Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне
Стисло проаналізовано сучасний стан досліджень природного електромагнітного поля на поверхні Землі у ННЧ-ДНЧ-дiапазонi. Виконано оцінки співвідношення рівнів полів літосферного та грозового походження. Показано, що рівень електромагнітного поля літосферного походження на декілька порядків менший за...
Saved in:
| Published in: | Геофизический журнал |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2012
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98305 |
| 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: | Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне / В.Н. Уваров // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 6. — С. 133-146. — Бібліогр.: 42 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98305 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Уваров, В.Н. 2016-04-11T16:37:35Z 2016-04-11T16:37:35Z 2012 Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне / В.Н. Уваров // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 6. — С. 133-146. — Бібліогр.: 42 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98305 550.8:550.8.05:550.82 Стисло проаналізовано сучасний стан досліджень природного електромагнітного поля на поверхні Землі у ННЧ-ДНЧ-дiапазонi. Виконано оцінки співвідношення рівнів полів літосферного та грозового походження. Показано, що рівень електромагнітного поля літосферного походження на декілька порядків менший за рівень поля грозового походження. Обґрунтовано використання квадрупольної антени для виділення сигналів близько розташованих джерел. За високої мікросейсмічності та відсутності інших джерел ці джерела найімовірніше мають літосферне походження. Наведено деякі результати таких вимірів. Розглянуто пасивні методи електромагнітної геофізичної розвідки. Виявлено, що методи, які ґрунтуються на усередненій бiнаризацiї амплітуди природного електромагнітного поля, переважно фіксують його флуктуаційну частину. Brief analysis of the current state of research in natural electromagnetic field at the Earth’s surface in the SLF-VLF range has been conducted. A set of estimations of field levels ratios of lithospheric and storm origin has been made. It has been shown that the level of electromagnetic field of lithospheric origin is several orders of magnitude smaller than that one of storm origin. Justification for the use of a quadruple antenna is made, which distinguishes signals of closely spaced sources. These sources are most likely of lithospheric origin in case of high microseismicity and absence of other sources. Some results of such measurements are given. A brief review and analysis of existing passive methods of electromagnetic geophysical exploration has been conducted. It has been shown that the methods based on the averaged binarization, mainly contain the fluctuating part of natural electromagnetic field. Дан краткий анализ современного состояния исследований естественного электромагнитного поля на поверхности Земли в СНЧ-ОНЧ-диапазоне. Сделаны оценки соотношения уровней полей литосферного и грозового происхождения. Показано, что уровень электромагнитного поля литосферного происхождения на несколько порядков меньше уровня грозового поля. Обосновано использование квадрупольной антенны для выделения сигналов близко расположенных источников. При высокой микросейсмичности и отсутствии иных источников данные источники наиболее вероятно имеют листосферное происхождение. Приведены некоторые результаты измерений. Рассмотрены пассивные методы электромагнитной геофизической разведки. Установлено, что методы, базирующиеся на усредненной бинаризации амплитуды естественного электромагнитного поля, в основном фиксируют его флуктуационную часть. ru Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України Геофизический журнал Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне Електромагнітний прояв літосфери в ННЧ-ДНЧ-діапазоні Electromagnetic manifestation of lithosphere in ULF-VLF-range Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне |
| spellingShingle |
Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне Уваров, В.Н. |
| title_short |
Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне |
| title_full |
Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне |
| title_fullStr |
Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне |
| title_full_unstemmed |
Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне |
| title_sort |
электромагнитное проявление литосферы в снч-онч-диапазоне |
| author |
Уваров, В.Н. |
| author_facet |
Уваров, В.Н. |
| publishDate |
2012 |
| language |
Russian |
| container_title |
Геофизический журнал |
| publisher |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Електромагнітний прояв літосфери в ННЧ-ДНЧ-діапазоні Electromagnetic manifestation of lithosphere in ULF-VLF-range |
| description |
Стисло проаналізовано сучасний стан досліджень природного електромагнітного поля на поверхні Землі у ННЧ-ДНЧ-дiапазонi. Виконано оцінки співвідношення рівнів полів літосферного та грозового походження. Показано, що рівень електромагнітного поля літосферного походження на декілька порядків менший за рівень поля грозового походження. Обґрунтовано використання квадрупольної антени для виділення сигналів близько розташованих джерел. За високої мікросейсмічності та відсутності інших джерел ці джерела найімовірніше мають літосферне походження. Наведено деякі результати таких вимірів. Розглянуто пасивні методи електромагнітної геофізичної розвідки. Виявлено, що методи, які ґрунтуються на усередненій бiнаризацiї амплітуди природного електромагнітного поля, переважно фіксують його флуктуаційну частину.
Brief analysis of the current state of research in natural electromagnetic field at the Earth’s surface in the SLF-VLF range has been conducted. A set of estimations of field levels ratios of lithospheric and storm origin has been made. It has been shown that the level of electromagnetic field of lithospheric origin is several orders of magnitude smaller than that one of storm origin. Justification for the use of a quadruple antenna is made, which distinguishes signals of closely spaced sources. These sources are most likely of lithospheric origin in case of high microseismicity and absence of other sources. Some results of such measurements are given. A brief review and analysis of existing passive methods of electromagnetic geophysical exploration has been conducted. It has been shown that the methods based on the averaged binarization, mainly contain the fluctuating part of natural electromagnetic field.
Дан краткий анализ современного состояния исследований естественного электромагнитного поля на поверхности Земли в СНЧ-ОНЧ-диапазоне. Сделаны оценки соотношения уровней полей литосферного и грозового происхождения. Показано, что уровень электромагнитного поля литосферного происхождения на несколько порядков меньше уровня грозового поля. Обосновано использование квадрупольной антенны для выделения сигналов близко расположенных источников. При высокой микросейсмичности и отсутствии иных источников данные источники наиболее вероятно имеют листосферное происхождение. Приведены некоторые результаты измерений. Рассмотрены пассивные методы электромагнитной геофизической разведки. Установлено, что методы, базирующиеся на усредненной бинаризации амплитуды естественного электромагнитного поля, в основном фиксируют его флуктуационную часть.
|
| issn |
0203-3100 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98305 |
| citation_txt |
Электромагнитное проявление литосферы в СНЧ-ОНЧ-диапазоне / В.Н. Уваров // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 6. — С. 133-146. — Бібліогр.: 42 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT uvarovvn élektromagnitnoeproâvlenielitosferyvsnčončdiapazone AT uvarovvn elektromagnítniiproâvlítosferivnnčdnčdíapazoní AT uvarovvn electromagneticmanifestationoflithosphereinulfvlfrange |
| first_indexed |
2025-11-25T22:52:49Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:52:49Z |
| _version_ |
1850575430013157376 |
| fulltext |
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ В СНЧ-ОНЧ-ДИАПАЗОНЕ
Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012 133
Введение. Проблема электромагнитного из-
лучения литосферного происхождения, имею-
щая более чем вековую историю [Varley, 1871],
по-прежнему привлекает пристальное внима-
ние [Electromagnetic…, 1994; Atmospheric…,
1999]. Причиной тому служит перспектив-
ность электромагнитной диагностики земной
коры, поскольку электромагнитное излучение
— наиболее удобный и эффективный носи-
тель информации. Сложность исследования
электромагнитного излучения коры опреде-
ляется тем, что неизвестно соотношение уров-
ней мощности поля литосферных источников
и источников иной природы и отсутствует
информация о каких-либо характерных свой-
ствах сигналов литосферного происхождения,
позволяющих отфильтровать эти сигналы.
Электромагнитное излучение над поверх-
ностью Земли формируется техногенным и
естественным излучением. Основным компо-
нентом, формирующим естественное электро-
магнитное излучение ОНЧ-СНЧ-диапазона,
УДК 550.8:550.8.05:550.82
Электромагнитное проявление литосферы
в СНЧ-ОНЧ-диапазоне
© В. Н. Уваров, 2012
Институт космофизических исследований и распространения радиоволн Дальневосточного
отделения РАН, Камчатский край, с. Паратунка, Россия
Поступила 19 июля 2011 г.
Представлено членом редколлегии В. Н. Шуманом
Стисло проаналізовано сучасний стан досліджень природного електромагнітного поля на
поверхні Землі у ННЧ-ДНЧ-дiапазонi. Виконано оцінки співвідношення рівнів полів літосфер-
ного та грозового походження. Показано, що рівень електромагнітного поля літосферного
походження на декілька порядків менший за рівень поля грозового походження. Обґрунтовано
використання квадрупольної антени для виділення сигналів близько розташованих джерел.
За високої мікросейсмічності та відсутності інших джерел ці джерела найімовірніше мають
літосферне походження. Наведено деякі результати таких вимірів. Розглянуто пасивні методи
електромагнітної геофізичної розвідки. Виявлено, що методи, які ґрунтуються на усеред-
неній бiнаризацiї амплітуди природного електромагнітного поля, переважно фіксують його
флуктуаційну частину.
Brief analysis of the current state of research in natural electromagnetic field at the Earth’s surface
in the SLF-VLF range has been conducted. A set of estimations of field levels ratios of lithospheric
and storm origin has been made. It has been shown that the level of electromagnetic field of litho-
spheric origin is several orders of magnitude smaller than that one of storm origin. Justification
for the use of a quadruple antenna is made, which distinguishes signals of closely spaced sources.
These sources are most likely of lithospheric origin in case of high microseismicity and absence
of other sources. Some results of such measurements are given. A brief review and analysis of exi-
sting passive methods of electromagnetic geophysical exploration has been conducted. It has been
shown that the methods based on the averaged binarization, mainly contain the fluctuating part of
natural electromagnetic field.
является электромагнитное излучение, возни-
кающее при грозовых разрядах молний в при-
экваториальных областях [Barr et al., 2000]. При
этом электромагнитное излучение (атмосфери-
ки) чрезвычайно эффективно распространяет-
ся в волноводе, образованном поверхностью
Земли и ионосферой, и хорошо обнаруживает-
ся даже в точке антипода молниевого разряда
[Альперт, 1972].
Это излучение внимательно изучается ми-
ровым научным геофизическим сообществом.
Результаты исследований публикуются во мно-
гих широко известных научных журналах,
из которых следует отметить прежде всего
«Journal of Atmospherical and Solar-Terrestrial
Physics» и «Геомагнетизм и аэрономия».
Значительная изученность указанного фе-
номена позволила использовать его для дистан-
ционного зондирования в глобальном проекте
по изучению тропического океана и глобаль-
ной атмосферы (TOGA) (WWLLN.net) (рис. 1).
Существенный и сильно меняющийся во
В. Н. УВАРОВ
134 Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012
времени вклад создает магнитосферно-ионо-
сферное излучение, вызванное вторжением
заряженных частиц солнечного ветра [Плаз-
менная…, 2008]. В периоды сильных магнит-
ных бурь мощность такого излучения может
достигать уровня излучения грозового про-
исхождения. Эта компонента естественного
электромагнитного поля также хорошо изуче-
на [Barr et al., 2000] и используется в мировой
сети AWDA.net для мониторинга электронной
концентрации магнитосферы.
На данное излучение наложен достаточно
мощный гул, состоящий из большого коли-
чества высокочастотных гармоник силовой
сети. Мощность помехи существенно зависит
от уровня индустриализаии территории, мо-
жет быть довольно серьезным препятствием
для успешных исследований естественного
электромагнитного излучения, требует приме-
нения специальных методов предварительной
обработки [Cohen et al., 2010] и в некоторых
случаях представляет собой неустранимую
помеху.
Относительно электромагнитного излуче-
ния литосферного происхождения имеются
многочисленные эпизодические наблюдения
электромагнитных эффектов, приуроченных к
достаточно мощным сейсмическим событиям
(землетрясениям) [Электромагнитные…, 1982;
Гохберг и др., 1988]. Эти явления составляют
вершину айсберга электромагнитных эффек-
тов, сопутствующих гораздо более распростра-
ненным процессам, связанным с сейсмически
спокойными периодами.
В настоящее время неизвестны физически
обоснованные регулярные наблюдения сигна-
лов литосферного происхождения СНЧ-ОНЧ-
диапазона в периоды сейсмического затишья.
Отметим, что в сообщениях о свойствах
и использовании «активности импульсного
естественного электромагнитного поля Зем-
ли (ИЕЭМПЗ)», «геополяритонного излуче-
ния», «геополяритонной спектроскопии» или
«спонтанной электромагнитной эмиссии ли-
тосферы» [Чебан, 2001; Богданов, Павлович,
2008; Богданов и др., 2003, 2009; Богданов, 2011;
Шуман, Богданов, 2008; Саломатин и др., 1993],
как показано ниже, нет четкой аргументации.
Предложенный способ регистрации и вы-
деления литосферных сигналов [Уваров и др.,
2010] пока находится на стадии изучения и еще
не нашел широкого применения, хотя первые
результаты обнадеживают. Несмотря на анализ
довольно большого количества разнообразных
механизмов механоэлектромагнитного преоб-
разования, по-прежнему недостаточно ясны
доминирующие механизмы возникновения
электромагнитного излучения литосферного
происхождения, особенно в условиях сейсми-
ческого спокойствия. Это обстоятельство не
позволяет оценить долю энергии литосферного
излучения в общем естественном поле в рам-
ках какого-либо одного механоэлектромагнит-
ного механизма.
Изложенное выше дает возможность кон-
статировать следующее:
1) применяемые методы регистрации элек-
тромагнитного излучения не позволяют выде-
Рис. 1. Страница сайта проекта TOGA.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ В СНЧ-ОНЧ-ДИАПАЗОНЕ
Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012 135
лять слабое излучение литосферы из мощного
помехового фона грозового и магнитосферно-
ионосферного происхождения;
2) неизвестны даже относительные оценки
вклада электромагнитного излучения лито-
сферного происхождения в фон естественного
электромагнитного излучения;
3) неизвестны параметры сигналов лито-
сферного происхождения, пригодные для вы-
деления литосферного сигнала из помехового
фона.
Таким образом, несмотря на относительно
длительное изучение электромагнитных явле-
ний, связанных с литосферным излучением
сейсмически спокойного периода в СНЧ-ОНЧ-
диапазоне, существенные успехи не достиг-
нуты.
Главная цель настоящей работы — анализ
условий, методов регистрации, выделения и
анализа сигналов, несущих информацию о
литосфере.
1. Оценка параметров литосферного излу-
чения. При планировании экспериментальных
исследований прежде всего необходима ин-
формация об ожидаемых параметрах иссле-
дуемого сигнала и его свойствах, позволяющих
выделить его из множества подобных сигналов
иной природы (из шума, например, из излуче-
ния грозового и магнитосферно-ионосферного
происхождения).
Простейший параметр такого рода — от-
ношение сигнал/шум.
Для оценки можно использовать относи-
тельную оценку вклада источников литосфер-
ного происхождения в общее естественное
электромагнитное поле. При этом для про-
дуктивного изучения электромагнитных про-
явлений литосферных процессов следует
ориентироваться на сейсмически спокойный
режим, когда уровень излучения формируется
повсеместно и постоянно происходящими гео-
логическими процессами.
1.1. Для оценки уровня литосферного сиг-
нала в условиях сейсмического спокойствия
необходимо знать величину стационарного
потока механической энергии в коре и меха-
ноэлектромагнитный коэффициент преобра-
зования. Неоднократно предполагалось, что
возникновение электромагнитного излучения
литосферы связано с ее неравновесностью
[Богданов, Павлович, 2008; Богданов и др., 2009;
Богданов, 2011; Шуман, Богданов, 2008].
Известны публикации, в которых сделаны
геофизические выводы о свойствах террито-
рии, основанные на измерении усредненно-
го уровня естественного электромагнитного
поля [Саломатин и др., 1993; Богданов и др.,
2003, 2009; Богданов, Павлович, 2008; Шуман,
Богданов, 2008; Чебан, 2011; Богданов, 2011].
Полученные результаты истолковывались как
доказательство наличия спонтанной электро-
магнитной эмиссии земной коры, аналогичной
сверхизлучению Дике [Богданов, Павлович,
2008; Шуман, Богданов, 2008; Богданов и др.,
2009]. Рассмотрим возможность появления
сверхизлучения в земной коре.
Возникновение излучения, связанного с не-
равновесным состоянием вещества, возможно
при реализации достаточно широко распро-
страненного в природе лавинно-порогового
релаксационного процесса: молнии, снежные
лавины, оползни, землетрясения, вспышки на
Солнце, свечение Крабовидной туманности.
Это примеры естественных лавинных процес-
сов, примеры из техники — мазеры и лазеры.
Заметим, что гидродинамический аналог по-
добного процесса — работа обычного сливного
бачка.
Для осуществления такого механизма нуж-
ны следующие условия [Куклин, 2010; Мень-
шиков, 1999]:
1) наличие источника накачки;
2) наличие метастабильного уровня, необ-
ходимого для накопления энергии в инверти-
рованном состоянии; время спонтанной релак-
сации (естественного распада) этого уровня
должно быть больше характерного времени
накачки;
3) наличие инверсии, т. е. состояния, при ко-
тором число частиц в возбужденном состоянии
n(E2) больше числа частиц в невозбужденном
состоянии n(E1): n(E2)>n(E1).
Лавинно-пороговый процесс имеет две
фазы. В течение первой фазы происходит
накачка (накопление потенциальной энер-
гии, перевод вещества в инвертированное
состояние), в течение второй — лавиноо-
бразное преобразование потенциальной
энергии метастабильного состояния в иной
вид энергии (кинетическую энергию в снеж-
ных лавинах, электромагнитное излучение в
грозовых разрядах, излучение оптического
импульса в излучающих средах, возникно-
вение ударной волны при землетрясениях)
с полным исчезновением метастабильного
уровня. Эффективность накопления энер-
гии на данном уровне определяется отноше-
нием характерного времени накачки к коэф-
фициенту спонтанного перехода.
Применительно к электромагнитному из-
В. Н. УВАРОВ
136 Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012
лучению этот механизм впервые был описан
Дике еще в 1954 г.
Оценим возможность существования меха-
низма Дике в литосфере. В качестве источника
накачки рассмотрим энергию тектонических
движений. Приближенная оценка характер-
ного времени накачки может быть сделана в
предположении, что механическая и тепловая
энергии переходят друг в друга и, следователь-
но, взаимно пропорциональны. Примем, что
перенос механической энергии в литосфере
происходит вследствие конвекции. Иными сло-
вами, тектонические процессы обусловлены
только различной плавучестью вещества коры
в результате теплового расширения (архиме-
дова сила). В этом случае можно ограничиться
рассмотрением теплового потока, параметры
которого достаточно хорошо известны. Плот-
ность тепловой энергии на поверхности Земли
q=C·d·T.
Положив удельную теплоемкость коры рав-
ной теплоемкости гранита C=0,8 Дж/(г·К), плот-
ность d=2,5 г/см3, температуру поверхности
Земли T=300 K, получим плотность тепловой
энергии q=600 Дж/см3.
Внутренние источники тепла Земли менее
значительны по мощности, чем внешние. Счи-
тается, что основными источниками являются:
распад долгоживущих радиоактивных изо-
топов (уран-235 и -238, торий-232, калий-40),
гравитационная дифференциация вещества,
приливное трение, метаморфизм, фазовые пе-
реходы. Средняя для земного шара плотность
геотермального потока составляет 0,064—
0,075 Вт/ м2 (4·1013 Вт/м2 в целом для Земли),
т. е. примерно в 5000 раз меньше, чем средняя
солнечная радиация. В глубоководных океа-
нических желобах она изменяется в пределах
0,028—0,065 Вт/м2, на щитах — 0,029—0,049,
в геосинклинальных областях и срединно-
океанических хребтах — 0,100—0,300 Вт/м2 и
более [http://www.mining-enc.ru/g/geotermiya/;
http://ru.wikipedia.org/wiki/Геотермия]. Поло-
жив средний поток тепла в коре Sq=7·10–2 Вт/м2,
получим скорость распространения теплового
потока в земной коре:
10
qU S q .
С учетом характерного размера излучающей
неоднородности ~10 м характерное время из-
менения теплового состояния земной коры
в этом масштабе (время накачки) составит
te≈1011 c.
Время жизни системы в возбужденном со-
стоянии определяется меньшим из времен:
либо собственным временем распада возбуж-
денного состояния, либо характерным време-
нем взаимодействия с соседними частицами.
При отсутствии возмущений со стороны со-
седних частиц (в вакууме) время жизни атома
в возбужденном состоянии определяется соб-
ственным временем распада (коэффициент
Эйнштейна спонтанного перехода). С ростом
плотности вещества частота столкновений со-
седних частиц увеличивается. В твердом теле
время жизни возбужденного состояния опре-
деляется характерным временем межатомного
взаимодействия, т. е. обратным значением ча-
стоты максимума теплового излучения среды,
которая определяется законом Вина.
Тогда, согласно закону Вина, характерное
время релаксации конденсированной среды
равно
14
r
bt
T c
,
где b, c — постоянная Вина и скорость света
соответственно.
Сверхизлучение возможно только в случае,
если характерное время накачки меньше вре-
мени релаксации:
1e
r
t
t
< .
В рассматриваемом примере время накачки
значительно больше времени релаксации:
2410 1e
r
t
t
.
Поэтому систему невозможно накачать, т. е.
привести в энергетически инвертированное
состояние.
Следовательно, возникновение сверхизлу-
чения в земной коре путем накачки энергии
тектоническими силами невозможно.
1.2. Проведем оценку соотношения уров-
ней излучения литосферного и атмосферного
происхождения, основанную на сравнении
потоков энергии в земной коре и атмосфере,
предположив, что естественное электромаг-
нитное излучение возникает при переходных
процессах — преобразовании энергии в ла-
винных пороговых процессах в атмосфере и
литосфере.
Энергия естественного электромагнитного
излучения атмосферы своим происхождением
обязана потоку солнечной энергии. Домини-
рующим механизмом формирования есте-
ственного электромагнитного поля атмосферы
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ В СНЧ-ОНЧ-ДИАПАЗОНЕ
Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012 137
являются грозовые разряды. Доминирующий
механизм механоэлектромагнитного преобра-
зования в литосфере до сих пор не определен.
Поэтому невозможно оценить характерные
времена жизни метастабильного состояния и
лавины для литосферы.
Ограничимся сравнением потоков энергии
в атмосфере и литосфере.
Согласно существующим сведениям [Кон-
дратьев, 1980; Trenberth et al., 2009], средняя
мощность потока солнечной энергии состав-
ляет ≈340 Вт/м2. Из этого количества 88 Вт/м2
расходуется на испарение воды. Очевидно,
какая-то часть (допустим, 10 Вт/м2) идет на
формирование статического заряда облаков
и равна мощности энергии накачки.
Положим, что из среднего потока геотер-
мальной энергии Sq=7·10–2 Вт/м2 в электро-
магнитное излучение преобразуется только
10–2 Вт/м2. В результате приходим к выводу о
том, что уровень сигналов литосферного про-
исхождения находится на уровне одной ты-
сячной доли излучения атмосферно-магнито-
сферной природы.
1.3. Еще одну оценку соотношения уровней
энергии атмосферного и литосферного из-
лучения можно сделать исходя из сравнения
электрофизических свойств вещества атмос-
феры и литосферы.
Интенсивность электромагнитного излу-
чения, возникающего при лавинном процес-
се, пропорциональна плотности запасенной
энергии. В свою очередь, плотность запасен-
ной энергии пропорциональна произведению
плотности потока накачки Ee на характерное
время релаксации τ метастабильного уровня:
em ~I W E .
Соотношение этих интенсивностей для ат-
мосферы и литосферы может служить допол-
нительным ориентиром при оценке соотноше-
ния плотностей электромагнитной энергии ат-
мосферного и литосферного происхождения.
Характерное время релаксации зарядов в
проводящей среде τ определяется ее прово-
димостью σ и диэлектрической проницаемо-
стью ε:
.
Земная кора обладает достаточно хорошей
удельной проводимостью [Физические…,
1984]: 10–1>σ·10–4 (Ом·м)–1. Для сравнения:
удельная проводимость морской воды σ≈1,
графита σ≈105, меди σ≈107 (Ом·м)–1. Средняя
проводимость атмосферы на уровне грунта
более чем на 10 порядков ниже σ≈10–18 (Ом·м)–1.
Отсюда диапазон характерного времени ре-
лаксации заряда в коре τl≈10–10ff10–7 c и в ат-
мосфере τl≈107 c.
Время релаксации заряда, которое в основ-
ном определяется проводимостью, для лито-
сферы оказывается более чем на 10 порядков
меньше, чем для атмосферы.
Использовав полученные ранее значения,
вычислим соотношение интенсивностей элек-
тромагнитных полей атмосферного и лито-
сферного происхождения:
2010a a a
l l l
I E
I E
.
Таким образом, интенсивность излучения
атмосферного происхождения значительно
превосходит интенсивность литосферного
происхождения. Все оценки приводят к одному
и тому же выводу: уровень излучения грозово-
го происхождения значительно больше уровня
излучения литосферного происхождения.
2. Выделение сигналов литосферного про-
исхождения. Доминирующие источники сиг-
налов атмосферного происхождения располо-
жены в экваториальной области, источники
сигналов ионосферного происхождения — в
приполярных областях. Для средних широт
расстояние до этих источников измеряется
десятками тысяч километров. В то же время
следует полагать, что источники литосферного
излучения расположены более равномерно, и
можно надеяться, что расстояние до ближай-
ших литосферных источников может оказать-
ся значительно меньшим, чем до атмосферно-
ионосферных источников.
Рассмотрим простой пример.
Предположим, что амплитуда поля электро-
магнитной волны обратно пропорциональ-
на квадрату расстояния от источника. В этом
случае для того, чтобы уравнять принимаемые
сигналы двух источников, различающихся в
10 000 раз по амплитуде, более слабый источ-
ник необходимо разместить на расстоянии в
100 раз ближе к приемнику. Для более близких
источников это соотношение может быть на-
много выше.
Главное условие приема сигналов лито-
сферного происхождения — использование
метода, выделяющего слабые сигналы близко
расположенных литосферных источников с
неизвестными спектрально-временными ха-
рактеристиками из мощного фона естествен-
ного излучения.
Основным параметром, определяющим эф-
В. Н. УВАРОВ
138 Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012
фективную дальность распространения излу-
чения в поглощающей среде, является толщина
скин-слоя — расстояние, на котором амплиту-
да волны уменьшается в раз [Электроразвед-
ка…, 1980].
Из зависимости, представленной на рис. 2,
видно, что дальность эффективного распро-
странения излучения уменьшается с повыше-
нием частоты и увеличением проводимости
среды распространения. Поэтому наибольшей
вероятностью быть обнаруженными обладают
близко расположенные источники, расстояние
до которых не превышает нескольких толщин
скин-слоя. Дополнительные возможности се-
лекции основаны на избирательных свойствах
антенны.
Как известно, пространственные статисти-
ческие свойства излучения (пространственная
функция когерентности, радиус когерентно-
сти) являются функциями расстояния от ис-
точника [Рытов, 1966]. Указанные свойства
могут быть использованы для выделения сиг-
налов литосферного происхождения близко
расположенных источников. Для этого наряду
с обычными дипольными антеннами следует
применить антенну с более локализованной
пространственной зависимостью чувстви-
тельности. Простейшая антена такого рода
— квадрупольная. На такой основе был разра-
ботан метод выделения сигналов источников,
расположенных в ближайшей окрестности
детектора. Более подробно метод и описание
эксперимента приведены в статье [Уваров и
др., 2010].
Для проведения измерений был использо-
ван район с высоким уровнем сейсмичности и
малым уровнем промышленных помех — гео-
физическая обсерватория ИКИР ДВО РАН на
р. Карымшина (Камчатка), расположенная в
20 км от ближайшего населенного пункта на
пересечении региональных разломов в преде-
лах Малко-Петропавловской зоны поперечной
дислокации северо-западной ориентировки у
подножья экструзивного купола сопки Горя-
Рис. 2. Зависимость величины скин-слоя от частототы и проводимости среды.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ В СНЧ-ОНЧ-ДИАПАЗОНЕ
Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012 139
чая. Здесь находится Паратунская раздвиговая
зона. Благоприятная геолого-структурная по-
зиция делает микросейсмические явления ча-
сто наблюдаемыми [Ворожейкина и др., 1995].
Исследования проводились в частотном диа-
пазоне 10< f<20 000 Гц. Для регистрации излу-
чения использовалась магнитная компонента.
Прием осуществлялся комплексом из четырех
антенн: одной квадрупольной и трех диполь-
ных. Квадрупольная антенна выполнена в виде
двух антенных рамок с эффективной площа-
дью 1200 м2 каждая, расположенных на поверх-
ности почвы на расстоянии 25 м друг от друга и
включенных встречно. Две дипольные антенны
были ориентированы по сторонам света и име-
ли эффективную площадь по 10 000 м2. Антен-
на для приема вертикальной составляющей
магнитной компоненты электромагнитного
поля с площадью 1200 м2 располагалась на по-
верхности грунта горизонтально.
3. Сигналы литосферного происхождения.
На рис. 3 приведены фрагменты волновых
форм зарегистрированных сигналов, из кото-
рых отчетливо видно, что сигналы квадруполь-
ной антенны (Q-канал) и антенны, регистри-
рующей вертикальную компоненту магнит-
ного поля (Z-канал), не совпадают по времени
регистрации с моментами всплесков сигнала
горизонтальных компонент магнитного поля
(WE- и NS-каналы).
Поскольку эти сигналы возникают в разные
моменты и обладают различными простран-
ственными свойствами, можно прийти к вы-
воду об их разном происхождении.
Источники сигнала в Q-канале расположе-
ны на небольшом расстоянии, поскольку зона
чувствительности квадрупольной антенны
очень компактна (рис. 4).
На рис. 5 показаны волновые формы сигна-
лов литосферного происхождения. Видно, что
возмущения в квадрупольном канале сопрово-
ждаются мощными всплесками в дипольных
каналах, имеют сложную структуру и напо-
минают отклик осциллятора на δ-возмущение.
Анализ исходных данных при отсутствии
априорной информации о сигналах литосфер-
ного происхождения (длительность, спектраль-
ные характеристики) не позволяет выбрать
руководящие признаки для их поиска. Кро-
ме того, достаточно большой объем исходной
информации (сотни гигабайт) делает поиск
аномалий в пространстве измерений неэф-
Рис. 3. Волновые формы сигналов литосферного и атмосферного происхождения.
В. Н. УВАРОВ
140 Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012
фективным.
Поэтому для сжатия информации с одно-
временным переходом в пространство частот
был выбран синхронный анализ динамических
спектров всех четырех каналов. Этот метод
позволяет анализировать большие объемы
информации, обладает гибкостью в выборе
частотного и временного разрешения.
На рис. 6 показаны спектрохронограммы
фрагмента регистрации сигналов 16.07.2010 г.
на станции Карымшина. Частота дискретиза-
ции 48 кГц, длительность фрагмента — 22,8 с.
По горизонтальной оси отложено время в се-
кундах. По вертикали одна над другой рас-
положены горизонтальные полосы динамиче-
ских спектров различных каналов (название
соответствующего канала написано рядом).
Идентификации сигналов приведены в выно-
сках и соединены линиями с их проявлениями
в динамических спектрах. Для повышения
выразительности динамические спектры нор-
мализованы на средний спектр фрагмента.
При этом устранялось мешающее влияние
сигналов с неизменным во времени спектром.
К таким сигналам относятся постоянные про-
мышленные высокочастотные импульсные
помехи, возникающие вследствие нелинейных
эффектов в системах генерации, потребления
и передачи промышленной электроэнергии
(ЛЭП).
На рис. 6 проявилось влияние нестацио-
нарных высокочастотных промышленных
помех. Одна из возможных причин возник-
новения этих процессов — нелинейное вза-
имодействие глобальных ионосферных то-
ковых систем с сетями ЛЭП [Плазменная…,
2008]. Приведенный фрагмент демонстрирует
спектрально-временные свойства значитель-
ного, но далеко не всего многообразия сиг-
налов различной природы: литосферного из-
лучения, обычных атмосфериков, свистящих
атмосфериков (вистлеров — магнитосферно-
канализированных атмосфериков), шипений
и хоров, глобальной навигационной системы
«Альфа», нестационарной высокочастотной
составляющей импульсных помех промышлен-
ной частоты. На двух нижних динамических
спектрах (каналы WE и NS) мощные атмосфе-
рики проявились в виде узких вертикальных
полос. Спектрохронограмма вистлеров харак-
теризуется саблевидной структурой. Посылки
системы «Альфа» имеют вид горизонтальных
пунктирных линий на частотах 11,905, 12,649 и
14,881 кГц. Следует отметить, что временной
масштаб был выбран намеренно для демон-
страции красивого явления — вистлеров.
Из рис. 6 видно следующее:
а) мощность излучения литосферного про-
исхождения даже для сейсмоактивного ре-
гиона, каким является Камчатка, в условиях
сейсмического спокойствия составляет незна-
чительную часть общей мощности естествен-
ного электромагнитного поля;
б) подавляющее количество сигналов есте-
ственного происхождения, в том числе лито-
сферного, представляет собой сверхширокопо-
лосные сигналы, требующие специфического
подхода при анализе [Лазаренко, Черногор,
2009].
На рис. 7 показана коллекция всплесков,
содержащих проявления как в квадруполь-
ном, так и в дипольных каналах в частотном
Рис. 4. Зависимость величины сигнала квадрупольной
антенны от расстояния до источника.
Рис. 5. Волновые формы сигналов литосферного
излучения.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ В СНЧ-ОНЧ-ДИАПАЗОНЕ
Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012 141
диапазоне до 2000 Гц. Длительность всплесков
5—10 с. Порою можно наблюдать значитель-
ное различие в ширине всплесков на разных
частотах (фрагменты 7, 9, 10, 12—15, 17, 21,
22) и более сложную частотно-временную за-
висимость (фрагменты 3,17, 21). Можно пред-
положить, что источник излучения частично
расположен в зоне чувствительности квадру-
польной антенны. При этом часть излучения
распространяется через атмосферу, т. е. источ-
ник граничит с поверхностью грунта и имеет
достаточную протяженность.
Следует отметить, что здесь представлены
огибающие. При более высоком спектрально-
временном разрешении всплесков обнару-
живается разнообразная и сложная тонкая
структура (см. рис. 5).
4. Литосферное проявление в естественном
электромагнитном излучении. Распростране-
ние излучения над поверхностью Земли про-
исходит в атмосфере. Атмосфера обладает
малыми электрическими потерями и ограни-
чена хорошо проводящими средами: снизу
— поверхностью Земли, сверху — ионосфе-
рой. С позиции радиотехники, эта структура
представляет собой волновод [Альперт, 1972],
нижняя граничная частота которого fl=c h
определяется высотой ионосферы h. При рас-
пространении поля над средой с проводящи-
ми геологическими объектами часть энергии
первичного поля расходуется на возбуждение
в них токов. Возникшие индукционные токи
приводят к излучению вторичного поля. Ре-
зультирующее поле является суммой первич-
ного и вторичного полей. В силу смещения по
фазе продольной компоненты вторичного поля
результирующее поле становится эллиптиче-
ски поляризованным. Электромагнитное поле,
существующее в таком волноводе, в каждой
точке пространства характеризуется:
Рис. 6. Четырехканальная спектрохронограмма и сформированная из нее «активность».
В. Н. УВАРОВ
142 Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012
1) плотностью электромагнитного излуче-
ния
2 2
2
W +
=
E H ;
2) вектором плотности потока энергии (век-
тором Пойнтинга) [ ]S E H ;
3) соотношением между электрической и
магнитной компонентами, которое для моно-
хроматического поля является волновым им-
педансом среды; в случае плоского волновода
грунт—атмосфера—ионосфера он равен от-
ношению модулей взаимно перпендикулярных
горизонтальных компонент электрического
и магнитного полей [Электроразведка, 1980;
http://davyde.nm.ru/electro.htm]:
Z =
E
H
;
Для первичной плоской волны, распростра-
няющейся над поверхностью с проводящими
включениями, важными характеристиками
являются параметры нормированного эллип-
соида поляризации результирующего поля —
три главные оси (большая, средняя и малая) и
их углы ориентации.
Все перечисленные выше параметры ре-
зультирующего поля могут быть использованы
для диагностики среды распространения.
4.1. Метод РадиоКИП (радиокомпарации
и пеленгации) [Электроразведка, 1980; http://
davyde.nm.ru/electro.htm] основан на регистра-
ции электрической и магнитной компонент
поля и последующем анализе импеданса —
параметра, не зависящего от типа источника.
Для случая плоских волн, распространяю-
щихся в волноводе грунт—атмосфера—ионо-
сфера, импеданс характеризует поверхност-
ный слой литосферы (cite{HB89}):
2
Z
f
= =
E
H
.
Отсюда, измерив импеданс Z, можно полу-
чить эффективную проводимость слоя грунта
22 f Z
на частоте f.
Как первичное в данном методе использу-
ется поле мощных радиостанций длинновол-
нового диапазона. Однако этот подход может
быть модифицирован для использования ат-
мосфериков в качестве зондирующего сигнала
электромагнитного излучения.
4.2. Метод AFMAG (Acoustical Frequency
MAGnethism) [Электроразведка, 1980; Векслер,
Спасенных, 1975; Ward, 1959; Ward et al., 1966]
и ряд его клонов: ПЕМП и ПЕЭП [Электро-
разведка, 1980, 1989], ZTEM [Ward, 1959], A-EM
[LeSchack et al., 2011], NFIP [Gasperikova, Cue-
vas, 2005], AirMT [http://www.geotech.ca, http:/
www.geotechairborne.com], основаны на ана-
лизе параметров нормированного эллипсоида
поляризации.
Локальные объекты в коренных породах
(пласты повышенной и пониженной прово-
Рис. 7. Коллекция всплесков литосферного происхождения.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ В СНЧ-ОНЧ-ДИАПАЗОНЕ
Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012 143
димости) вызывают изменение параметров
нормированного эллипсоида поляризации ре-
зультирующего поля. Эти изменения зависят
от глубины залегания и геометрических пара-
метров проводящих объектов.
Над объектами с пониженным удельным
сопротивлением наблюдаются максимум го-
ризонтальной магнитной компоненты поля,
перпендикулярной к распространению Hϕ, и
минимум продольной компоненты электриче-
ского поля Er; над высокоомными объектами —
минимумHϕ и максимум Er [Электроразведка,
1980, 1989].
4.3. Существует группа методов, основан-
ных на работах А. А. Воробьева, предположив-
шего наличие в земной коре высоких электро-
статических полей, которые в результате раз-
рядов, аналогичных молниям, создают мощные
электромагнитные импульсы [Воробьев, 1972,
1975]. В дальнейшем это направление привело
к появлению различающихся названиями, но
практически идентичных методов (ИЕЭМПЗ,
геополяритонного зондирования, спонтанной
электромагнитной эмиссии, геополяритонной
спектроскопии) , базирующихся на регистра-
ции и анализе усредненной бинаризованной
магнитной компоненты результирующего поля
[Саломатин и др., 1993; Хархалис, 1994; Чебан,
2001; Богданов и др., 2003; Богданов, Павлович,
2008; Шуман, Богданов, 2008; Богданов, 2011].
Настораживающий фактор при использо-
вании этих методов — высокая изменчивость
первичного электромагнитного поля грозовой
и ионосферно-магнитосферной природы, ко-
торая неизбежно должна проявиться в виде
серьезных ошибок при интерпретации резуль-
татов. Кроме того, отсутствуют данные, оцени-
вающие эффективность указанных методов и
воспроизводимость результатов измерений.
Таким образом, появилась мотивация для про-
верки эффективности указанной группы ме-
тодов.
Имеющиеся в нашем распоряжении вы-
сококачественные данные регистрации ре-
зультирующего поля с высоким спектрально-
временным разрешением, полученные на
высокочувствительной регистрирующей ап-
паратуре, были использованы для моделиро-
вания различных способов дорегистрационной
обработки сигнала.
Процедура предварительной обработки сиг-
нала [Саломатин и др., 1993; Хархалис, 1994;
Чебан, 2001; Богданов, 2011], выполняемая при
преобразовании поля в «активность», состоит
из последовательного ряда операций.
1. На антенну наводится ЭДС, которая соз-
дает в приемном контуре магнитной антенны
ток
( )I S rE n ,
где (E·n) — скалярное произведение; E — век-
тор напряженности поля в месте расположе-
ния антенны; n — вектор нормали к плоскости
рамочной антенны; r —сопротивление входной
цепи антенны; S — множитель, зависящий от
параметров антенны.
2. Детектирование, которое описывается
операцией взятия модуля .
3. Преобразование сигнала в бинарную
форму H(x).
Здесь
0,
( )
1,
x p
H x
x p
<
= — пороговая функ-
ция (p — порог).
4. Формирование массива признаков пере-
хода сигналом порога, выполняемое в виде
модуля результатов цифрового дифференци-
рования пороговой функции H t .
5. Вычисление «активности» — числа мо-
ментов перехода порога в интервале экспо-
зиции
( )( )H S r
A
t
=
E n
.
В соответствии с этой процедурой была про-
ведена обработка данных, ранее полученных с
помощью высокочувствительной аппаратуры
с высоким временным разрешением (частота
дискретизации 48 кГц).
В верхней части рис. 7 показаны динами-
ческие спектры четырех каналов, а ниже —
соответствующие им графики «активности».
Шкала времени общая. Графики «активности»
отображают содержание спектрохронограмм.
Из сравнения видно, что хотя мощные сиг-
налы литосферного происхождения отобра-
жаются на графиках «активности», однако от-
личить эти сигналы от атмосфериков или вист-
леров невозможно. Отметим, что фрагмент
был выбран таким образом, чтобы представить
возможно большее разнообразие сигналов раз-
личного происхождения. Анализ всех массивов
полученных данных позволяет с определенной
степенью уверенности утверждать, что частота
появления атмосфериков в несколько десятков
раз превосходит частоту появления литосфер-
ных сигналов. Поэтому в результатах реги-
страции «активности» представлены главным
образов сигналы атмосферно-ионосферного
происхождения.
Подчеркнем еще раз, что приведенные
фрагменты данных зарегистрированы в сейс-
В. Н. УВАРОВ
144 Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012
моактивном регионе — у основания эруптив-
ного купола сопки Горячая, где постоянно на-
блюдается достаточно высокий уровень микро-
сейсмической активности и имеются выходы
термальных вод.
В сейсмически спокойных регионах рас-
считывать на такой уровень электромагнитных
сигналов литосферного происхождения не
приходится.
Использование авианосителей для реги-
страции «активности» должно приводить к
значительному ухудшению отношения сигнал/
шум вследствие увеличения среднего расстоя-
ния от датчиков регистрирующей аппаратуры
до литосферных источников.
Результаты и выводы. Согласно разносто-
ронним оценкам электромагнитного излуче-
ния литосферы, обусловленным ее неравно-
весностью, уровень излучения литосферного
происхождения на несколько порядков ниже
естетственного излучения грозовой природы.
В связи с этим для регистарции данного из-
лучения необходимо применять специальные
методы, основанные на пространственной
фильтрации сигналов литосферного проис-
хождения.
Исследования указанных сигналов, про-
веденные с использованием высокочувстви-
тельной аппаратуры с высокой частотой дис-
кретизации и пространственной фильтрацией
в сейсмоактивном регионе с малым уровнем
промышленных помех, свидетельствуют о
большом разнообразии сигналов атмосферно-
ионосферного и литосферного происхождения.
Для оценки эффективности различных
усредняющих методов регистрации был вос-
создан алгоритм формирования «активности»
дорегистрационной обработки метода «геопо-
ляритонного зондирования» и ИЕЭМПЗ.
Этот алгоритм был применен при модели-
ровании «активности».
В качестве исходного материала использо-
ваны данные регистрации естественного поля
высокочувствительной аппаратурой с высокой
частотой дискретизации в условиях высокой
микросейсмической активности и простран-
ственной фильтрацией.
Были выбраны фрагменты исходных дан-
ных, содержащие большое разнообразие сиг-
налов различного происхождения.
В полученных значениях «активности» пол-
ностью утрачено различие между сигналами
разной природы.
Результат моделирования приводит в вы-
воду, что метод «геополяритонного зондиро-
вания» не позволяет выделять сигналы лито-
сферного происхождения.
В методах AFMAG [Ward, 1959; Ward et al.,
1966; Векслер, Спасенных, 1975; Электрораз-
ведка, 1980], ПЕМП, ПЕЭП [Электроразвед-
ка, 1980; 1989], ZTEM [www.expsyn.com/assets/
ESI_Afmag_Ztem.pdf; LeSchack, Jackson, 2006],
A-EM [LeSchack et al., 2011], NFIP [Gasperikova
et al., 2005] и методах «геополяритонного зон-
дирования» и ИЕЭМПЗ используется один и
тот же источник зондирующего излучения и
способ приема первичного сигнала (магнитная
антенна).
Однако существенно различаются методы
извлечения значимой информации.
Методы «геополяритонного зондирования»
и ИЕЭМПЗ основаны на анализе осредненной
бинаризации амплитуды сильно флуктуирую-
щего результирующего поля. В свою очередь,
это поле является суммой первичного поля,
сформированного случайными полями грозо-
вой и солнечно-корпускулярной природы и не-
стационарными полями нелинейного взаимо-
действия глобальных электрических токов ио-
носферы с сетями ЛЭП [Плазменная…, 2008],
и вторичного поля, порожденного индукцион-
ными токами, наведенными первичным полем
в проводящей подстилающей поверхности.
На результатах регистрации данными мето-
дами проявляется как влияние проводимости
подстилающей поверхности, так и состояние
естественного электромагнитного поля, зави-
сящего от времени суток, сезона года, солнеч-
ной активности и т. д.
Таким образом, методы, основанные на ана-
лизе усредненной бинаризации амплитуды
поля [Саломатин и др. 1993; Хархалис, 1994;
Чебан, 2001; Богданов и др., 2003; Богданов,
Павлович, 2008; Богданов, 2011], малопригодны
для анализа структуры литосферы.
Метод AFMAG и его модификации осно-
ваны на анализе относительной структуры
электромагнитного поля (отношение осей эл-
липсоида поляризации, углов наклона этих осей
к горизонту), слабо зависящей от случайной
природы естественного поля и определяющей-
ся в основном свойствами подстилающей по-
верхности.
Методы, базирующиеся на измерении от-
носительных параметров естественного поля
(РадиоКИП, AFMAG), с гораздо большим прав-
доподобием позволяют восстановить струк-
туру проводимости литосферы, чем методы,
основанные на измерении абсолютных пара-
метров поля (особенно в режиме осреднен-
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ЛИТОСФЕРЫ В СНЧ-ОНЧ-ДИАПАЗОНЕ
Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012 145
ной бинаризации), поскольку относительные
параметры слабо зависят от быстро и сильно
меняющейся мгновенной мощности естествен-
ного поля.
Альперт Я. Л. Распространение электромагнитных
волн и ионосфера. — Москва: Наука, 1972. —
564 с.
Богданов Ю. А. Экспериментальные исследования
собственных колебаний Земли в Антарктиде
и Украине в электромагнитных излучениях //
Геофиз. журн. — 2011. — 33, № 1. — С. 80—90.
Богданов Ю. А., Воронин В. И., Уваров В. Н., Черня-
ков А. М. Электромагнитное проявление струк-
туры недр // Геофиз. журн. — 2003. — 25, № 4.
— С. 117—125.
Богданов Ю. А., Павлович В. Н. Неравновесное из-
лучение земной коры — индикатор геодинами-
ческих процессов // Геофиз. журн. — 2008. — 30,
№ 4. — С. 12—24.
Богданов Ю. А., Павлович В. Н., Шуман В. Н. Спон-
танная электромагнитная эмиссия: состояние
проблемы и математические модели // Геофиз.
журн. — 2009. — 31, № 4. — С. 20—33.
Векслер И. И., Спасенных Ю. С. Интерпретация
аномалий угла наклона вектора естественно-
го магнитного поля при картировании рудных
районов // Тр. ЦНИИГРИ. — 1975. — Вып. 119.
— С. 95—102.
Воробьев А. А. Механоэлектрические явления пре-
образования энергии при пластической дефор-
мации твердых тел. — Томск: Изд-во Томск. ун-
та, 1972. — 93 с.
Воробьев А. А. Физические условия залегания и
свойства глубинного вещества. Высокие элек-
трические поля в земных недрах. — Томск: Изд-
во Томск. ун-та, 1975. — 297 с.
Ворожейкина Л. А., Скоробогацко Л. С., Соколов В. А.
и др. Опытно-методическая работа по приме-
нению геологоструктурных, гидрологических,
геофизических и дистанционных критериев
поиска термальных вод на закрытых площадях:
Отчет Авачинской партии «Камчатгеологии». О
результатах работ проведенных на Петропав-
ловской площади (п. Термальный). — ФГУ ТФИ,
1995. — 980 с.
Гохберг Б. М., Моргунов В. А., Похотелов О. А. Сейс-
моэлектромагнитные явления. — Москва: Наука,
1988. — 174 с.
Кондратьев К. Я. Радиационные факторы современ-
ных измерений глобального климата. — Ленин-
град: Гидрометеоиздат, 1980. — 280с.
Список литературы
Куклин В. М. О процессах излучения в неравновес-
ных средах // Вiсн. Харкiв. ун-ту. Ядра, частинки,
поля. — 2010. — 4, № 48. — С. 933.
Лазоренко О. В., Черногор Л. Ф. Сверхширокопо-
лосные сигналы и процессы. — Харьков: ХНУ,
2009. — 576 с.
Меньшиков Л. И. Сверхизлучение и некоторые род-
ственные явления // Успехи физ. наук. — 1999.
— 169, вып. 2. — С. 113—154.
Плазменная гелиогеофизика. — В 2 т. / Под ред.
Л. М. Зеленого, И. С. Веселовского. — Москва:
Физматлит, 2008. — 672 с.
Рытов С. М. Введение в статистическую радиофи-
зику. — Москва: Наука, 1966. — 404 с.
Саломатин В. Н., Защинский Л. А., Мастов Ш. Р.
Применение метода ИЕМПЗ при комплексном
изучении массивов горных пород в Крыму // Гео-
физические основы контроля напряжений в гор-
ных породах. — Новосибирск, 1993. — С. 27—31.
Уваров В. Н., Дружин Г. И., Санников Д. В. Электро-
магнитное излучение литосферного происхо-
ждения: метод обнаружения и первые результа-
ты // Приборы и техника эксперимента. — 2010.
— № 6. — С. 131—137.
Физические свойства горных пород. Петрофизика.
Справочник геофизика / Под ред. Н. Б. Дортман.
— Москва: Недра, 1984. — 455 с.
Хархалис Н. Р. Особенности проявления естествен-
ного импульсного излучения на оползневом
склоне // Геофиз. журн. — 1994. — 16, № 4. —
С. 58—61.
Чебан И. Д. Метод естественного импульсного элек-
тромагнитного поля Земли. Некоторые аспекты
применения // Геофиз. журн. — 2001. — 23, № 4.
— С. 112—212.
Шуман В. Н., Богданов Ю. А. Импульсное электро-
магнитное излучение литосферы: спорные во-
просы теории и полевой эксперимент // Геофиз.
журн. — 2008. — 30, № 2. — С. 32—41.
Электромагнитные предвестники землетрясений /
Отв. ред. М. А. Садовский. — Москва, 1982.
Электроразведка. Справочник геофизика / Под ред.
А. Г. Тархова. — Москва: Недра, 1980. — 518 с.
Электроразведка. Справочник геофизика: В 2 т. /
Под ред. В. К. Хмелевского, В. М. Бондаренко. —
В. Н. УВАРОВ
146 Геофизический журнал № 6, Т. 34, 2012
2-е изд. — Москва: Недра, 1989. — Т. 1. — 440 с.;
— Т. 2. — 438 с.
Atmospheric and Ionospheric electromagnetic pheno-
mena associated with Earthquakes / Ed. М. Hay-
akawa. — Tokyo: Terra Sci. Publ. Company, 1999.
— 1000 p.
Barr R. D., Llawlyn J., Rodger C. J. ELF and VLF radio
waves // J. Atmos. Sol. Terr. Phys. — 2000. — 62. —
Р. 1689—1718.
Cohen M. B., Said R. K., Inan U. S. Migitation of
50—60 Hz power line interference in geophysi-
cal data // Radio Sci. — 2010. — 45. — RS6002. —
doi:10.1029/2010RS004420.
Electromagnetic phenomena related to earthquake pre-
diction / Eds M. Hayakawa, Y. Fujinawa. — Tokyo:
Terra Sci. Publ. Company, 1994. — 622 p.
Gasperikova E., Cuevas N. H., Morrison H. F. Natural
field induced polarization for mapping of deep min-
eral deposits: A field example from Arizona // Geo-
physics. — 2005. — 70, B61. — doi:10.1190/1.2122410.
http://davyde.nm.ru/electro.htm
http://ru.wikipedia.org/wiki/Геотермия
http://www.expsyn.com/assets/ESI_Afmag_Ztem.pdf
http://www.geotech.ca
http:/www.geotechairborne.com
http://www.mining-enc.ru/g/geotermiya/
LeSchack L. A., Jackson J. R., Dirstein J. K., Ghazar
W. B., Ionkina N. Update 2010: Airborne Transient
Pulse Surveys for Hydrocarbon Exploration—Major
Recent Improvements // Abstract AAPG Interna-
tional Conference and Exihibition, Calgery, Alberta,
September 12—15, 2010. — 2011. — http://www.
pinemontgroup.com
LeSchack L. A., Jackson J. R. Airborne Measurement of
Transient Pulses Locates Hydrocarbon Reservours
// Abstract AAPG Annual Convention, April 9—12,
2006; Houston, Techas. — 2010.
Trenberth E. K., Fasullo J. T., Kiehl J. Earth’s global
energy budget / Bul. Amer. Meteorol. Soc. — 2009.
— 90. — Р. 311—323.
Varley C. F. Subterranean electrical disturbances //
Nature. — 1871. — 3, № 77. — P. 492—496.
Ward S. H. AFMAG-airborne and ground // Geophy-
sics. — 1959. — № 4. — Р. 761—787.
Ward S. H., O'Donnell J., Rivera R., Ware G. H., Fra-
ser D. C. AFMAG: applications and limitations //
Geophysics. — 1966. — 31, № 3. — Р. 576—605. —
doi: 10.1190/1.1439795.
|