Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи

Розглянуто сучасний стан та перспективи розвитку електромагнітних зондуючих систем. Обговорено способи та методи розв’язання давніх проблем, нові ідеї та нові задачі. Проаналізовано ключові положення геоелектродинаміки, важливі з точки зору застосувань. Зокрема, з урахуванням фізичного та математичн...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Геофизический журнал
Date:	2012
Main Author:	Шуман, В.Н.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України 2012
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97852
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи / В.Н. Шуман // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 4. — С. 282-291. — Бібліогр.: 39 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860244920425512960
author	Шуман, В.Н.
author_facet	Шуман, В.Н.
citation_txt	Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи / В.Н. Шуман // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 4. — С. 282-291. — Бібліогр.: 39 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Геофизический журнал
description	Розглянуто сучасний стан та перспективи розвитку електромагнітних зондуючих систем. Обговорено способи та методи розв’язання давніх проблем, нові ідеї та нові задачі. Проаналізовано ключові положення геоелектродинаміки, важливі з точки зору застосувань. Зокрема, з урахуванням фізичного та математичного аспектів проблеми уточнено деякі положення імпедансного підходу в сучасній геоелектриці. Підкреслено необхідність заміни «класичної» bелектродинамічної парадигми на парадигму фрактальної електродинаміки нестійкого середовища, яка об’єднує фрактальну геометрію і теорію електромагнетизму. Зазначено, що застосування теорії фракталів, детермінованого хаосу, масштабної інваріантності (скейлінгу) та дробних операторів відкриває додаткові можливості і перспективи в обробці даних спостережень та підвищенні інформативності зондуючих систем, орієнтуючих їх на одержання якісно нової інформації про геосередовище. State-of-the-art and opportunities of development of electromagnetic sounding systems are being considered. The ways and methods of solving old problems as well as new ideas and new aims are under consideration. Key principles of geoelectrodynamics important from the viewpoint of applications are analyzed. In particular, a set of propositions of impedance approach to modern geoelectrics are specified taking into account physical and mathematical aspects of the problem. Necessity of changing “classical” electrodynamic paradigm by a paradigm of fractal electrodynamics of unstable geo-medium, which integrates fractal geometry and the theory of electromagnetism is accentuated. It is noticed that application of the theory of fractals, the determined chaos, scale invariance (scaling) and fractional operators open additional possibilities and prospects in processing of observation data and increase of information capacity of sounding systems orienting them to obtaining qualitatively new information on geo-medium. Рассматривается современное состояние и перспективы развития электромагнитных зондирующих систем. Обсуждаются пути и методы решения старых проблем, новые идеи и новые задачи. Анализируются ключевые положения геоэлектродинамики, важные с точки зрения приложений. В частности, с учетом физического и математического аспектов проблемы уточняется ряд положений импедансного подхода в современной геоэлектрике. Подчеркивается необходимость смены "классической" электродинамической парадигмы на парадигму фрактальной электродинамики неустойчивой геосреды, объединяющей фрактальную геометрию и теорию электромагнетизма. Отмечается, что применение теории фракталов, детерминированного хаоса, масштабной инвариантности (скейлинга) и дробных операторов открывают дополнительные возможности и перспективы в обработке данных наблюдений и повышении информативности зондирующих систем, ориентируя их на получение качественно новой информации о геосреде.
first_indexed	2025-12-07T18:35:07Z
format	Article
fulltext	В. Н. ШУМАН 282 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 Введение. Электромагнитные зондирующие системы — важный компонент современной палитры геофизических методов исследования земной коры. За последние десятилетия теория и практика электромагнитных зондирующих систем с контролируемым и естественным возбуждением поля достигла определенности и совершенства. Многие ее разделы развиты с достаточной полнотой, создан математиче- ский аппарат для решения прямых и обратных задач, существенно расширен класс физиче- ских моделей и уравнений, используемых для описания взаимодействия электромагнитных возмущений с геосредой и их распростране- ния вдоль границы раздела «земля—воздух». В настоящее время существуют прекрасные и достаточно подробные обзоры, посвящен- УДК 550.837 Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи © В. Н. Шуман, 2012 Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина Поступила 28 марта 2012 г. Представлено членом редколлегии В. И. Старостенко Настоящая смена теории не есть смена урав- нений — это смена математических структур. акад. РАН Ю. И. Манин Розглянуто сучасний стан та перспективи розвитку електромагнітних зондуючих систем. Обговорено способи та методи розв’язання давніх проблем, нові ідеї та нові задачі. Проаналі- зовано ключові положення геоелектродинаміки, важливі з точки зору застосувань. Зокрема, з урахуванням фізичного та математичного аспектів проблеми уточнено деякі положення імпедансного підходу в сучасній геоелектриці. Підкреслено необхідність заміни «класичної» електродинамічної парадигми на парадигму фрактальної електродинаміки нестійкого сере- довища, яка об’єднує фрактальну геометрію і теорію електромагнетизму. Зазначено, що за- стосування теорії фракталів, детермінованого хаосу, масштабної інваріантності (скейлінгу) та дробних операторів відкриває додаткові можливості і перспективи в обробці даних спо- стережень та підвищенні інформативності зондуючих систем, орієнтуючих їх на одержання якісно нової інформації про геосередовище. State-of-the-art and opportunities of development of electromagnetic sounding systems are being considered. The ways and methods of solving old problems as well as new ideas and new aims are under consideration. Key principles of geoelectrodynamics important from the viewpoint of applications are analyzed. In particular, a set of propositions of impedance approach to modern geoelectrics are specified taking into account physical and mathematical aspects of the problem. Necessity of changing “classical” electrodynamic paradigm by a paradigm of fractal electrodynam- ics of unstable geo-medium, which integrates fractal geometry and the theory of electromagnetism is accentuated. It is noticed that application of the theory of fractals, the determined chaos, scale invariance (scaling) and fractional operators open additional possibilities and prospects in proces- sing of observation data and increase of information capacity of sounding systems orienting them to obtaining qualitatively new information on geo-medium. ные этой тематике (см., например, [Труды..., 1989, С. 3—85; Edwards, 2005; Пальшин, 2009; Constable, 2010; Zhdanov, 2010] и др.). В них с достаточной полнотой изложена эволюция концептуальных и технических основ электро- магнитных методов, их история становления и направлений дальнейшего развития. Чтобы избежать повторов и оживить об- суждение, очевидно можно попытаться рас- смотреть эти вопросы в более широком кон- тексте или добавить к обсуждению немного личных соображений. В обоих случаях, однако, возникает опасность переключиться и сосре- доточиться на темы, лишь отчасти связанные с задекларированными в названии. Переходя к изложению, прошу извинения за выбор столь сомнительной тактики. В настоящей статье СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЗОНДИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ: СОСТОЯНИЕ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 283 попытаемся сосредоточиться на вопросах и проблемах, решение которых требует более детального, чем принято сегодня, понимания свойств геофизической среды, ее электро- магнитного возбуждения и взаимодействия с электромагнитным полем, существование от- ветов на которые не столь очевидно, а время ожидания этих ответов неопределенно. Не уди- вительно, если маститые теоретики («акулы» геоэлектрики) сочтут эти попытки поверхност- ными, а закоренелые практики — неинтерес- ными. Очевидно, здесь трудно обойтись без ра- зочарований и раздражения при обсуждении вопросов, которые мы знаем или думаем, что знаем. В частности, в отношении ряда из них нет полной ясности даже в самой их постанов- ке, в понимании геологических моделей объ- ектов и их физических особенностей. В столь трудно формализуемой ситуации неизбежное распространение получили интуитивные, эв- ристатические идеи и подходы, основанные в ряде случаев на весьма упрощенных и поэтому спорных физических представлениях. Стало ясно, что некоторые утверждения, широко проникающие в геофизическую литературу, на самом деле неточны или заведомо некоррек- тны. Приведем некоторые примеры, дающие представление о сути этих проблем. Что мы наблюдаем сегодня в магнитотел- лурике? Как известно, в основу классической магнитотеллурической (МТ) теории положено явление скин-эффекта как отклик среды на внешнее переменное тангенциальное к грани- це раздела электромагнитное поле. Начиная с фундаментальных работ А. Н. Тихонова (1950) и Л. Каньяра (1953), в практику магнитотеллу- рики прочно вошла концепция поверхностного или входного импеданса, а изучение импеданс- ных соотношений на границе раздела «земля— воздух» стало одной из ключевых ее проблем. Существенно, что амплитудные оценки импе- данса (тензора импеданса) непосредственно преобразуются в параметры кажущегося со- противления и обеспечивают физически со- держательную визуализацию среды. Одна из главных проблем МТ-метода — су- щественные искажения амплитудных оценок импеданса приповерхностными неоднородно- стями (гальванический эффект) [Бердичевский и др., 1997]. Для их преодоления современная магнитотеллурика делает акцент на интерпре- тацию фазовых компонент импеданса. Новые элементы этой стратегии — математическая и физическая декомпозиции тензора импе- данса, введение фазового тензора импеданса, позволяющего исключить гальванические ис- кажения [Бердичевский, Дмитриев, 2009]. Но, безусловно, эта модель — лишь приближение к действительности. В общем случае связь меж- ду компонентами электромагнитного поля на дневной поверхности нелокальна и определя- ется трехмерным распределением электропро- водности в исследуемом разрезе. Как известно, проблема импедансного опи- сания электромагнитного поля на границе раз- дела «диэлектрик—проводник» имеет сравни- тельно давнюю историю и довольно обширную библиографию, в которой представлены раз- личные ее аспекты, включая вопросы физиче- ской трактовки и методы экспериментальных оценок (см., например, [Senior, Volakis, 1995; Бердичевский, Дмитриев, 2009; Шуман, 2011] и цитируемую там литературу). О конструк- тивном характере этой эвристической идеи и возможностях ее экспериментальных при- ложений может свидетельствовать активная дискуссия, которая ведется до настоящего вре- мени в таких ведущих изданиях, как «Успехи физических наук» [Альшиц, Любимов, 2009; Гульельми, 2010], «Письма в ЖЭТФ [Гульель- ми, 2009а,б]. Эта дискуссия продолжается и в геоэлектрике, отличаясь некоторой специфич- ностью постановки задачи [Дмитриев, Берди- чевский, 2002; Шуман, 2010а; Шуман, Савин, 2011]. Однако эти дискуссии идут как бы в раз- личных плоскостях. Они слабо связаны между собой, а имеющиеся в физических изданиях упоминания или указания на возможность использования полученных результатов в гео- физике довольно фрагментарны и не вполне корректны [Шуман, Савин, 2011]. Очевидно, недостаточно четкие представле- ния о сути рассматриваемого вопроса породило в среде геоэлектриков излишне оптимистиче- ские взгляды на возможность импедансных из- мерений и «типперизации» магнитотеллурики, критериях мономодальности МТ-отклика на земной поверхности и средствах его описания, адаптированных к 3D инверсии наблюденных данных. С целью расширения возможностей классической магнитотеллурики, в которой обычно используется тензор импеданса Z , определяемый из соотношения между тан- генциальными составляющими комплексных электрического и магнитного полей: [ ]( )n E H n n HZ , (1) в работе [Дмитриев, Бердичевский, 2002] пред- принята попытка введения обобщенной моде- ли тензора импеданса для случая, когда пер- В. Н. ШУМАН 284 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 вичное поле содержит заметную вертикальную магнитную составляющую Hz и, следовательно, не может быть приближено плоской волной [ ]n E HZ , (2) где [ ] 0 0 0 xx xy xz yx yy yz Z Z Z Z Z Z Z . Согласно уравнению (2), обобщенный тен- зор входного импеданса Zʹ состоит из шести компонент, связывающих амплитуды горизон- тальной составляющей электрического поля E (Ez полагается равным нулю) с полным магнит- ным полем . Но и эта модель и с формальной, и с физи- ческой точек зрения отнюдь не универсальна: компонента Hz при переходе через границу раздела в общем случае может претерпевать разрыв, а признание в среде горизонтально распространяющейся волны хотя бы только магнитного типа, содержащей Hz, существенно затрудняет возможности корректного опреде- ления компонент обобщенного тензора импе- данса. В рассматриваемом контексте заметим, что наши представления о магнитосферно- ионосферно-атмосферных процессах в по- следние годы претерпели существенные из- менения. Соответственно изменились и наши представления о физических механизмах формирования электромагнитного отклика, регистрируемого на земной поверхности. Во- первых, в магнитосферных исследованиях в от- личие от традиционного подхода, где базовым процессом является «пересоединение» магнит- ных силовых линий, в качестве такого рассма- тривается трансформация кинетической энер- гии солнечного ветра в электромагнитную во фронте головной ударной волны [Пономаре- ва, Седых, 2006]. Во-вторых, новый подход к данной проблеме стимулировала концепция обобщенной глобальной электрической цепи, включающей в себя генератор ЭДС на внеш- ней границе магнитосферы (магнитопаузе), управляемый солнечным ветром, атмосфер- ные генераторы электрического поля в нижней атмосфере (грозы), электрически связанные с ионосферой и магнитосферой вдоль геомаг- нитных силовых линий. Глобальная токовая цепь позволяет рассматривать магнитосферу, ионосферу, атмосферу и литосферу в качестве единой электродинамической системы. Существенно, что в таком случае основная часть тороидального магнитного поля в зем- ной атмосфере не генерируется радиальным (вертикальным) током в окрестности пункта наблюдений, как это предполагалось ранее, а обусловлена продольными (полоидальны- ми) токами вне ее, причем под ионосферой, в основном, фиксируются магнитные возму- щения, генерируемые токами Холла. Однако сложность проблемы состоит в том, что ионос- фера и литосфера — омические среды, где элек- трическое поле и ток связаны законом Ома, в то время как в магнитосфере прямой связи нет. Кроме того, земная атмосфера — не идеальный изолятор, а сама Земля обладает собственным геомагнитным полем, что также существенно влияет на формирование электромагнитного отклика на ее поверхности. В итоге из-за эк- випотенциальности магнитных силовых линий геомагнитного поля ток в ионосфере определя- ется магнитосферным электрическим полем, а ток в магнитосфере — распределением газово- го давления [Пономарева, Седых, 2006]. Наличие слабопроводящей атмосферы за- ставляет продольные токи вдоль силовых линий геомагнитного поля замыкаться на ионосферу, ток в которой — комбинированный. В нем всег- да имеется и педерсеновская, и холловская со- ставляющие. Однако, хотя сама структура про- дольных токов больших масштабов по данным спутниковых измерений изучена относитель- но подробно, падение потенциала и величину тока в глобальной электрической цепи из-за ограниченности экспериментальных данных в настоящее время оценить достаточно слож- но. Следовательно, можно констатировать, что, вообще говоря, достоверно неизвестны характеристики как источников, так и генери- руемых ими полей. В этом контексте задачи глубинного электромагнитного зондирования в общем случае следует отнести к смешанным, когда по некоторым известным (или предпо- лагаемым) характеристикам исследуемого разреза и данным об электромагнитном поле определяются неизвестные параметры разреза и, если необходимо, самого поля. Ясно, что с це- лью упрощения задачи обычно используются различные приближения или «эмпирические» закономерности поведения электромагнитного отклика. В частности, для более полного вос- произведения экспериментальных результатов в работе [Кувшинов, 2004] предложена модель «реалистического источника», которая строит- ся в виде разложения по индивидуальному на- бору сферических гармоник на основе анализа только тангенциальных компонент вариаций геомагнитного поля при некотором заданном СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЗОНДИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ: СОСТОЯНИЕ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 285 радиально-симметричном разрезе. Тем не ме- нее из изложенного кажется очевидным, что желаемый уровень теории все еще не достиг- нут и нуждается в развитии. Предельно ясно, что отмеченные обстоятельства являются так- же причиной многих затруднений, свойствен- ных классическому импедансному подходу [Шуман, 2008; 2010а; Semenov, Shuman, 2010; Шуман, Савин, 2011]. Почему же эта теория (МТ-тензора импе- данса) привлекает так много внимания профес- сионалов (многие из них настолько уверены в ее реальности, что это препятствует осознанию пределов ее применимости и, более того, по- лагают, что чего-то другого и не требуется) и молодых людей? Возможно, ее привлекатель- ность связана с тем обстоятельством, что она математически изящна и, что существенно, обещает работу. Но, быть может, она все же нуждается в изменении? Разумеется, я не хо- тел бы, чтобы меня поняли так, что надо как- то отговаривать молодых людей (в отношении профессионалов это исключено) специализи- роваться в этой области, но, кажется, им все же нужно предоставить и альтернативы. Одна из возможных альтернатив («до- рога в будущее» по образной терминологии М. С. Жданова) представлена в работе [Zhda- nov, 2010]: «Будущее развитие ЭМ методов бу- дет основано на новых открытиях в области из- мерений, обработки и интерпретации данных. Будущий успех ЭМ разведки будет сопряжен с развитием площадных систем наблюдений, аналогичных сейсмическим системам сбора данных. В развитие интерпретации: быстрое и точное трехмерное моделиро- вание; быстрая обработка изображений; крупномасштабная трехмерная инверсия. Теория регуляризации будет играть ключе- вую роль в решении этих проблем». Несомненно, все эти соображения, отно- сящиеся к будущему, весьма важны и акту- альны, но существует ли такая альтернатива применительно к магнитотеллурике уже се- годня? Очевидно на этот вопрос можно дать положительный ответ. В частности, в работах [Шуман, 2010а; Шуман, Савин, 2011] предложе- на система векторных импедансных тождеств локального и нелокального типов для гармони- ческого электромагнитного поля на замкнутых гладких границах раздела сред, генерируемое на их основе обобщенное дифференциальное уравнение импедансов и система скалярных уравнений, определяющих эту границу. Эти уравнения являются точными и зависят от всех шести компонент электромагнитного поля, ре- гистрируемых на рассматриваемой границе, и подлежат корректному экспериментально- му определению. При этом, если по тем или иным причинам на практике используются их неполные, усеченные формы, они содержат, в отличие от классического описания, внутрен- ние критерии применимости и не требуют для своего обоснования дополнительных эвристи- ческих или эмпирических соображений. Одна- ко модели тензора импеданса, тензора Визе— Паркинсона, импедансного приближения Леонтовича, несмотря на их частный, прибли- женный характер, пользуются удивительной привязанностью и доверием подавляющего большинства геоэлектриков. Отметим и некоторые тревожные моменты в развитии магнитотеллурики. В частности, об- ращает на себя внимание нарастание количе- ства проектов, посвященных компьютерному моделированию на основе экспериментальных данных, часто неполных, фрагментарных, со- бранных другими исследователями. Не всегда ясны и очерчены задачи такого моделирования, что делает его зачастую оторванным от реше- ния реальных задач современной геологии. Другой тревожный момент — недостаточное внимание к междисциплинарным проектам, что ведет к замыканию в кругу собственных проблем геоэлектрики, и было бы ошибочным сводить их к чисто техническим или техноло- гическим аспектам. Приведем еще одну выдержку из цитируе- мой статьи М. С. Жданова [Zhdanov, 2010]: «Важным направлением дальнейших иссле- дований является многомерное моделирование и решение обратных задач, а также новый подход к формулированию и интерпретации основных уравнений электромагнитных полей, основанный на представлении электромагнит- ного поля с помощью потока и напряжения…». Далее речь пойдет о том, что уравнения Мак- свелла могут быть получены непосредственно из математической теории дифференциальных форм [Zhdanov, 2010, Appendix A.]. При этом физический смысл полей, появляющихся в уравнениях Максвелла, не анализируется и не рассматривается. Разумеется, практиче- ское использование той или иной теории во многом является делом вкуса. Однако, боюсь, такой подход, не проясняя существо или физи- ку дела, может дать повод к новым алгебраиче- ским упражнениям, как это уже неоднократно случалось. В рассматриваемом контексте об- В. Н. ШУМАН 286 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 ратим внимание на два существенных аспек- та. Первый из них относится к определению электрического поля E и магнитной индукции , физический смысл которых, согласно Ро- зенфельду, вытекает непосредственно из вы- ражения силы Лоренца для движущейся со скоростью v пробной частицы с зарядом q: [ ]F E v Bq q . (3) Безусловно, это определение верно для ва- куума, но не соответствует случаю конденси- рованных сред: любая заряженная частица, движущаяся в среде, испытывает влияние этой среды. Частица поляризует среду и теряет энергию, что приводит к дополнительной силе, причем эта сила зависит от вида материальных уравнений. Чтобы в данном случае воспользо- ваться постулатом Розенфельда, необходимо знать явный вид этой силы [Виноградов, 2002]. Существует другой путь определения полей, связанный с установлением граничных усло- вий и являющийся их следствием — метод по- лости [Виноградов, 2002]: поле внутри полости равно E(H), если полость вытянута вдоль сило- вых линий. Если же полость сплюснута, то поле в ней равно D(B). Законность максвелловских граничных условий может быть доказана экс- периментально или с помощью микроскопи- ческой теории, описывающей структуру пере- ходного слоя. Важно, что определение полей с использованием полости и граничных условий делает эти поля измеримыми и придает фи- зический смысл решению рассматриваемой электромагнитной проблемы. Возможно, при решении этого вопроса мож- но было бы воспользоваться определением по- лей, данным Ю. И. Маниным: электромагнит- ное поле — связность в пространстве внутрен- них степеней свободы квантового электрона, управляющая его эволюцией в пространстве- времени [Манин, 2008]. Однако такой продви- нутый подход к определению полей пока оста- ется слишком дистанцированным от практиче- ских задач электродинамики сплошных сред и ее геофизических приложений. Второй аспект касается форм записи урав- нений Максвелла. Как известно, макроскопи- ческие уравнения Максвелла в среде могут быть представлены в разных формах. В част- ности, это форма, предложенная Ландау и Лив- шицем, и форма, предложенная Борном и Фе- доровым (форма Казимира) [Виноградов, 2002]. Физически это обусловлено, в первую очередь, способом определения индуцированных в сре- де токов. Так, если ввести полную индукцию ( ) ( ) ( ), , 4 ,D r E r P rt t t , которая учитывает все эффекты движения зарядов и токи намагниче- ния, а поляризация P(r,t) включает в себя весь индуцированный ток без разделения на отдель- ные вклады, то система уравнений Максвелла примет вид ( ) ( ),1rot , B r E r t t c t , ( )div , 0B r t , ( ) ( ) ( ) ,1 4rot , , D r B r J rext t t t c t c , ( ) ( )extdiv , 4 ,D r rt t , (4) где ( )ext ,J r t и ( )ext ,r t — сторонние токи и за- ряды. Если же представляется удобным или це- лесообразным разделить наведенные токи на ток свободных носителей, ток поляриза- ции связанных зарядов и вихревой ток на- магничения, то обычно вводят другие по смыслу векторы электрической индукции ( ) ( ) ( ), , 4 ,D r E r P rt t t и напряженности маг - нитного поля ( ) ( ) ( ), , 4 ,H r B r M rt t t . При этом в поляризации среды P(r,t) можно учесть вклад токов свободных и связанных носителей заряда. Тогда вектор намагниченности среды M(r,t) будет определять вихревые токи. В итоге система уравнений Максвелла в среде будет выглядеть следующим образом: ( ) ( ),1rot , B r E r t t c t , ( )div , 0B r t , ( ) ( ) ( )ext ,1 4rot , , D r H r J r t t t c t c , ( ) ( )extdiv , 4 ,D r rt t . (5) Разумеется, обе формы должны давать экви- валентное описание электромагнитных явле- ний. При этом граничные условия и материаль- ные уравнения должны быть сформулированы в соответствии с конкретными особенностями задачи и моделью среды [Бредов и др., 1985]. В отличие от системы (4), система (5) содер- жит четыре вектора — E, D, H и B. Система (4) вектор H не содержит. При этом и система (4), и система (5) содержат избыточное число неизвестных и должны быть дополнены свя- зывающими их материальными уравнения- ми, в которых и сосредоточена информация об индивидуальных свойствах среды. В общем СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЗОНДИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ: СОСТОЯНИЕ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 287 случае эти характеристики представляют со- бой интегральные операторы по пространству и времени (в Фурье-компонентах — функции круговой частоты ω и волнового вектора k; в этом случае это комплексные феноменологи- ческие параметры). Для стандартной модели сплошной среды они однозначно определяются для физически бесконечно малых объемов и не зависят от рассматриваемого объема. При этом последовательное определение диэлек- трической и магнитной проницаемостей, как уже упоминалось, подразумевает разбиение индуцированного в среде тока на части, одна из которых ответственна за электрическую по- ляризацию, а другая — за намагничение. Такая модель среды и поля а) включает до- статочно информации, чтобы решить любую электромагнитную задачу и б) составляет фундамент современной геоэлектрики. Но, как известно, решение уравнений электро- динамики в материальных средах исключи- тельно разнообразны, что обусловлено раз- нообразием самих свойств сред. При этом развитие и совершенствование методов геоэлектрических исследований приводит к необходимости учета новых свойств или на- ходящихся в специфических условиях сред, и в этом контексте, очевидно, можно и нужно видеть перспективы их дальнейшего разви- тия. В данном ключе и продолжим дальнейшее рассмотрение вопроса. Геосреда и зондирующие системы. Как уже отмечалось, система макроскопических урав- нения Максвелла с заданными линейными ма- териальными условиями составляет фундамент современной электродинамики сплошных сред и, за некоторыми исключениями, является до- минирующей в современной теории квазиста- ционарной геоэлектрики [Светов, 1984; 2008]. Вошло в норму и стало традицией рассматри- вать земную кору при изучении ее взаимодей- ствия с электромагнитным полем в качестве пассивного объекта, и это оправдано во многих случаях, но далеко не всегда. Как свидетельствует полевой эксперимент, на земной поверхности наблюдается большое разнообразие электромагнитных возмущений различной природы, регистрируемых в исклю- чительно широком диапазоне частот — от 10–4 до 106 Гц и выше. Одни из них возбуждаются источниками в атмосфере (грозовые разряды, предгрозовое излучение), другие — в магни- тосфере и ионосфере в результате взаимодей- ствия солнечного ветра с геомагнитным полем или проникают в магнитосферу из межпланет- ной среды, третьи генерируются внутриземны- ми источниками. Как свидетельствует опыт развития геофи- зической науки, мы постоянно сталкиваемся с новыми или старыми, но находящимися в необычных условиях средами. Стало оче- видным, что весьма проблематично предло- жить единую электродинамическую модель геосреды, удовлетворительно описывающую электромагнитные явления и процессы в столь обширном диапазоне частот в 10—12 порядков. При решении прикладных задач возникла не- обходимость обобщения стандартной линей- ной модели [Шуман, Савин, 2011]. В частности, предприняты попытки рассматривать геоэлек- трическую модель геосреды в качестве некоего фонового скелета, обладающего проводящи- ми диэлектрическими и магнитными свой- ствами, и плазмоподобного компонента («на- полнителя»), состоящего из многочастичной электронно-ионной фракции, находящейся в подмагничивающем поле земного ядра. В ней могут одновременно присутствовать и свобод- но движущиеся заряды, совершающие колеба- тельные и вращательные движения [Гололобов и др., 1995; Шуман, Савин, 2011]. Но и такое обобщение оказалось явно ограниченным. К настоящему времени стало предельно ясно, что геосреда — очень специфический объект исследований. Она не может рассматриваться в качестве пассивного континуума — ей при- суща внутренняя самоподобная структура. Она непрерывно подвергается воздействию внутренних и внешних сил, на нее постоянно действуют флуктуационные и периодические возмущения. Она является электродинамиче- ски активной средой, способной генерировать электромагнитное поле. Очевидно, в рамках таких представлений геосреда, стремящаяся к самоорганизации, нуждается в новых моделях описания и ана- лиза, которые бы позволили анализировать диссипацию поступающей в нее из низов ли- тосферы энергии, релаксацию локальных на- пряжений, стационарные режимы деформиро- вания, вопросы генерации и распространения акустосейсмических и электромагнитных воз- мущений. Как известно, диссипативные твердотель- ные структуры, самоорганизующиеся в откры- тых системах, являются фрактальными: если вещество не находится в газообразном состоя- нии, то оно, как правило, имеет в некотором диапазоне масштабов фрактальную структуру [Зосимов, Лямшев, 1995]. В. Н. ШУМАН 288 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 Чем обусловлен интерес к подобным струк- турам в геоэлектрике? Прежде всего тем, что фрактальные среды, сформированные в усло- виях диссипации поступающей из низов ли- тосферы энергии и являющиеся самоорганизо- ванными структурами, приобретают необыч- ные свойства, которые невозможно получить при традиционных способах формирования структурного состояния вещества земной коры. Заметим, что такое видение проблемы способствовало появлению нового направле- ния электромагнитной теории сред, объеди- няющей фрактальную геометрию и электро- магнетизм. Очевидно, производимая стандартная про- цедура усреднения по пространству в такой среде позволяет в некоторых случаях эффек- тивно использовать аппарат классической электродинамики сплошных сред, но исклю- чает из рассмотрения ее детали, которые зача- стую могут оказаться более значимыми для ре- шения ряда прикладных задач [Шуман, 2012а]. Однако электродинамическое описание таких сред связано со значительными трудностями, обусловленными зависимостью их макроско- пических электромагнитных параметров от рассматриваемого объема, что делает невоз- можным применение стандартной модели сплошной среды, в которой они определяются однозначно для физически бесконечно малых объемов [Потапов,2000; Болотов, 2002; Тарасов, 2009; Боголюбов и др. 2009; Шуман, 2012а]. Электродинамика фрактальных сред так- же оперирует физическими величинами, усредненными, однако, по «физически малым» фрактальным элементам объема. В итоге клю- чевым элементом здесь является процедура усреднения, построение которой оказывается возможной с использованием фрактальных и мультифрактальных мер [Болотов, 2002; Бого- любов и др., 2009]. Следовательно, достаточно полное описание процессов взаимодействия электромагнитного поля со средой, процессов обработки сигналов, генерируемых в ней, ста- новится невозможным или проблематичным с помощью стандартных алгоритмов и формул, полученных на основе представлений электро- магнитного отклика в пространстве целочис- ленной меры и гладких функций. Очевидно, эти идеи и подходы позволяют с иных позиций подойти к анализу возможностей зондирую- щих систем и решаемым ими задачам, которые вполне логично отнести к неклассическим. Это открывает новые и неожиданные перспективы и возможности создания зондирующих систем, ориентированных на изучение свойств геосре- ды, ее текущего состояния и, возможно, про- гноза поведения [Шуман, 2010б; 2011; 2012в]. Заметим также, что идеи о самоорганизации и образовании диссипативных структур в от- крытых системах оказались очень плодотвор- ными с точки зрения того, чтобы перебросить мост между физикой, геофизикой и геологией. В частности, наблюдаемый повсеместно сейс- моэлектромагнитный шум литосферы может интерпретироваться в качестве проявления детерминированного хаоса в иерархически структурированной фрактальной среде. Суще- ственно, что образование фрактальных агрега- тов резко увеличивает мощность создаваемого в среде излучения, которое обладает упорядо- ченной пространственной структурой, тесно связанной со строением и динамикой геосре- ды, в частности с топологией ее межблочной структуры. При этом фракталы заставляют пересмотреть традиционные взгляды на геоме- трические свойства объектов в геосреде, а ди- намический хаос, свойственный большей части динамических систем, вносит существенные изменения в понимание того, как эти объекты могут вести себя во времени. Это позволяет ставить задачи реконструкции динамических систем, их идентификации, возможностей про- гноза и управления, совершенно нетипичные для классических методов геофизики. В част- ности, нелинейные сейсмические, электромаг- нитные и другие геофизические процессы в геосреде имеют широкий спектр проявлений и могут быть использованы с целью диагности- ки ее структуры и состояния. В качестве при- мера новых методов геофизической разведки отметим такие, как метод эмиссионной томо- графии, ориентированный на реконструкцию пространственного распределения плотности мощности эмиссионного сейсмоакустического излучения литосферы, и метод анализа спон- танной электромагнитной эмиссии Земли, так- же генерированной литосферой в широком диапазоне частот [Спивак, Кишкина, 2004; Шуман, 2010б, в; 2012б]. И, наконец, такой обновленный взгляд на геосреду, механизмы генерации формирования и распространения в ней акустосейсмоэлектромагнитных взаимо- действий и преобразований в морской среде в присутствии постоянного магнитного поля зем- ного ядра позволяет понять тот эксперимен- тально установленный замечательный факт, что пространственная структура плотности импульсного потока электромагнитного излу- чения (ЭМИ), регистрируемого на поверхности СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЗОНДИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ: СОСТОЯНИЕ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 289 водной среды или над нею, в воздухе, содержит информацию о строении и динамике среды под морским дном. Последнее обстоятельство с точки зрения классических воззрений о ме- ханизмах генерации ЭМИ, их распростране- нии к дневной поверхности и представлений электродинамики сплошных сред казалось со- вершенно невозможным, лишенным физиче- ских оснований [Шуман и др., 2011]. Заключение. Оценивая в целом современ- ное состояние, тенденции и направления раз- вития теории и практики электромагнитных зондирующих систем, можно отметить сле- дующие обстоятельства. В области геоэлектрических методов с есте- ственным возбуждением поля — используемые связи непосредственно между компонентами электромагнитного поля, регистрируемыми на дневной поверхности (тензор импеданса, обобщенный тензор импеданса, тензор Визе— Паркинсона и др.), носят частичный характер и справедливы только при специальных фор- мах задания поля. Понятно, что проблема импе- дансного описания электромагнитного отклика на поверхности Земли с учетом возможного присутствия тороидальной компоненты маг- нитного поля в слабопроводящей атмосфере, традиционно рассматриваемая на основе эм- пирических или эвристических соображений, все еще остается актуальной. При этом обычно используемая трактовка механизмов возбуж- дения реальной Земли как «индукционного» или «гальванического» является весьма огра- ниченной [Шуман, Савин, 2011]. Можно предположить, что неверно выбран- ная парадигма во многом способствует и яв- ляется причиной затруднений, свойственных классической теории глубинных зондирующих систем. С этой точки зрения ориентация толь- ко на технологические приемы, совершенство- вание измерений, обработки и интерпретации, несмотря на свою значимость и актуальность, сильно ограничивают поиск и подавляют по- явление новых идей. С точки зрения геоэлек- трических приложений интерес представляют векторные импедансные тождества локального и нелокального типа для гармонического элек- тромагнитного поля на замкнутых регулярных границах раздела сред и генерируемые на их основе дифференциальное уравнение импе- дансов и система скалярных уравнений, опре- деляющих эту границу. При этом входящие в них скалярные параметры (импедансы) подле- жат, в отличие от тензорного описания, кор- ректному экспериментальному определению. В области геоэлектрики с контролируемым возбуждением актуальна проблема создания зондирующих систем высокого разрешения. В частности, методов нелинейной акустоэлек- тромагнитной диагностики геосреды, физиче- ской основой которых могут служить объем- ные нелинейности структурно-неоднородных многофазных сред. Явление прямого и обрат- ного электромагнитно-акустического преоб- разования — один из примеров такого рода [Шуман, 2012в]. На основе представлений о геосреде как открытой нелинейной диссипативной ди- намической системы становится очевидной необходимость смены «детерминистской» парадигмы изучения геосреды и динамиче- ских процессов в ней на парадигму нестацио- нарных флуктуаций геофизических полей как естественного физического явления, не тре- бующего специального приготовления. От- личительным признаком нелинейных дисси- пативных систем — волновая (автоволновая) и резонансная природа процессов, большая роль малых возмущений. При рассмотрении таких систем, понимании свойств и меха- низмов генерации и распространения сейс- моэлектромагнитного шума как естествен- ного физического явления определяющее значение имеет известная флуктуационно- диссипативная теорема, связывающая спон- танные флуктуационные системы с ее дисси- пативными свойствами. Еще один важный аспект проблемы — учет фрактальной структуры среды. Фракталы, рас- сматриваемые как «мгновенные» срезы само- организованных критических процессов, спо- собствуют пересмотру взглядов на геометриче- ские свойства объектов в геосреде, а динами- ческий хаос вносит существенные изменения в понимание того, как эти объекты могут вести себя во времени. Можно предположить, что нелинейные сейсмоакустические и электромагнитные про- цессы, имеющие широкий спектр проявлений, могут быть эффективно использованы при ре- шении актуальных задач геофизики. Иллюстра- цией сказанного является метод эмиссионной томографии, реконструирующий простран- ственное распределение плотности мощности излучения земных недр, и в некотором смысле его электромагнитный аналог — метод анализа спонтанной электромагнитной эмиссии Земли (МАСЭМЭЗ). Отчетливо видны и трудности применения нелинейно-динамического под- хода к изучению геосреды, обусловленные В. Н. ШУМАН 290 Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 их необычностью, сложностью, отсутствием необходимой информации о ее свойствах на глубине, принципах межсистемных взаимо- действий, возможностью различного физиче- ского содержания процессов на разных уров- нях ее структурной организации. И, наконец, совершенно новое направление исследований — это решение задач, связанных с управлением процессами в геосреде и поис- ками возможностей осуществления управ- ляющего (в частности, электромагнитного) воздействия на относительно коротких вре- менных интервалах. Идея управления может состоять в том, чтобы воздействовать на среду, комбинируя (согласовывая) контролируемое и естественно-шумовое воздействие [Шуман, 2010б; 2011]. Это неизбежно заставляет при- давать больший вес, значение и роль монито- ринга за геофизическими процессами, углуб- ленной обработке получаемой информации в реальном масштабе времени. Таким образом, перспективы развития и сфер применения электромагнитных зонди- рующих систем представляются весьма при- влекательными и даже захватывающими. Существенно, что этот вывод следует как из экспериментальных наблюдений, так и теоре- тических представлений и оценок. Список литературы Альшиц В. И., Любимов В. Н. Обобщение прибли- жения Леонтовича для электромагнитных полей на границе диэлектрик — металл // Успехи физ. наук. — 2009. — 179, № 8. — С. 865—871. Бердичевский М. Н., Дмитриев В. И. Модели и мето- ды магнитотеллурики. — Москва: Научный мир, 2009. — 680 с. Бердичевский М. Н., Дмитриев В. И., Новиков Д. Б., Пастуцан В. В. Анализ и интерпретация магнито- теллурических данных. — Москва: Диалог МГУ, 1997. — 161 с. Боголюбов А. Н., Потапов А. А., Рехвиашви- ли С. М. Способ введения дробного интегро- дифференцирования в классической электро- динамике // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физика и аэрономия. — 2009. — № 4. — С. 9—15. Болотов В. Н. Обобщенная функция Кантора и пе- реходное фрактальное рассеяние // Журн. техн. физики. — 2002. — 72, вып. 2. — С. 8—15. Бредов М. М., Румянцев В. В., Топтыгин И. Н. Клас- сическая 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. Гололобов Д. В., Москвичев В. Н., Стадник Ю. Н. Аналитическое и экспериментальное исследо- вание взаимодействия электромагнитных волн с углеводородными залежами // Геология нефти и газа. — 1995. — № 3. — С. 26—30. Гульельми А. В. Инерционные эффекты в коре и в магнитосфере земли // Физика Земли. — 2008. — № 1. — С. 50—56. Гульельми А. В. К 70-летию формулировки гранично- го условия Леонтовича (отклик на статью Альши- ца В. И. и Любимова В. Н. «Обобщение прибли- жения Леонтовича для электромагнитных полей на границе диэлектрик — металл») // Успехи физ. наук. — 2010. — 130, № 1. — С. 105—106. Гульельми А. В. О граничном условии Леонтовича в геоэлектромагнетизме // Физика Земли. — 2009а. — № 9. — С. 12—15. Гульельми А. В. О фиктивной нелинейности поверх- ностного импеданса земной коры // Письма в ЖЭТФ. — 2009б. — 89, вып. 7. — С. 439—442. Дмитриев В. И., Бердичевский М. Н. Обобщенная модель импеданса // Физика Земли. — 2002. — № 10. — С. 106—112. Зосимов В. В., Лямшев Л. М. Фракталы в волновых процессах // Успехи физ. наук. — 1995. — 165, № 4. — С. 362—402. Кувшинов А. В. Электромагнитная индукция в сфе- рических моделях Земли с трехмерным распре- делением электропроводности: Автореф. дис.… д-ра физ.-мат. наук. — Москва, 2004. — 42 с. Манин Ю. И. Математика как метафора. — Москва: Изд-во МЦНМО, 2008. — 450 с. Пальшин Н. А. Проблемы электромагнитных зонди- рований на акваториях // Геофиз. журн. — 2009. — 31, № 4. — С. 78—92. Пономарева Е. А., Седых П. А. Как разрешить про- блему суббурь? // Геомагнетизм и аэрономия. — 2006. — 46, № 4. — С. 560—575. Потапов А. А. Фракталы в дистанционном зондиро- вании // Успехи современной радиоэлектроники. — 2000. — № 6. — С. 3—65. Светов Б.С. Основы геоэлектрики. — Москва: Изд-во ЛКИ, 2008. — 656 с. СОВРЕМЕННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЗОНДИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ: СОСТОЯНИЕ... Геофизический журнал № 4, Т. 34, 2012 291 Светов Б. С. Электродинамические основы квази- стационарной геоэлектрики. — Москва: Изд. Ин-та земного магнетизма, ионосферы и распро- странения радиоволн АН СССР, 1984. — 183 с. Спивак А. А, Кишкина С. Б. Исследование микро- сейсмического фона с целью определения актив- ных тектонических структур и геодинамических характеристик среды // Физика Земли. — 2004. — № 7. — С. 35—49. Тарасов В. Е. Дробные интегро-дифференциальные уравнения для электромагнитных волн в диэлек- трических средах // Теорет. и матем. физика. — 2009. — 158, № 34. — С. 419—424. Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (ТИИЭР). — 1989. — 77, № 2. — 146 с. Шуман В. Н. Геосреда и сейсмический процесс: про- блемы управления // Геофиз. журн. — 2011. — 33, № 2. — С. 16—27. Шуман В. Н. Концепция динамически неустойчи- вой геосреды и сейсмоэлектромагнитный шум литосферы // Геофиз. журн. — 2010а. — 32, № 6. — С. 101—118. Шуман В. Н. Магнитотеллурический импеданс: фундаментальные модели и возможности их обобщения // Геофиз. журн. — 2010б. — 32, № 3. — С. 18—28. Шуман В. Н. Система локальных векторных тож- деств импедансного типа для гармонического электромагнитного поля на замкнутой регуляр- ной границе раздела и задачи геоэлектрики // Геофиз. журн. — 2008. —30, № 3. — С. 3—13. Шуман В. Н. Электродинамика фрактальных сред, переходное фрактальное рассеяние и электро- магнитный шум литосферы // Геофиз. журн. — 2012а. — 34, № 1. — С. 3—13. Шуман В. Н. Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то, о чем как будто знаем? // Геофиз. журн. — 2012б. — 34, № 2. — С. 3—19. Шуман В. Н. Электромагнитная эмиссия литосферы: новые экспериментальные результаты и анализ проблемы // Геоинформатика. — 2010в. № 4. — С. 79—93. Шуман В. Н. Электромагнитно-акустические преоб- разования и высокоразрешающие зондирующие системы: новые возможности и новые формули- ровки старых вопросов // Геофиз. журн. — 2012в. — 34, № 3. — С. 32—39. Шуман В. Н., Коболев В. П., Богданов Ю. А., Заха- ров И. Г., Яцюта Д. А. Спонтанное электромаг- нитное излучение на акваториях: новый экспе- римент и приложения // Геофиз. журн. — 2011. — 33, № 4. — С. 33—49. Шуман В. Н., Савин М. Г. Математические модели геоэлектрики. — Киев: Наук. думка, 2011. — 239 с. Constable Steven. Ten years of marine CSEM for hydro- carbon exploration // Geophysics. — 2010. — 75, — P. 75A67—75A81. Edwards R. N. Marine controlled source electromag- netic: principles, methodologic, future, commercial application // Surveys in Geophysics. — 2005. — 26, — P. 575—600. Semenov T. B., Shuman V. N. Impedance for induction soundings of the Earth’s Mantle // Acta Geophysica. — 2010. — 58, № 4. — P. 527—542. Senior T. B., Volakis А. Approximate boundary condi- tions in electromagnetics — London: IEE Press, 1995. — 353 p. Zhdanov M. S. Electromagnetic geophysics: Notes from the past and the road ahead, commercial application // Geophysics. — 2010. — 75. — P. 75A49—75A66.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-97852
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0203-3100
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T18:35:07Z
publishDate	2012
publisher	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
record_format	dspace
spelling	Шуман, В.Н. 2016-04-04T06:13:46Z 2016-04-04T06:13:46Z 2012 Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи / В.Н. Шуман // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 4. — С. 282-291. — Бібліогр.: 39 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97852 550.837 Розглянуто сучасний стан та перспективи розвитку електромагнітних зондуючих систем. Обговорено способи та методи розв’язання давніх проблем, нові ідеї та нові задачі. Проаналізовано ключові положення геоелектродинаміки, важливі з точки зору застосувань. Зокрема, з урахуванням фізичного та математичного аспектів проблеми уточнено деякі положення імпедансного підходу в сучасній геоелектриці. Підкреслено необхідність заміни «класичної» bелектродинамічної парадигми на парадигму фрактальної електродинаміки нестійкого середовища, яка об’єднує фрактальну геометрію і теорію електромагнетизму. Зазначено, що застосування теорії фракталів, детермінованого хаосу, масштабної інваріантності (скейлінгу) та дробних операторів відкриває додаткові можливості і перспективи в обробці даних спостережень та підвищенні інформативності зондуючих систем, орієнтуючих їх на одержання якісно нової інформації про геосередовище. State-of-the-art and opportunities of development of electromagnetic sounding systems are being considered. The ways and methods of solving old problems as well as new ideas and new aims are under consideration. Key principles of geoelectrodynamics important from the viewpoint of applications are analyzed. In particular, a set of propositions of impedance approach to modern geoelectrics are specified taking into account physical and mathematical aspects of the problem. Necessity of changing “classical” electrodynamic paradigm by a paradigm of fractal electrodynamics of unstable geo-medium, which integrates fractal geometry and the theory of electromagnetism is accentuated. It is noticed that application of the theory of fractals, the determined chaos, scale invariance (scaling) and fractional operators open additional possibilities and prospects in processing of observation data and increase of information capacity of sounding systems orienting them to obtaining qualitatively new information on geo-medium. Рассматривается современное состояние и перспективы развития электромагнитных зондирующих систем. Обсуждаются пути и методы решения старых проблем, новые идеи и новые задачи. Анализируются ключевые положения геоэлектродинамики, важные с точки зрения приложений. В частности, с учетом физического и математического аспектов проблемы уточняется ряд положений импедансного подхода в современной геоэлектрике. Подчеркивается необходимость смены "классической" электродинамической парадигмы на парадигму фрактальной электродинамики неустойчивой геосреды, объединяющей фрактальную геометрию и теорию электромагнетизма. Отмечается, что применение теории фракталов, детерминированного хаоса, масштабной инвариантности (скейлинга) и дробных операторов открывают дополнительные возможности и перспективы в обработке данных наблюдений и повышении информативности зондирующих систем, ориентируя их на получение качественно новой информации о геосреде. ru Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України Геофизический журнал Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи Сучасні електромагнітні зондувальні системи: стан, тенденції розвитку, нові ідеї та завдання Modern electromagnetic sounding systems: situation, trends of development, new ideas and aims Article published earlier
spellingShingle	Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи Шуман, В.Н.
title	Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи
title_alt	Сучасні електромагнітні зондувальні системи: стан, тенденції розвитку, нові ідеї та завдання Modern electromagnetic sounding systems: situation, trends of development, new ideas and aims
title_full	Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи
title_fullStr	Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи
title_full_unstemmed	Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи
title_short	Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи
title_sort	современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/97852
work_keys_str_mv	AT šumanvn sovremennyeélektromagnitnyezondiruûŝiesistemysostoânietendenciirazvitiânovyeideiizadači AT šumanvn sučasníelektromagnítnízonduvalʹnísistemistantendencíírozvitkunovíídeítazavdannâ AT šumanvn modernelectromagneticsoundingsystemssituationtrendsofdevelopmentnewideasandaims

Современные электромагнитные зондирующие системы: состояние, тенденции развития, новые идеи и задачи

Institution

Similar Items