Разделение электромагнитного поля по положению источников в магнитотеллурическом методе

П.Н. Александров¹, А.К. Рыбин², О.Б. Забинякова²

¹Центр геоэлектромагнитных исследований Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Троицк, 108840, Россия

²Научная станция РАН в г. Бишкеке, г. Бишкек, 720049, Кыргызстан

Полный текст PDF

Аннотация

Рассмотрены теоретические вопросы использования метода магнитотеллурического зондирования (МТЗ) для целей пассивного электромагнитного мониторинга современных геодинамических процессов.

Поставлена задача выделения из зарегистрированного на дневной поверхности электромагнитного поля составляющей, связанной с экзогенными источниками (ионосферными токами, грозовыми разрядами и т. п.), и поля, связанного с эндогенными источниками, которые могут генерироваться необратимыми геодинамическими процессами в напряженно-деформированной литосфере, например процессами трещинообразования.

Показано, что электромагнитное поле, связанное с эндогенными источниками электромагнитного поля, в случае горизонтально слоистой модели среды входит аддитивным образом в импедансные соотношения, связывающие тангенциальные компоненты электрического поля и тангенциальные компоненты магнитного поля на дневной поверхности.

На основе введения функции объема получено устойчивое в вычислительном плане решение прямой задачи МТЗ для слоистой, горизонтально-однородной произвольно анизотропной модели геоэлектрической среды с распределенными в ней источниками электромагнитного поля. При этом источники могут располагаться в произвольном месте слоистого полупространства со случайной амплитудой и временем появления. Это решение позволяет эффективно проводить прямое математическое моделирование электромагнитного поля, тем самым обеспечивая необходимую теоретико-вычислительную базу для постановки и решения обратной задачи пассивного электромагнитного мониторинга.

Ключевые слова: пассивный электромагнитный мониторинг, магнитотеллурическое зондирование, современные геодинамические процессы

Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 17-05-00844).

Литература

1. Соболев Г.А., Пономарев А.В. Физика землетрясений и предвестники. – М.: Наука, 2003. – 270 с.
2. Александров П.Н. К теории сейсмического и электромагнитного мониторинга современных геодинамических процессов // Вестн. КРАУНЦ. Науки о Земле. – 2009. – № 2. – С. 49–58.
3. Александров П.Н. Разделение зарегистрированного на дневной поверхности электромагнитного поля по положению источников // Глобальная электрическая цепь: Материалы Второй Всерос. конф. – Ярославль: Филигрань, 2015. – С. 6–7.
4. Александров П.Н. Теоретические и методические основы электромагнитного мониторинга современных геодинамических процессов: Дис. … канд. геол.-мин. наук. – Саратов, 1994. – 124 с.
5. Ахтямов А.М. Теория идентификации краевых условий и ее приложения. – М.: Физматлит, 2009. – 272 с.
6. Александров П.Н. Эффективные электромагнитные параметры капиллярной системы электропроводности горной породы // Физика Земли. – 2000. – № 2. – С. 87–94.
7. Соболев Г.А. Перспективы оперативного прогноза землетрясений по электротеллурическим наблюдениям // Предвестники землетрясений. – 1973. – № 5498. – С. 172–185.
8. Александров П.Н. Прямая задача геоэлектрики в одномерных бианизотропных средах // Физика земли. – 2001. – № 4. – C. 51–61.
9. Кеч В., Теодореску П. Введение в теорию обобщенных функций с приложениями в технике. – М.: Мир,1978. – 518 с.
10. Гантмахер Ф. Р. Теория матриц. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 560 с.
11. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Магнитотеллурическое зондирование горизонтально-однородных сред. – М.: Недра, 1992. – 250 с.
12. Марков Г.Т., Петров Б.М., Грудинская Г.П. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Сов. радио, 1979. – 376 с.

Поступила в редакцию

20.04.17

Александров Павел Николаевич, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник

Центр геоэлектромагнитных исследований Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

а/я 30, г. Троицк, 108840, Россия

E-mail: alexandr@igemi.troitsk.ru

Рыбин Анатолий Кузьмич, доктор физико-математических наук, директор, заведующий лабораторией глубинных магнитотеллурических исследований

Научная станция Российской академии наук в г. Бишкеке

Бишкек-49, г. Бишкек, 720049, Кыргызстан

E-mail: rybin@gdirc.ru

Забинякова Ольга Борисовна, ученый секретарь

Научная станция Российской академии наук в г. Бишкеке

Бишкек-49, г. Бишкек, 720049, Кыргызстан

E-mail: zabinyakova@gdirc.ru

Для цитирования: Александров П.Н., Рыбин А.К., Забинякова О.Б. Разделение электромагнитного поля по положению источников в магнитотеллурическом методе // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2018. – Т. 160, кн. 2. – С. 339–351.

For citation: Alexandrov P.N., Rybin A.K., Zabinyakova O.B. The separation of the electromagnetic field at the position of the sources in the magnetotelluric method. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2018, vol. 160, no. 2, pp. 339–351. (In Russian)

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.