Модель Тихонова - Каньяра

Величина и направление теллурических токов, возникающих в Земле, определяются не только внешним источником, но и распределением электропровод­ности в Земле.

При этом возможны два механизма электромагнит­ного возбуждения Земли.

Первый механизм связан с индукционным действием ионосферных токов. При этом не происходит перетекания электрических зарядов из ионосферы в проводящую Землю.

Второй механизм связан с гальваническими утеч­ками из ионосферы, т.е. с вертикальными то­ками, соединяющими ионосферу и Землю.

Поля индукционного и гальванического происхождения существенно различаются по своим свойствам, поэтому выбор модели внешнего (возбуждающего) поля - один из главных вопросов в теории магнитотеллурических методов.

Электропроводность нижних слоев атмосферы составляет
10^-12 - 10^-13 См/м, что на десять порядков меньше электропроводности земных слоев. Поэтому индукционный механизм возбуждения Земли преобладает над гальвани­ческим механизмом.Таким образом, при изучении магнитотеллурического поля можно пренебречь галь­ваническим возбуждением Земли и рассматривать только электромагнитную индукцию в Земле.

Анализ уравнений магнитотеллурического поля, индуцированного ионосферными источниками, показы­вает, что это поле в горизонтально-однородной земле затухает как плоская волна.

Следовательно, при изучении электропровод­ности Земли можно рассматривать модель, в которой магнитотеллурическое поле создается вертикально падающей на границу раз­дела Земля - воздух плоской электромагнитной волной.

На самом деле в природе никакой волны из ионосферы на земную поверхность не падает, так как, в рассматриваемом диапазоне периодов, длина волны в сотни и тысячи раз превышает диаметр Земли. Но для изучения поведения магнитотеллурического поля в Земле мы можем смодели­ровать внешнюю часть этого поля плоской волной. Понятие волны применительно к распространению магнитотеллурических вариаций в Земле являются чисто условным.

Практически одновременно и независимо друг от друга русский математик акад. А. Н. Тихонов и французский исследователь Л. Каньяр предложили модель магнитотеллурического поля, в которой вертикально падающая плоская электромагнитная волна возбуждает горизонтально - слоистую землю (рис. 1). Эта модель получила название модели Тихонова – Каньяра. Достоинством этой модели являются ее простота и возможность математического описания реальных геофизических процессов. После создания этой модели магнитотеллурические методы стали применяться для исследования земных недр.

Рис. 1.

Дата добавления: 2014-11-16