Проведение магнитно-теллурического зондирования при помощи аппаратуры компании Phoenix Geophysics Ltd
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
°гнитотеллурических методах исследования, являются:
1.пульсации;
2.бухтообразные возмущения;
.солнечно-суточные вариации;
.мировые магнитные бури;
1.3 Пульсации
Представляют собой короткопериодные колебания геомагнитного поля с диапазоном частот от сотых долей герца до десятых долей герца. Короткопериодные вариации имеют относительно малую амплитуду: в средних широтах амплитуды КПК обычно не превышают нескольких единиц нанотесл и лишь в высоких широтах могут возрастать до десятков, а в отдельных случаях до сотен нанотесл.
По своей структуре КПК подразделяются на два класса:
1.Устойчивые пульсации;
2.Иррегулярные пульсации;
Пульсации Pc характеризуются устойчивыми квазисинусоидальными колебаниями магнитотеллурического поля с периодами от 0,2 до 1000 с. Пульсации Pi носят неравномерный характер и представлены изолированными цугами колебаний. Они имеют характерные периоды от 1 с до нескольких минут.
Происхождение геомагнитных пульсаций связано, со сложными процессами, происходящими в магнитосфере Земли. Согласно одной из точек зрения, пульсации являются результатом собственных колебаний силовых линий геомагнитного поля под порывами солнечного ветра.
1.4 Солнечно-суточные вариации
Это вариации геомагнитного поля с периодом, равным продолжительности солнечных суток. Они хорошо заметны на магнитограммах. В средних широтах суточный ход горизонтального магнитного поля составляет приблизительно 50 нТл. В зависимости от активности солнечно-суточные вариации разделяют:
1.на спокойные;
2.на возмущенные;
Солнечно-суточные вариации объясняются существованием в Северном и Южном полушариях токовых систем в ионосфере на высотах порядка 100 км. Sq-вариации имеют важное значение для глубинного электромагнитного зондирования Земли благодаря простоте выделения и возможности набора достаточно представительных данных.
1.5 Мировые магнитные бури
Обусловлены особенно сильными процессами, происходящими на Солнце, при которых Солнце выбрасывает в космическое пространство мощные потоки заряженных частиц - корпускул. В результате взаимодействия интенсивных потоков солнечной плазмы с магнитосферой Земли происходит резкая деформация и сжатие последней, вследствие чего напряженность магнитного поля на поверхности Земли скачкообразно увеличивается. Этот скачок получил название внезапное начало. Кроме того, происходит интенсивное вторжение заряженных частиц непосредственно в магнитосферу Земли. При этом протоны и электроны в магнитосферной плазме вращаются вокруг магнитных силовых линий, образуя экваториальный кольцевой ток., диаметр которого составляет около 4 - 5 диаметров Земли.
Внезапное начало длится от 1 до 6 часов, а главная фаза мировой бури, связанная с существованием экваториального кольцевого тока, от 1 до 5 суток. Характерной особенностью магнитной бури является ее глобальный характер. Благодаря значительному удалению от Земли поле кольцевого тока у земной поверхности в первом приближении можно считать однородным. Таким образом, однородное магнитное поле, меняющееся во времени, является удовлетворительной моделью вариаций данного типа. Амплитуды вариаций, обусловленных мировыми бурями, могут достигать многих нанотесл.
Наиболее слабые вариации МТ-поля относятся к диапазону от 0,1 до 1 Гц. Вследствие этого в нем особенно сильно проявляются помехи.
Интенсивность и частотный состав вариаций МТ-поля сильно зависят от географической широты точки наблюдений, от времени года и от времени суток. Для разных видов вариаций эта зависимость различна, однако в целом наибольшая интенсивность изменений МТ-поля наблюдается в высоких широтах и в летнее время.
В простейшей ситуации, когда разрез земли однороден и характеризуется постоянной удельной электропроводностью ?1, выражение для импеданса приобретает вид:
Z = ??0/k1
так как в этом случае приведенный импеданс R1 = 1.
Формула позволяет определить удельное электрическое сопротивление ?1 = 1/?1 однородного разреза. Подставляя в выражение для волнового числа
,
получаем:
.
Таким образом, по измерениям импеданса Тихонова - Каньяра на поверхности однородной земли можно определить удельное электрическое сопротивление среды. На практике же для описания разреза используют не однородную, а, по крайней мере, горизонтально-слоистую модель среды. В этом случае также можно формально пользоваться соотношением, однако при этом получается не истинное сопротивление какого-либо слоя разреза, а некоторую фиктивную, кажущуюся величину, называемую кажущимся удельным электрическим сопротивлением и обозначаемую, так же как и в электроразведке на постоянном токе, символом ?к:
Глубина проникновения плоской электромагнитной волны в землю определяется частотой ?. На высоких частотах в силу скин-эффекта поле проникает в землю неглубоко. Следовательно, поле как бы не чувствует влияния второго и последующего слоев, для него среда становиться практически однородной с удельным электрическим сопротивлением, равным сопротивлению первого слоя. Это означает, что при ? > ? ?k > ?1. с понижением частоты плоская волна проникает во второй и более глубинные слои разреза, поэтому на величину ?k начинают влиять сопротивления ?1, ?2 и т.д. Таким образом, кажущееся сопротивление в магнитотеллури