Electrodynamics and the response of the geomedium to the effect of external electromagnetic fields
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v35i5.2013.116443Анотація
Peculiarities of electrodynamic description of geo-medium - an open dissipative dynamic system with numerous self-organized structures have been considered. Attention is focused on the problems related to influence of external electromagnetic fields on material media, determination of density values of dissipated energy, balance equations for energy and impulse, electrodynamics of non-thermal processes in media. Specific consideration is based on K-form (Kazimir form) of Maxwell equations, which possibly gives the simplest and sequential description of general pattern of medium and field interaction. Role and importance of fractal models, which qualitatively change approaches and methods of electrodynamic description of geomedium are accentuated. It is mentioned on the base of the concept of dynamically unstable geomedium, proposed by I. L. Gufeld that under the Earth's crust conditions both thermal fluctuations and non-thermal parameters, which influence its voluminous-stressed state and produced by external electromagnetic state, may compete with the processes of interaction of light gases (hydrogen, helium) with its solid phase modulated by this interaction. It is important that in this case electromagnetic effect can be not energetically strong but correctly organized topologically, concordant with current state of geomedium, in particular, with noise levels in it. Problems of electrodynamics of dielectric media, which susceptibility in frequency range is described by fractional power dependence, important from geophysical applications viewpoint, have been considered.Посилання
Авагимов А.А., Зейгарник В.А., Файнберг Э.Б. О пространственно-временной структуре сейсмичности, вызванной электромагнитным воздействием // Физика Земли. - 2005. - №6.- С. 55-65.
Агранович В.М., Гинзбург В.Л. Кристаллооптика с учетом пространственной дисперсии и теория экситонов. - Москва: Наука, 1979. - 432 с.
Арнольд В.И. Что такое математическая физика? // Успехи физ. наук. - 2004. - 174, №2. - С. 1381-1382.
Бак П., Чен К. Самоорганизованная критичность // В мире науки. - 1991. - № 3. - С. 16-24.
Боголюбов А.Н., Потапов А. А., Рехвиашвили С.М. Способ введения дробного интегродифференцирования в классической электродинамике // Вестник Моск. ун-та, сер. 3. Физика и астрономия. - 2009. - № 4. - С. 9-15.
Богомолов Л.М. Отклик эмиссионных сигналов геосреды на воздействия электромагнитных полей и вибраций: Автореф. дисс. д-ра физ.-мат. наук. - Москва. Институт динамики геосфер РАН. - 2012. - 44 с.
Болотов В.Н. Обобщенная функция Кантора и переходное фрактальное рассеяние // Журн. технической физики. - 2002. - 72, вып. 2. - С. 8-15.
Бредов М.М., Румянцев В. В., Топтыгин И.Н. Классическая электродинамика. - Москва: Наука, 1985. - 399 с.
Виноградов А.П. К вопросу о форме материальных уравнений в электродинамике // Успехи физ. наук. - 2002. - 172, № 3. - С. 363- 370.
Геншафт Ю. С. Земля - открытая система: геологические и геофизические следствия // Физика Земли. - 2009. - № 8. - С. 4-12.
Гинзбург В.Л. О законах сохранения энергии и импульса при излучении электромагнитных волн (фотонов) в среде и тензоре энергии-импульса в микросейсмической электродинамике поля // Успехи физ. наук. - 1973. - 10, вып. 2. - С. 308-319.
Гохберг М.Б., Моргунов В. А., Похотелов О. А. Сейсмоэлектромагнитные явления. - Москва: Наука, 1988. - 174 с.
Грицунов А. В. К расчету энергии и импульса распределенной электромагнитной колебательной системы // Радиотехника. - 2008. - Вып. 155. - С. 288-298.
Гульельми А.В. Ультранизкочастотные волны в коре и в магнитосфере Земли // Успехи физ. наук. - 2007. - 177, № 12. - С. 1257-1276.
Гуфельд И.Л. О глубинной дегазации и структуре литосферы и верхней мантии / Электронный журнал "Глубинная нефть". - 2013. - 1, № 2. - С. 172-188.
Гуфелъд И.Л. Сейсмический процесс. Физикохимические аспекты. - Королев: ЦНИИМам, 2007. - 160 с.
Гуфелъд И.Л., Матвеева М.И. Барьерный эффект дегазации и деструкция Земной коры / / Докл. РАН. - 2011. - 438, № 2. - С. 253-257.
Гуфелъд И.Л., Матвеева М.И., Новоселов О.Н. Почему мы не можем осуществить прогноз сильных коровых землетрясений // Tectonophysics. - 2011. - 2, № 4. - Р. 378-415.
Давидович М.В. О законах сохранения энергии и импульса электромагнитного поля в среде и при дифракции на проводящей пластине // Успехи физ. наук. - 2010. - 80, № 6. - С. 623-638.
Дидык Р. П., Кузнецов Е. В. Анализ влияния на деформационное поведение металлов и их сплавов в пластической области // ДАН Украины. - 2008. - № 1. - С. 49-55.
Джексон Дж. Классическая электродинамика - Москва: Мир, 1965. - 420 с.
Зосимов В.В., Лямшев Л.М. Фракталы в волновых процессах // Успехи физ. наук. - 1995. - 165, № 4. - С. 362-402.
Зуев Л. Б. Электрические поля и пластичность кристаллов / / Статьи Соросовского образовательного журнала в текстовом формате. Физика. - 1998. - 4 с.
Илъинский Ю.А., Келдыш Л.В. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. - Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1989. - 304 с.
Каганов М.И., Василъев А.Н. Электромагнитно-акустическое преобразование - результат действия поверхностной силы // Успехи физ. наук. - 1993. - 163, № 10. - С. 67-80.
Кадомцев Б. Б. Динамика и информация // Успехи физ. наук. - 1994. - 164, № 5. - С. 449- 530.
Кинг Р., Смит Г. Антенны в материальных средах: В 2-х кн. - Москва: Мир, 1984. - 822 с.
Киселев Е. С., Ларионов Е. И., Сафонов А. С. Электрические свойства нефтегазоносных разрезов. Поисковые признаки залежей углеводородов в методах высокоразрешающей электроразведки. - Москва: Научный мир, 2007.- 172 с.
Климонтович Ю.Л. Что такое стохастическая фильтрация и стохастический резонанс // Успехи физ. наук. - 1999. - 169, № 1. - С. 39-47.
Кляцкин В. И. Современные методы статистического описания динамических стохастических систем // Успехи физ. наук - 2009. - 179, № 5. - С. 547-553.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. - Москва: Наука, 1959. - 532 с.
Лоскутов А.Ю. Очарование хаоса // Успехи физ. наук. - 2010 - 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.
Мирзоев К.М., Николаев А.В., Лукк А. А., Юнга С.Л. Наведенная сейсмичность и возможности регулируемой разрядки накопленных тектонических напряжений в земной коре // Физика Земли. - 2009. - № 10. - С. 49-68.
Нигматуллин Р. Р. Дробный интеграл и его физическая интерпретация // Теорет. и матем. физика - 1992. - 90, № 3. - С. 354-368.
Нигматуллин Р.Р., Рябов Я.Е. Диэлектрическая релаксация типа Коула - Девидсона и самоподобный процесс релаксации // Физика твердого тела. - 1997. - 39, № 1. - С. 101-105.
Николаев А. В. Развитие методов нелинейной геофизики // Электронный научно-информационный журнал "Вестник ОГГГН РАН". - 2002.- № 20.
Потапов А.А. Современное состояние радиофизических применений фракталов, дробных операторов и скейлинга // III Всерос. конф. "Радиолокация и радиосвязь" - ИРЭ РАН (26-30 окт., 2009). - Москва: ИРЭ РАН, 2009. - С. 842-876.
Руманов Э. Н. Критические явления вдали от равновесия // Успехи физ. наук. - 2013. - 183, № 1. - С. 103-112.
Садовский М.А. Геофизика и физика взрыва. Избр. тр. / Отв. ред. В. В. Адушкин. - Москва: Наука, 2004. - 440 с.
Садовский М.А., Болховитинов Л.Г., Писаренко В. Ф. Деформирование геофизической среды и сейсмический процесс. - Москва: Наука, 1987. - 100 с.
Светов Б. С. Основы геоэлектрики. - Москва: Изд-во ЛКИ, 2008. - 656 с.
Светов Б. С. О частотной дисперсии электрических свойств среды // Изв. РАН. Физика Земли. - 1992. - № 4. - С. 62-70.
Сидоренков В.В. Уравнения и характеристики распределения волн реального электромагнитного поля / Реферат: Mtp:/www.refsm. сот/2011.
Сидоренков В.В. Фундаментальные основы электродинамической теории нетеплового действия электромагнитного поля на материальные среды // Вестн. Воронеж. техн. ун-та. - 2007. - 3, № 11. - С. 75-82.
Скобельцын Д. В. О тензоре энергии-импульса электромагнитного поля // Успехи физ. наук.- 1973. - 10, вып. 2. - С. 253-293.
Соболев Г.А., Тарасов Н.Т., Тарасова Н.В., Закржевская Н.А., Гитис В.Г., Дерендеев А.Б. О взаимосвязи полей деформаций, сейсмичности и электромагнитных воздействий // Динамика физических полей Земли. - Москва: Светоч Плюс, 2011. - 312 с.
Солодуха А.М., Григорян Г.С. Степенные показатели релаксационных процессов в неоднородных диэлектриках // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2007. - 9, № 3. - С. 263-265.
Спицын В.И., Троицкий О.А. Электропластическая деформация металлов. - Москва: Наука, 1985. - 160 с.
Сурков В. В. Электромагнитные эффекты при землетрясениях и взрывах. - Москва: Изд-во Моск. инж.-физ. ин-та, 2000. - 238 с.
Тарасов В.Е. Дробные интегро-дифференциаль-ные уравнения для электромагнитных волн в диэлектрических средах // Теорет. и матем. физика. - 2009. - 158, № 3. - С. 419-424.
Тарасов В.Е. Модели теоретической физики с интегродифференцированием дробного порядка: Автореф. дисс. ... д-ра физ.-мат. наук.- Москва: МГУ, Ин-т. ядерной физики, 2011. - 31 с.
Тарасов Н.Т., Тарасова Н.В., Авагимов А. А., Зейгарник В.А. Воздействие мощных электромагнитных импульсов на сейсмичность Средней Азии и Казахстана / / Вулканология и сейсмология. - 1995. - № 4-5. - С. 152- 160.
Тарасов Н. Т. Изменение сейсмической коры при электрическом воздействии // Докл. РАН. - 1997. - 353, № 4. - С. 542 - 545.
Тихонов А. Н. О распространении переменного электромагнитного поля в слоистой анизотропной среде // Докл. АН СССР. - 1959.- 126, № 5. - С. 967-969.
Турунтаев С. Б., Ворохобина С. В. Мельчаева О.Ю. Выявление техногенных изменений сейсмического режима при помощи методов нелинейной динамики // Физика Земли. - 2012.- № 3. - С. 52-65.
Файнберг Э.Б., Авагимов А.А., Зейгарник В.А., Васильева Г. А. Генерация тепловых потоков в недрах Земли мировыми геомагнитными бурами // Физика Земли. - 2004. - № 4. - С. 54-62.
Филатов В. В. Электродинамика гетерогенных сред в обратных задачах импульсной электроразведки (фрактальный подход и линеаризация): Автореф. дисс. ... д-ра физ.-мат. наук.- Новосибирск. - 2002. - 36 с.
Фрадков А.Л. О применении кибернетических методов в физике // Успехи физ. наук. - 2005.- 175, № 2. - С. 113-138.
Четаев Д.Н. О поле низкочастотного электрического диполя, лежащего на поверхности однородного анизотропного полупространства // Журн. техн. физики. - 1962. - 32, № 11.- С. 1342-1348.
Шуман В.Н. Геосреда и сейсмический процесс: проблемы управления // Геофиз. журн. - 2011.- 33, № 2. - С. 16-27.
Шуман В.Н. О проблеме фоновой электромагнитно-акустической регуляции сейсмичности: геоинженерный аспект // Геофиз. журн.- 2013. - 35, № 1. - С. 46-60.
Шуман В.Н. Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи // Геофиз. журн.- 2012 а. - 34, № 4. - С. 282-294.
Шуман В.Н. Электродинамика геосреды и методы геоэлектрики // Геофиз. журн. - 2010.- 32, № 2. - С. 28-42.
Шуман В. Н. Электродинамика фрактальных сред, переходное фрактальное рассеяние и электромагнитный шум литосферы // Геофиз. жури.- 20126. - 34, № 1. - С. 3-13.
Шуман В. Н. Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то, о чем как будто знаем? // Геофиз. журн. - 2012в. - 34, № 2. - С. 4-19.
Шуман В. Н. Электромагнитно-акустическое преобразование и высокоразрешающие зондирующие системы: новые возможности и новые формулировки старых вопросов // Геофиз. журн. - 2012г. - 34, № 3. - С. 32-39.
Шуман В.Н., Савин М.Г. Математические модели геоэлектрики. - Киев: Наук. думка, 2011.- 239 с.
Эпов М.И., Антонов Е.Ю. Исследование влияния параметров вызванной поляризации при нестационарных электромагнитных зондированиях сложно построенных геологических сред // Геология и геофизика. - 2000. - 41, № 6.- С. 920-929.
Jonscher A. K. Dielectric Relaxation in Solids. - London: Chelsea Dielectric Press, 1983. - 380 p.
Kamenetsky F.M., Stettier E.H., Trigubovich G.M. Transient Geoelectromagnetics. - Ludwig Maximilian University of Munich, Germany, 2010. - 304 p.
Morse P.M., Feshbach H. Methods of Theoretical Physics. Pt. I, II. - New York: McGraw-Hill, 1953. - 1810 p.
Sibatov T., Uchaikin D. V. Fractional relaxation and wave equations for dielectrics characterized by the Havriliak - Negami response function. Версия от 31.03.2013. - http://nsc10/cankaya. edu.tr/proceedings/.
Tarasov V.E. Fractional vector calculus and fractional Maxwell's equations // Ann. Physics. - 2008. - 323. - P. 2756-2778.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори зберігають за собою авторські права на роботу і передають журналу право першої публікації разом з роботою, одночасно ліцензуючи її на умовах Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим поширювати дану роботу з обов'язковим зазначенням авторства даної роботи і посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі .
2. Автори зберігають право укладати окремі, додаткові контрактні угоди на не ексклюзивне поширення версії роботи, опублікованої цим журналом (наприклад, розмістити її в університетському сховищі або опублікувати її в книзі), з посиланням на оригінальну публікацію в цьому журналі.
3. Авторам дозволяється розміщувати їх роботу в мережі Інтернет (наприклад, в університетському сховище або на їх персональному веб-сайті) до і під час процесу розгляду її даними журналом, так як це може привести до продуктивної обговоренню, а також до більшої кількості посилань на дану опубліковану роботу (Дивись The Effect of Open Access).