Methods of magneto-variation sounding of the Earth's mantle within the range of periods 10 4 -10 5 s

B. T. Ladanivskiy; V. Yu. Semenov; I. M. Logvinov

doi:10.24028/gzh.0203-3100.v32i3.2010.117533

Authors

B. T. Ladanivskiy S.I. Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine
V. Yu. Semenov Institute of Geophysics of the Polish Academy of Sciences, Poland
I. M. Logvinov S.I. Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i3.2010.117533

Abstract

Impedances of new generalized magnetovariation sounding method are estimated for the period range 10 4 -10 5 s using geomagnetic data of five east European observatories. The developed data analysis is applied to the magnetic field components specially measured during several months on the Ukrainian shield at three points spaced at about sounding depth. The obtained responses have filled a gap between the magnetotelluric and global magnetovariation ones and are generally in agreement with them. This period range is mostly complicated and essential for induction soundings of the upper mantle. Besides soundings this method allows establishing of heterogeneities in the mantle by means of induction arrows obtained from the gradient tippers.

References

Бердичевский М. Н., Баньян Л. Л., Фаинберг Э. Б. Частотное зондирование Земли по результатам сферического анализа электромагнитных вариаций // Геомагнетизм и аэрономия. - 1969. - 9, № 2.- С. 372-374.

Гульельми А. Б., Гохберг М. Б. О магнитотеллурическом зондировании в сейсмоактивных районах. Физика Земли. - 1987. - 33, № 11. - С. 122- 123.

Гульельми А. Б. Гидромагнитная диагностика и геоэлектрическая разведка // Успехи физ. наук.- 1989. - 158, № 4. - С. 605-637.

Гульельми А. В. Исследование УНЧ электромагнитных волн // Физика Земли. - 2008. - 44, № 10.- С. 19-24.

Дмитриев В. И., Бердичевский М. Н. Обобщенная модель импеданса // Физика Земли. - 2002. - 38, № 10. - С. 106-112.

Кублановская В. Н. Некоторые алгоритмы для решения полной задачи о собственных значениях // Журн. вычислит. математики и математ. физики. - 1961. - 1, № 4. - С. 555-570.

Леонтович М. А. О приближенных граничных условиях для электромагнитного поля на поверхности хорошо проводящих тел // Исследования по распространению радиоволн. - Москва; Ленинград: Изд-во АН СССР, 1948. - С. 5-12.

Рытов С. М. Расчет скин-эффекта методом возмущений // Журн. эксперимент. и теорет. физики. - 1940. - 10, № 2. - С. 180-189.

Семенов В. Ю. Обработка данных магнитотеллурического зондирования. - Москва: Недра, 1985.- 133 с.

Семенов В. Ю., Возар Я., Шуман В. Н. О новом подходе к градиентному магнитовариационному зондированию // Физика Земли. - 2007. - 43, № 7. - С. 67-71.

Шуман В. Н. Параметры энергетического типа, импедансные условия и спиральность поля в задачах геомагнетизма и геоэлектрики // Физика Земли. - 1998. - 20, № 3. - С. 24-35.

Шуман В. Н. Методы и модели электромагнитных зондирующих систем: состояние, ограничения и новые возможности // Геофиз. журн. - 2006.- 28, №1. - С. 17-30.

Aboul-Atta O. A., Boerner W. M. Vectoral impedance identity for the natural dependence of harmonic fields on closed boundaries // Canadian J. Phys.- 1975. - 53, № 15. - P. 1404-1407.

Banks R. J. Geomagnetic variations and the electrical conductivity of the upper mantle // Geophys. J. R. Astronom. Soc. - 19б9. - 17. - P. 457-487.

Banks R. J. Strategies for improved global electromagnetic response estimates // J. Geomag. Geoelectr.- 1981. - 33. - P. 569-585.

Berdichevsky M., Dmitriev V. Models and methods of magnetotelluric. - Berlin: Springer, 2008. - 563 p.

Francis J. G. F. The QR Transformation a Unitary Analogue to the LR Transformation. P. 1 // Computer J. - 1961. - 4, №3. - P. 265-271.

Francis J. G. F. The QR Transformation. P. 2 // Computer J. - 1962. - 5, № 4. - P. 332-345.

Gulielmi A. V. On the Leontovich Boundary Condition in Geoelectromagnetism // Izvestiya, Phys. Solid Earth. - 2009. - 45, № 9. - P. 740-743.

Kuckes A. F., Nekut A. G., Thompson B. G. A geomagnetic scattering theory for evaluation of the Earth structure // Geophys. J. R. Astronom. Soc. - 1985. - 8. - P. 319-330.

Nishida A. Geomagnetic diagnosis of the magnetosphere. - Berlin: Springer Verlag, 1978. - 256 p.

Schmucker U. Anomalies of geomagnetic variations in the southwestern United States // Bull. Scripps Inst. Ocean. Univ. Calif, 1970. - P. 1-165.

Schmucker U. Horizontal spatial gradient sounding and geomagnetic depth sounding in the period range of daily variation // Protokoll über das Kolloquium elektromagnetische Tiefenforschung ISSN 0946 - 7467: Kolloquium (Königstein, 29.09- 3.10, 2003). - P. 228-237.

Semenov V. Yu., Ladanivskyy B., Nowozynski K. Testing of the horizontal special gradient sounding (HSG) on the observatory data // EGM 2007 International Workshop Innovation in EM, Gravity and Magnetic Methods: a new Perspective for Exploration (Capri, Italy, 16-18April). - 2007.

Semenov V. Yu., Ädäm A., Jozwiak W., Ladanyvskyy B., Logvinov I. M., Pek J., Pushkarev P., Vozar J. Electrical structure of the upper mantle beneath Central Europe: Results of the CEMES project // Acta Geophys. - 2008. - 56, № 4. - P. 957-981.

Shuman V., Kulik S. The fundamental relations of impedance type in general theories of the electromagnetic induction studies // Acta Geophys. Polonica. - 2002. - 50, № 4. - P. 607-618.

Utada H., Yoneda A., Shimizu H., Baba K., Palshin N. Effect of Sq variations on the electromagnetic response functions in the period range between 3 hours and 1 day // IAGA WG 1.2 on Electromagnetic Induction in the Earth, 19 th Workshop (Beijing, China, October 23-29). - 2008. - P. 848.

Vozar J., Semenov V. Yu., Kuvshinov A. V., Manoj C. Updating the Map of Earth's Surface Conductance // EOS, Transactions, AGU. - 2006. - 87, № 33. - P. 326, 331.