1229

Кузьмин Ю. О. Деформационные автоволны в разломных зонах. Физика Земли. 2012. № 1. С. 3-19

Курант Р. Уравнения с частными производными. Москва: Мир, 1964. 830 с

Ларкина В.И., Мигулин В.В, Сергеева Н.Г., Сенин Б. В. Исследование динамики литосферы по спутниковым измерениям электромагнитного излучения. Вестник МГТУ. 2001. Т. 4. Вып. 1. С. 115-120

Левшенко В. Т. Сверхнизкочастотные электромагнитные сигналы литосферного происхождения: Автореф. дис. д-ра физ.-мат. наук. Москва: ОНФЗ РАН, 1995. 36 с

Лоскутов А. Ю. Очарование хаоса. Успехи физ. наук. 2010. Т. 180. № 2. С. 1305-1329

Лукк А.А, Дещерский А.В., Сидорин А.Я., Сидорин И.А. Вариации геофизических полей как проявление детерминированного хаоса во фрактальной среде. Москва: ОИФЗ РАН, 1996. 210 с

Марков Г. Т., Васильев Е. Н. Математические методы прикладной электродинамики. Москва: Сов. радио, 1970. 118 с

Некут А.Г., Спис Б.Р. Использование электромагнитных методов с контролируемым источником при разведке нефтяных месторождений. Труды Ин-та инженеров по электронике и радиотехнике (ТИИЭР). 1989. Т. 77. №2. С. 57-85

Николаев А. В. Развитие методов нелинейной геофизики. Электрон. науч.-информац. журн. Вестник ОГГГГГ РАН". 2002. № 1 (20). 5 с

Николаев А.В., Алексеев А.С., Цибульчик Г.М., Яновская Т. Б., Сурнев В. Б. Проблемы геотомографии. Москва: Наука, 1997. 331 с

Николаев А.В., Троицкий П.А., Чеботарева И.Я. Изучение литосферы сейсмическими шумами. Докл. АН СССР. 1986. Т. 282. № 9. С. 586-591

Руденко О.В. Гигантские нелинейности структурно-неоднородных сред и основы методов нелинейной акустической диагностики. Успехи физ. наук. 2006. Т. 176. № 1. С. 77-95

Руманов Э. Н. Критические явления вдали от равновесия. Успехи физ. наук. 2013. Т. 183. № 1. С. 102-112

Рытов С.М. Введение в статистическую радиофизику. Москва: Наука, 1966. 360 с

Садовский М.А. Геофизика и физика взрыва. Избранные труды. Москва: Наука, 2004. 440 с

Сейсмическая томография (Под ред. Г. Нолета). Москва: Мир, 1990. 416 с

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. В., Савченко А. С. Модель глубинного строения Донецкого складчатого сооружения и прилегающих структур по данным региональных геофизических наблюдений. Гео-физ. журн. 2009. Т. 31. № 4. С. 44-68

Сурков В. В. Электромагнитные эффекты при землетрясениях и взрывах. Москва: Изд. Моск. инж.-физ. ин-та, 2000. 235 с

Тимофеев А.В. Геометрическая оптика и явление дифракции. Успехи физ. наук. 2005. Т. 175. № 6. С. 637-641

Хогоев E.A., Колесников Ю.И. Применение сейсмоэмиссионной томографии для изучения геодинамики активных зон. Технология сейсморазведки. 2011. № 1. С. 59-65

Худак Ю. И. О локальной структуре одного класса решений однородной системы уравнений Максвелла для изотропной среды. Докл. АН СССР. 1985. Т. 282. № 1. С. 61-65

Чеботарева И.Я. Новые алгоритмы эмиссионной томографии для пассивного сейсмического мониторинга разрабатываемых месторождений углеводородов. Ч. I: Алгоритмы обработки и численное моделирование. Физика Земли. 2010. № 3. С. 7-19; Ч. II: Результат обработки реальных данных. Там же. - С. 20-36

Чеботарева И.Я. Структура и динамика геосреды в шумовых сейсмических полях, методы и экспериментальные результаты. Акустика неоднородных сред. Ежегодник РАО. 2011. Вып. 12. С. 147-156

Шуман В. Н. Электродинамика и отклик геосреды на воздействие внешних электромагнитных полей. Геофиз. журн. 2013. Т. 35. № 5. С. 129-149

Шуман В. Н. Электромагнитная эмиссия литосферы: новые экспериментальные результаты и анализ проблемы. Геоинформатика. 2010. № 4. С. 79-93

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

Шуман В.Н., Коболев В.П., Богданов Ю.А., Захаров И.Г., ЯцютаД.А. Спонтанное электромагнитное излучение на акваториях: новый эксперимент и приложения. Геофиз. журн. 2011. Т. 33. № 4. С. 33-49

Шуман В.Н., Коболев В.П., Старостенко В.И., Буркинский И.Б., Лойко Н.П., Захаров И.Г., Яцюта Д.А. Метод анализа спонтанной электромагнитной эмиссии Земли: физические предпосылки, элементы теории, полевой эксперимент. Геофиз. журн. 2012. Т. 34. № 4. С. 40-61

Шуман В.Н., Савин М.Г. Математические модели геоэлектрики. Киев: Наук. думка, 2011. 239 с

Atmospheric and Ionospheric Electromagnetic Phenomena Associated with Earthquakes (Ed. M. Ha-yakawa), 1999. Tokyo: Terra Scientific Publishing Company, 996 p.

Keener J.P., 1988. The dynamic of 3-dimensional scroll waves in excitable media. Physica, D31, 269-276.

Published

2014-02-01

How to Cite

Shuman, V. (2014). High-frequency spontaneous electromagnetic noise of lithosphere and tomographic systems. Geofizičeskij žurnal, 36(1), 43–63. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v36i1.2014.116148

Issue

Section

Articles