Методы переменных электромагнитных полей.

1.магнитотеллурические методы

Под магнитотеллурическими полем понимается естественное электромагнитное поле всей Земли. Происхождение этого поля связывают с воздействием на ионосферу Земли потока заряженных частиц посылаемых Солнцем. Попадая в постоянное магнитное поле Земли это поток является источником вторичного электромагнитного поля, которое накладывается на первичное поле Земли. Связь магнитотеллурического поля Земли с солнечным излучением хорошо подтверждается прямой зависимостью между одиннадцатилетней периодичностью пятнообразования на солнце и такой же периодичностью изменений среднегодовых значений напряженности магнитотеллурического поля.

Зависимость магнитотеллурического поля от времени носит сложный характер. Изменения напряженностей магнитного и электрического поля Н и Е носят чаще всего периодический характер. Наиболее длиннопериодные вариации измеряются десятками минут короткопериодные вариации, измеряются десятками долями секунды. Для геофизиков наибольший интерес представляют среднепериодные вариации с периодами от нескольких секунд до нескольких десятков секунд.

Амплитуды среднепериодных вариаций различны в разных районах земного шара. В целом интенсивность магнитотеллурического поля возрастают с увеличением широты точки наблюдения.

Характерной особенностью магнитотеллурического поля является то, что векторы Еи Н этого поля меняются в данной точке не только по величине, но и по направлению.

А)магнитотеллурическое зондирование

Сущность этого метода является изучения S_t от частоты поля, где S_t некоторый эффективный параметр, характеризующий входное сопротивления неоднородной среды для плоской электромагнитной волне. За неоднородную среду и земная поверхность и последующие слои земной коры.

S_t часто называют входным импендаксом Z₍₀₎

Глубина проникновения электромагнитного поля зависит от его частоты и растет с уменьшением частоты, т.е чем ниже частота, тем глубже в среду проникает электромагнитное поле. Это явление называется скин- эффектом. Поэтому на высоких частотах изучаются при поверхностные слои, а на низких - глубинные горизонты.

Глубину проникновения электромагнитного поля определяют по формуле:

где h- глубина на которой напряженности электромагнитного поля Е и Н убывают в е раз.

Л- длина электромагнитной волны.

Процесс электромагнитного зондирования заключается в том в следуемой точке земной поверхности с помощью специальной аппаратуры, записывают годографы электрического (Е) и магнитного (Н) полей.

Годограф – кривая которую описывает своими концами векторы Е и Н. Запись ведется на фотобумагу. По полученным диаграммам определяют амплитуды и частоты вариаций и по ним S_t (входной параметр).

График зависимости входного параметра S_t/S₁ от Л_t/h1 является кривой магнитотеллурического зондирования.

Количественную интерпретацию кривых МТЗ выполняют путем сравнения наблюденных в поле кривых с теоретическими кривыми.

Преимуществом МТЗ- возможность изучения разрезов с высокоомными породами.

Эти породы препятствуют проникновению постоянных токов так как является экранами. Но для переменных электромагнитных волн эти экраны не являются препятствием. МТЗ выгодно отличается от обычного зондирования отсутствием питающих линий и генераторных установок.