Modeling Electromagnetic Emission Processes in the Geological Environment

Abstract

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭМИССИИ В ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕПредлагается модель, основанная на термодинамических представлениях, позволяющая описывать процессы, происходящие в земной коре и приво-дящие к электромагнитной эмиссии. Рассчитанное по этой модели про-странственное распределение электрического и магнитного полей качест-венно согласуется с экспериментальными данными. Связь между полем де-формации и электромагнитным полем дает возможность по известной де-формации построить пространственные распределения электрического и магнитного полей. При наличии априорной информации о расположении источника деформации возможно и нахождение решения обратной задачи. Ключевые слова: физическая модель, электромагнитное излучение, есте-ственное импульсное электромагнитное поле Земли.Как известно, пьезоэффект был открыт братьями Кюри в 1881 г.[1], позже Степанов в 1933 г. наблюдал электризацию при пластической деформации кри-сталлов, не склонных к проявлению пьезоэффекта [2]. Авторами [3] в лаборатор-ных условиях было рассмотрено влияние различных внешних факторов на элек-тризацию подобного рода кристаллов при деформации.Очевидно, что существующие современные теории и методы интерпретации данных естественного электромагнитного поля Земли, описанного профессором А. А. Воробьевым [4, 5], далеко не всегда соответствуют реальным результатам, поэтому разработка новых методов остается актуальной задачей. Многоплано-вость и сложность этой проблемы очевидны. Они обусловлены, главным образом, неполнотой и ограниченностью физических представлений, лежащих в основе описания процессов взаимодействия электромагнитных полей различного проис-хождения и интенсивности с геосредой. Сейчас, как в прикладных науках, так и теоретических, наметились тенденции к углубленному изучению подобных про-цессов, и результатом явилось значительное усложнение существующих физиче-ских моделей, расширение класса математических операций и модификации спо-собов решения. Очевидно, что для дальнейшего развития теорий необходимы це-ленаправленные эксперименты В современной литературе большое распространение получила модель В.Н. Шумана [6, 7] и В.В. Суркова [8]. В основу данных работ положен диффузи-онный подход к процессам распространения электромагнитного поля в среде. Ба-зовые представления данной модели легли в основу различных теоретических и прикладных работ, таких как [9 -12].Целью данной работы является получение модели, основанной на термодина-мических представлениях, позволяющей описывать распространение электромаг-нитных волн, сгенерированных деформацией. Связь между полем деформации и электромагнитным полем дает возможность по известной деформации построить пространственные распределения электрического и магнитного полей. При нали-