Электродинамика геосреды и методы геоэлектрики

Abstract

Подано огляд низки аспектів взаємодії електромагнітних хвиль з геологічним середовищем, моделей геосередовища та механоелектромагнітних перетворень у ньому. Підкреслено, що реальне сейсмоелектромагнітогенерувальне середовище не можна розглядати як лінійно-пружний пасивний континуум — йому притаманна внутрішня самоподібна структура, яка визначає сейсмічний і електромагнітний процеси в ньому. Зроблено висновок щодо наявності тісного зв’язку структури поля електромагнітної емісії, як і мікросейсмічних коливань, реєстрованої на земній поверхні, з топологією міжблочного простору та самою структурою блоків, які формуються механізмами самоорганізації геосередовища. Обговорено питання електродинаміки активних середовищ із самоподібною структурою. Звернено увагу на неадекватність оперування з деякими ефективними феноменологічними електромагнітними параметрами, зокрема, з показником заломлення, під час аналізу процесів випромінювання та поширення коливань в активному блочно-ієрархічному середовищі. Відзначено існування комплексу нелінійних взаємозв’язків як між фізичними полями, так і підсистемами геосередовища, можливість появу слабозгасальних спіральних (гелікоїдальних) електромагнітних коливань (спіральних автохвиль). З урахуванням некласичних підходів і методів, важливих з точки зору геоелектричних застосувань, обговорено можливості використання електромагнітної компоненти емісії літосфери з метою діагностики її структури та динаміки.

A brief review of a set of aspects of interaction of electromagnetic waves with geological medium, models of geo-medium and mechanic-electro-magnetic-transformations in it has been done. It is noticed that a real seismo-electro-magneto-generating medium cannot be considered as a linearly-elastic passive continuum — some internal self-similar structure is specific to it which determines its seismic and electromagnetic processes. A conclusion has been made on the close connection of the field of electromagnetic emission structure as well as of micro-seismic vibrations structure registered on the earth’s surface with topology of inter-block space and the structure of blocks itself which is formed by the mechanisms of geo-medium self-organization. Some problems of electrodynamics of active media with self-similar structure are considered. Attention is paid to non-adequacy of operating with some effective phenomenological electromagnetic parameters, in particular with refraction index in case of the analysis of emission and propagation processes in the active blocky-hierarchic medium. Existence is noted of the complex of non-linear interaction between both the physical fields and sub-systems of geo-medium, the possibility of appearance of weakly decaying spiral (helicoidal) electromagnetic vibrations (spiral auto-waves). Possibilities of application of electromagnetic component of lithosphere emission aimed at diagnostics of its structure and dynamics are considered making stress on non-classical approaches and methods actual from the viewpoint of geo-electrical applications.

Сделан краткий обзор некоторых аспектов взаимодействия электро-магнитных волн с геологической средой, моделей геосреды и механо-электромагнитных преобразований в ней. Отмечается, что реальная сейсмоэлектромагнитогенерирующая среда не может рассматриваться в качестве линейно-упругого пассивного континуума - ей присуща внутренняя самоподобная структура, определяющая сейсмический и электромагнитный процессы в ней. Делается вывод о тесной связи структуры поля электромагнитной эмиссии, как и микросейсмических колебаний, регистрируемой на земной поверхности, с топологией межблочного пространства и самой структурой блоков, формируемой механизмами самоорганизации геосреды. Обсуждаются вопросы электродинамики активных сред с самоподобной структурой. Обращается внимание на неадекватность оперирования с некоторыми эффективными феноменологическими электромагнитными параметрами, в частности, с показателем преломления, при анализе процессов излучения и распространения колебаний в активной блочно-иерархической среде. Отмечается наличие комплекса нелинейных взаимодействий как между физическими полями, так и подсистемами геосреды, возможность появления слабозатухающих спиральных (геликоидальных) электромагнитных колебаний (спиральных автоволн). С учетом неклассических подходов и методов, актуальных с точки зрения геоэлектрических приложений, обсуждаются возможности использования электромагнитной компоненты эмиссии литосферы с целью диагностики ее структуры и динамики.