Магнитная аномалия
Контрольная работа - Геодезия и Геология
Другие контрольные работы по предмету Геодезия и Геология
?го тока SS, текущего под землей, на горизонтальную плоскость есть ii (фиг.2). Вокруг электрического тока развивается магнитное поле, силовые линии которого представляют замкнутые окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных току.
По линии ii будут действовать аномальные составляющие поля PA , лежащие в горизонтальной плоскости. Эти составляющие будут соответствовать полной величине аномального поля в точке P (Фиг. 2,3). В точках Q, R полная величина поля A0 уменьшится вследствие изменения расстояния OP на расстояние OQ в отношении , кроме того, от этой величины поля A0 мы будем наблюдать только горизонтальную проекцию, равную A1 = A0 cos?, таким образом, аномальная составляющая силы будет быстро падать с расстоянием. Пусть нормальное поле изолинии (фиг.3) 0, а, 2а, 3а представляют изолинии с нулевым склонением, со склонением а, 2а, 3а и т.д., причем эти изолинии существовали бы при отсутствии тока SS (Фиг. 2); при существовании тока в точке P на магнитную массу, равную единице будут действовать две составляющие поля: нормальная H, направленная по меридиану 00, и аномальная А, перпендикулярная к ii. Пусть обе эти составляющие сложатся в одну равнодействующую F, делающую угол с меридианом, причем поворот от меридиана должен быть сделан к востоку; в этом случае принято считать положительным, и мы, следовательно, в точке P будем иметь точку изолиний, которая при отсутствии тока лежала бы на лини аа. Точка p, лежащая на той же изолинии, севернее линии ii, должна лежать ближе к аа, так нормальная горизонтальная составляющая при удалении от ii (см. фиг. 2,3)уменьшается и мы должны выбрать такую точку, которая без аномалии уже давала бы отклонения в положительную сторону от географического меридиана и в которой сила поля, слагалась с аномальной составляющей, образовала бы с географическим меридианом угол . Ясно, что эта точка будет лежать между изолиниями 00 и аа; то же относится и к более южной точке r; изолиния аа будет представляться той линией, к которой будут приближаться точки из линии при существовании аномалии и которой они будут касаться бесконечно далеко от ii. Таким образом, при существовании тока мы прежде всего, получим изгиб изолиний для склонения apPra.
Далее, так как вертикальная составляющая в области аномалии в P равно нулю и она в точках Q и R направлена в разные стороны (см. фиг.2) (А2 и - А1), то в точках, лежащих над током, мы будем иметь нормальную Z, которая будет расти от P к Qи уменьшаться от P к R от аномалии. Горизонтальная составляющая в точке Pбольше, чем в точках Q и R, и ясно, что максимум горизонтальной составляющей будет лежать над местом аномалии.
Рис.
Другую картину представляет аномалия, зависящая от намагниченных горных пород, расположенных над землей в виде хребта, зависящая от намагниченных горных пород, расположенных под землей в виде хребта. мы можем свести в этом случае аномалию к существованию двух родов магнитных масс, расположенных по верхнему и нижнему краю подземного хребта. Мы сделаем для простоты допущение, что нас бесконечный хребет представляет бесконечную в сечении полосу, имеет весьма большую ширину, так что можно считать, что на поверхности земли оказывает влияние только один ряд полюсов земли, которые мы и представим в виде магнитных линии с рядом магнитных масс mm (фиг. 4). Пусть эта линия, лежащая под поверхностью земли, проектируется на горизонтальной плоскости земли в виде линии аа, пусть массы mm имеют южный магнетизм. В этих случаях в точках R, P, Q на магнитную массу, действует не только нормальная вертикальная составляющая, но и аномальная сила Za = A, которая, как легко понять из чертежа, будет убывать с удалением от точки aa, так что в точках Q и R аномальная Z будет меньше, чем в точке P. Проводя на горизонтальной плоскости земли линии RPQ, мы будем, идя от R к P, далее к Q, наблюдать сначала возрастание Z до точки P и далее падение от P к Q. Аномальная горизонтальная составляющая Ha=A1 будет иметь над линией полюсов или в точке P значение, равное нулю, и будет в точках P и Q направлена в разные стороны (см. фиг. 4), причем векторы магнитной силы А1, А1 будут перпендикулярны к линии аа. Соответственно этому должно закономерно изменяться склонение. В двух точках R и Q (фиг. 4, 5) лежащих симметрично по отношению к хребту, слагающая аномалия равна А1 и направлена в прямо противоположные стороны. Поэтому, если склонение в области аномалии равно нулю, и, следовательно, H, зависящее от земного поля направлено по географическому меридиану, то на север от хребта, в точке Q, где равнодействующая направлена на QF мы будем наблюдать западное склонение, на юге в точке R, - восточное, как это ясно из рисунка; при этом изогоны параллельны линии аа. Таким образом, мы видим, что изучение изолиний в области аномалий сразу может указать, вызвана ли аномалия залежами или земными токами.
Как пример последнего типа, можно привести знаменитую японскую аномалию, где измерение склонения как раз соответствует тому, что можно было бы получить, когда вдоль разрыва горных пород по Fossa Manga протекал бы электрический ток (фиг.6).
Рис.
Общая характеристика закономерностей магнитных явлений в области Курской магнитной аномалии
Величины склонения горизонтальной и вертикальной составляющей являются функциями величин поля нормального и поля аномалии. Представим магнитный вектор ОМ (рис. 7), представляющий величину любого поля, разложенным на его вертикальную и горизонтальную составляющие OZ и OH. Кроме того, представим себе, что H, нап