Дослідження аномалій електропровідності
DOI:
https://doi.org/10.24028/gj.v45i4.286288Ключові слова:
електричні властивості, електромагнітна теорія, геомагнітна індукція, вектор індукції, магнітоваріаційне профілюванняАнотація
Аномальні струми в добре провідних тілах виникають унаслідок локальної електромагнітної індукції всередині аномальних тіл, а також кондуктивного перерозподілу (і концентрації) струмів, індукованих у вмісному середовищі, на великій території, що порівнянна з розміром зовнішнього джерела. Локальна індукція породжує так звану аномалію геомагнітних варіацій магнітного типу. Його характерна властивість — вторинне аномальне поле не може бути більшим за первинне нормальне поле геомагнітних варіацій. Втім у деяких місцях на земній поверхні аномальні поля (нормовані) перевищують одиницю. Аналітичний розв’язок задачі електромагнітної індукції для круглого циліндра дає фізичне пояснення двох типів аномальних геомагнітних полів. Перший член (пропорційний нормальному електричному полю E0) описує провідний тип аномалії, другий член (пропорційний нормальному магнітному полю B0) — індукційний тип аномалії. Перший тип зазвичай набагато більший, ніж другий. Аномальні поля провідного перерозподілу не обмежуються одиницею чи будь-яким іншим числом. Вони пропорційні двом функціям: V(T) — неспадна функція періоду T (0≤V≤1, V=1 відповідає постійному струму), яка описує ступінь заповнення провідника аномальними струмами (результат скін-ефекту всередині аномалії); і нормальний імпеданс навколишнього середовища — спадна функція періоду. Добуток таких функцій має максимум на деякому періоді T0, положення якого тісно пов’язане із повною поздовжньою провідністю G [S×m] — аномального тіла, тобто масштабом аномалії. На періоді T0 аномальні поля і вектор індукції стають дійсними C=Cu, уявний вектор індукції Cv проходить через нуль зі зміною знака. Отже, спектральні властивості геомагнітних функцій відгуку були вивчені для двовимірних аномалій з узагальненням на тривимірні провідники зі змінним поперечним перерізом. Розглянуто 18 аномалій електропровідності земної кори та отримано їх інтегральну поздовжню провідність G. Для всіх аномалій значення G лежать у відносно вузькому діапазоні G=(1—8)∙108 См∙м, що має геофізичне значення.
Посилання
Berdichevsky, M.N., & Dmytriev, V.I. (2008). Mo¬dels and methods of magnetotellurics. Berlin-Heidelberg: Springer Verlag, 679 p.
Kuvshinov, A., Grayver, A., Töfner-Clausen, L., & Olsen, N. (2021). Probing 3-D electrical conductivity of the mantle using 6 years of Swarm, CryoSat-2 and observatory magnetic data and exploiting matrix Q-responses approach. Earth, Planets and Space, 73, 67. https://doi.org/10.1186/s40623-020-01341-9.
Parkinson, W.D. (1959). Direction of rapid geomagnetic fluctuations. Geophysical Journal of Royal Astronomical Society, 2(1), 1—14. https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1959.tb05776.x.
Rigaud, R., Kruglyakov, M., Kuvshinov, A., Pinheiro, K., Petereit, J., Matzka, J., & Marshalko, E. (2021). Exploring effects in tippers at island geomagnetic observatories due to realistic depth- and time-varying oceanic electrical conductivity, Earth, Planets and Space, 73, 3. https://doi.org/10.1186/s40623-020-01339-3.
Rokityansky, I.I. (1975). Investigation of electrical conductivity anomalies by magnetovariational profiling method. Kiev: Naukova Dumka, 279 p. (in Russian).
Rokityansky, I.I. (1982). Geoelectromagnetic investigation of the Earth’s crust and upper mantle. Berlin-Heidelberg-New York: Springer Verlag.
Rokityansky, I.I. (1989). Modeling of 3D-effects on electrical conductivity anomalies. Geofizicheskiy Zhurnal, 11(4), 28—36 (in Russian).
Rokityansky, I.I., Tereshyn, A.V., Tregubenko, V.I., Golubtsova, N.S., Ingerov, A.I., & Savchenko, T.S. (2012). Review of MVP-MTS observations in the southern part of the Kirovograd electrical conductivity anomaly and the first experience of film modeling of the structure of the Ukrainian shield. Geofizicheskiy Zhurnal, 34(3), 92—101. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v34i3.2012.116644 (in Russian).
Rokityansky, I.I., Sokolova, E.Yu., Tereshyn, A.V., Yakovlev, A.G.,& LADOGA Working group. (2018). Electrical conductivity anomalies in the joint zones of Archean and Proterozoic geobloks on the Ukrainian and Baltic Shields. Geo¬fizicheskiy Zhurnal, 40(5), 208—244. http:// dx.doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i5. 2018.147490 (in Russian).
Schmucker, U. (1970). Anomalies of geomagnetic variations in the southwestern United States. Bull. Scripps Inst. Oceanogr. 13, 165 p.
Svetov, B.S. (1973). Theory, methods and interpretation of the low frequency inductive electrical prospecting data. Moscow: Nedra, 254 p. (in Russian).
Vanyan, L.L. (1997). Electromagnetic soundings. Moscow: Nauchnyy Mir, 218 p. (in Russian).
Weidelt, P. (1975). Electromagnetic induction in three-dimensional structures. Journals of Geophysics, 41, 85—109.
Wiese, H. (1965). Geomagnetische Tiefentelluric. Berlin: Akad. Verlag, 146 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 I.I. Rokityansky, A.V. Tereshyn
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 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).
