Modeling electromagnetic emission processes in the geological environment
A model which is based on thermodynamic representations and allows one to describe processes occurring in the crust and leading to electromagnetic emission is proposed. The equations involved in the model show that a change in the electric field strength vector of the system is related to the change in the fields of deformation, polarization, and magnetization. Under the action of the deformation field, these components are changed, which reflects the reaction of the environment to the action of this field, and these changes, in turn, lead to a change in the deformation field. The relations connecting the change in the field of deformation with changes in the electric and magnetic fields have been obtained. For increments of the electric and magnetic fields, these relations contain parameters determined from the experiment and have a clear physical meaning. This is concerned, for example, to coefficients of piezo-magnetic and piezo-electric effects. The spatial electric and magnetic field distribution calculated by this model qualitatively agrees with experimental data. The relation between the deformation field and electromagnetic field makes it possible to construct spatial distributions of the electric and magnetic fields by a known deformation. In the presence of a priori information on the location of the deformation source, finding the solution of the inverse problem is also possible.
Keywords
физическая модель,
электромагнитное излучение,
естественное импульсное электромагнитное поле Земли,
physical model,
electromagnetic radiation,
natural pulse electromagnetic field of the EarthAuthors
| Dolgii Maxim Evgen'evich | Tomsk State University | maxim_ev_dolgy@mail.ru; atikin.89@tpu.ru |
Всего: 1
References
Иоффе А.Ф. Пьер Кюри // УФН. 1956. Т. 58. № 4. С. 571-579. URL: http://ufn.ru/ru/ articles/1956/4/a/. DOI: 10.3367/UFNr.0058.195604a.0571.
Stepanow A.W. Uber den Mechanismus der plastischen Deformation // Zeitschrift fur Physik. 1933. Bd. 81. H. 7-8. S. 560-564.
Bahat D., Rabinovitch A., Frid V. Electromagnetic Radiation Induced in Fractured Materials // Tensile Fracturing in Rocks: Tectonofractographic and Electromagnetic Radiation Methods. 2005. P. 379-458.
Воробьев А.А. О возможности электрических разрядов в недрах Земли // Геология и геофизика. 1970. № 12. С. 3-13.
Воробьев А.А. Тектоэлектрические явления и возникновение естественного импульсного электромагнитного поля Земли - ЕИЭМПЗ. Томск, 1979. 585 с. Рукопись представлена Томским политехническим университетом: часть 1 - № 4296-79 - 202 с.; часть 2 -№ 4297-79 - 149 с.; часть 3 - № 380-80 - 243 с.
Шуман В.Н. Переходные электромагнитные процессы в расширенном временном интервале: физико-математические модели и особенности // Геофиз. журн. 2001. Т. 23. № 1. С. 3-21.
Шуман В.Н. Глубинность электромагнитных зондирующих систем в реальных средах // Геофиз. журн. 1999. Т. 21. № 6. С. 16-27.
Сурков В.В. Электромагнитные эффекты при землетрясениях и взрывах. М.: МИФИ, 2000. 448 с.
Ogawa T., Oike K., Miura T. Electromagnetic radiations from rocks // Journal of Geophysical Research: Atmospheres (1984 - 2012). 1985. V. 90. No. D4. P. 6245-6249.
Защинский А.А. Саломатин В.Н., Мастов Ш.Р. Методические рекомендации по применению методов регистрации естественного импульсного электромагнитного поля Земли при изучении оползневого процесса. Симферополь, 1983. 75 с.
Соболев Г.А., Демин В.М. Механоэлектрические явления в Земле. М.: Наука, 1980. 215 с.
Соболев Г.А., Гохберг М.Б. и др. Электромагнитные предвестники землетрясений. М.: Наука, 1982.
Базаров И.П. Термодинамика. М.: Высшая школа, 1991. Т. 376.
Назаренко Н.Н. Моделирование диффузионно-контролируемых процессов при нанесении кальций-фосфатных покрытий и при их взаимодействии с биологической жидкостью: дис.. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07 / Назаренко Нелли Николаевна; [Место защиты: Ин-т физики прочности и материаловедения СО РАН]. Томск, 2009. 183 с.
Сычев В.В. Сложные термодинамические системы. 5-е изд., доп. М.: Издательский дом МЭИ, 2009. 295 с.
Най Д. Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц: пер. с англ. Л.А. Шувалова. 2-е изд. М.: Мир, 1967. 385 с.
Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики: учеб. пособие для студентов физических специальностей высших учебных заведений. 2-е изд. перераб. М.: Наука, 1979. 640 с.
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Краткий курс теоретической физики. Книга 1. Механика. Электродинамика. М.: Наука, 1969.
Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1984.
Вадюнина А.Ф., Бабанин В.Ф. Магнитная восприимчивость некоторых почв СССР // Почвоведение. 1972. № 10. С. 56-66.
Винокуров В.М. К магнитным свойствам минералов // Зап. Всес. мин. об-ва. 1961. №. 5.
Гончаров С.А., Ананьев П.П., Ермаков С.В. Разупрочнение горных пород в импульсных магнитных полях сложной пространственно-временной структуры // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2008. №. 6. С. 117-123.
Немирович-Данченко М.М. Модель гипоупругой хрупкой среды: применение к расчету деформирования и разрушения горных пород // Физическая мезомеханика. 1998. Т. 1. №. 2.
Судьенков Ю.В. Электромагнитное излучение при разрушении пьезоэлектриков суб-микросекундными импульсами давления // Журнал технической физики. 2001. Т. 71. № 12. С. 101-103.
