Особливості дослідження глибинної електропровідності Місяця і Землі
DOI:
https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v42i2.2020.201741Ключові слова:
electrical conductivity of the Moon and the Earth, solar wind, magnetosphere, ionosphere, degassing of the Earth and the Moon, global electric circuitАнотація
Глибинну електропровідність Землі і Місяця досліджують шляхом вимірювання та аналізу природних електромагнітних (ЕМ) полів, збуджуваних сонячним вітром, що вносить електричне поле порядку 2 мВ/м, прикладене до меж магнітосфери Землі або безпосередньо до поверхні Місяця. Для концентрично шаруватої сфери з електропровідністю σ = σ (r) ЕМ-поля можуть бути зображені у вигляді суми двох мод: електричної з тороїдальним магнітним полем і магнітної з полоїдальним магнітним полем. Кожна з мод зв’язана з електропровідністю різними співвідношеннями і характеризується різними можливостями дослідження електропровідності всередині небесного тіла. Прийнято вважати, що на Землі струми з межі магнітосфери спускаються уздовж силових ліній до іоносфери, але до Землі не доходять унаслідок дуже високого опору приземного шару повітря (до 1014 Ом · м) і в твердій Землі індукуються тільки полоїдальні поля магнітної моди. Розгляд даних за глобальним електричним колом показує, що вертикальні струми проникають з атмосфери в Землю і електрична мода не дорівнює нулю. Вертикальні потоки характеризуються сильною просторово-часовою варіабельністю. Поділ мод за даними спостережень не виконували. На Місяці шар високого опору — це літосфера з реголітом і брекчіями з питомим опором 107—1012 Ом · м, що виходять на його поверхню. Розглянуто відомі види неоднорідностей Місяця і зроблено висновок щодо їх інтенсивності й численності. З огляду на аналіз просторового розподілу припливних і тектонічних лунотрусів, припущено, що вони трасують квазівертикальні структури типу плюмів. Наведено результати спостережень вулканізму і швидкопрохідних місячних явищ, які отримані в останні роки орбітальними місіями з апаратурою високого розділення і які засвідчують досить інтенсивну дегазацію Місяця. Все це дає змогу зробити висновок стосовно наявністі у Місяця квазівертикальних провідників, що підтримують формування електричної моди. Обґрунтовано і сформульовано пропозиції щодо оптимізації нових досліджень електропровідності Місяця. Глибинні дослідження електропровідності засновані на теоретичній моделі магнітної моди, існування електричної моди заперечується, а фактично вона потрапляє у непізнані перешкоди, які в результаті когерентного аналізу і багатоступінчастої обробки значною мірою відсіваються і моделі електропровідності більш-менш правильно відображають реальну геоелектричну будову Землі, проте з ймовірними систематичними похибками. Виділення і вивчення електричної моди слід розглядати як додатковий канал інформації в ЕМ-дослідженнях планет.
Посилання
Aksenov, V.V. (1997). Toroidal field in the Earth’s atmosphere. Novosibirsk: Ed. of the Institute Computational Mathematics and Mathematical Geophysics of the Siberian Branch of the RAS, 133 p. (in Russian).
Benkova, N.P. (1941). Calm sunny diurnal variations. Moscow—Leningrad: Gidrometeoizdat, 71 p. (in Russian).
Vanyan, L.L., Berdichevskiy, M.N., Yegorov, I.V., Krass, M.S., Okuleskiy, B.A., & Fadeev, V.E. (1973). The apparent electrical resistance of the moon and its interpretation. Izvestiya AN SSSR. Fizika Zemli, (11), 3—12 (in Russian).
Berdichevskiy, M.N., Vanyan, L.L., Dmitriev, V.I., Zhdanov, M.S., Faynberg, E.B., & Kharin, E.P. (1979). International Symposium on Electromagnetic Induction in the Earth and the Moon. Izvestiya AN SSSR. Fizika Zemli, (7), 103—110 (in Russian).
Vinogradov, A.P. (Ed.). (1975). Cosmochemistry of the moon and planets. Moscow: Nauka, 765 p. (in Russian).
Galkin, I.N. (1978). Geophysics of the Moon. Moscow: Nauka, 176 p. (in Russian).
Imyanitov, I.M., & Kolokolov, V.P. (1976). The problem of the origin of the electric field of the atmosphere and modern ideas about atmospheric electricity. In Atmospheric electricity (pp. 5―22). Leningrad: Gidrometizdat (in Russian).
Kozyrev, N.A. (1959). Volcanic activity on the moon. Priroda, (3), 84―87 (in Russian).
Mareev, E.A. (2010). Achievements and prospects of research of the global electric circuit. Uspekhi fizicheskikh nauk, 180(5), 527―534. https://doi.org/10.3367/UFNr.0180.201005h.0527.
Rokityansky, I.I. (1981). Induction sounding of the Earth. Kiev: Naukova Dumka, 296 p. (in Russian).
Rokityansky, I.I., & Tereshin, A.V. (2010a). Deep magnetovariational sounding of the moon. Kosmichna nauka i tekhnologiya, 16(4), 57―65 (in Russian).
Rokityansky, I.I., & Tereshin, A.V. (2010b). The study of the electrical conductivity of the Moon (results and prospects). Geofizicheskiy zhurnal, 32(5), 69―81 (in Russian).
Ryabov, M.I., Sukharev, A.L., Orlyuk, M.I., Sobitnyak, L.I., & Romenets, A.A. (2019). Comparative analysis of geomagnetic disturbances in the Odessa magnetic anomaly area in the 24th solar activity cycle. Radiofizika i radioastronomiya, 24(1), 68―79 (in Russian).
Chetaev, D.N. (1985). Directional analysis of magnetotelluric observations. Moscow: Ed. of the Institute of Physics of the Earth, Academy of Sciences of the USSR, 203 p. (in Russian).
Shkuratov, Yu.G. (2006). Moon distant and near. Kharkov: Ed. of Kharkov National University, 184 p. (in Russian).
Adams, J. (2009). International lunar network update. NASA report 9.01.2009. Retrieved from www.lpi.usra.edu/pss/jan92009/presentations/ilnStatuspss.pdf.
Basilevsky, A.T., Abdrakhimov, A.M., & Dorofeeva, V.A. (2012) Water and Other Volatiles on the Moon: A Review. Solar System Research, 46(2), 89―107. https://doi.org/10.1134/S0038094612010017.
Crotts, A.P.S. & Hummels, C. (2009) Lunar outgassing, transient phenomena, and the return to the moon. II. Predictions and tests for outgassing. The Astrophysical Journal, 707(2), 1506―1523; doi: 10.1088/0004-637X/707/2/1506.
Christian, H.J., Blakeslee, R.J., Boccippio, D.J., Boeck, W.L., Buechler, D., Driscoll, K.T., Goodman, S.J., Hall, J.M., Koshak, W.J., & Mach, D.M. (2003). Global Frequency and Distribution of Lightning as Observed from Space by the Optical Transient Detector. Journal of Geophysical Research, 108(D1), ACL 4-1―ACL 4-15. https://doi.org/10.1029/2002JD002347.
Davidenko, D. & Pulinets, S. (2019). Deterministic variability of the ionosphere on the eve of strong (M 6) earthquakes in the regions of Greece and Italy according to long-term measurements data. Geomagnetism and Aeronomy, 59(4), 493―508. https://doi.org/10.1134/S001679321904008X.
Ivanov, A.V. (2014). Volatiles in Lunar Regolith Samples: A survey. Solar System Research, 48, 113―129. https://doi.org/10.1134/S0038094614020038.
Kozyrev, N.A. (1963). Volcanic Phenomena on the Moon. Nature, 198, 979―980. https://doi.org/10.1038/198979a0.
Olsen, N. & Stolle, C. (2017). Magnetic Signatures of Ionospheric and Magnetospheric Current Systems During Geomagnetic Quiet Conditions—An Overview. Space Science Reviews, 206, 5―25. https://doi.org/10.1007/s11214-016-0279-7.
Pulinets, S. & Davidenko, D.V. (2014). Ionospheric precursors of earthquakes and Global Electric Circuit. Advances in Space Research, 53(5), 709―723. http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2013.12.035.
Rapoport, Yu., Grimalsky, V., Krankowski, A., Pulinets, S., Fedorenko, A., & Petrishchevskii, S. (2020). Algorithm for modeling electromagnetic channel of seismo-ionospheric coupling (SIC) and the variations in the electron concentration. Acta Geophysica, 68, 253―278. https://doi.org/10.1007/s11600-019-00385-0.
Shkuratov, Y.G., Ivanov, M.A., Korokhin, V.V., Kaydash, V.G., Basilevsky, A.T., Videen, G., Hradyska, L.V., Velikodsky, Y.I., Marchenko, G.P. (2018). Characterizing dark mantle deposits in the lunar crater Alphonsus. Planetary and Space Science, 153, 22―38. https://doi.org/10.1016/j.pss.2017.12.010.
Van Vleuten, A. (1917). Over de dagelijsche variatie van het Ardmagnetisme (pp. 5―30). Koninklijk Ned. Meteor. Instit. № 102, Utrecht (in Dutch).
Varentsov, Iv.M. (2007). Arrays of simultaneous EM soundings: design, data processing and analysis. In V.V. Spichak (Ed.), EM sounding of the Earth.s interior (Vol. 40, pp. 259―273). Amsterdam: Elsevier.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Геофізичний журнал
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).
