Магнитотеллурический импеданс: фундаментальные модели и возможности их обобщения

Abstract

Обговорено проблему імпедансного опису електромагнітного поля на поверхні неоднорідної Землі. Проаналізовано концепції тензора імпедансу, тензора Візе — Паркінсона, узагальненого тензора імпедансу, імпедансного наближення Леонтовича та його узагальнень. Підкреслено, що ці моделі носять частковий характер, дійсні тільки за спеціальних форм задання збуджувального поля і не завжди відповідають умовам проведення реального магнітотеллуричного експерименту. Наведено узагальнену систему векторних тотожностей імпедансного типу для гармонічного електромагнітного поля на замкнутих межах розподілу та генероване на їх основі узагальнене точне диференціальне рівняння імпедансів, а також систему скалярних рівнянь, які визначають цю поверхню. Зазначиено, що за необхідності використання їх неповних укорочених форм ці моделі порівняно з класичними в принципі містять внутрішні критерії свого застосування і не потребують для свого обґрунтування додаткових емпіричних або евристичних доповнень.

A problem of impedance description of magnetic field on the surface of heterogenic Earth is discussed in the article. The concepts of impedance tensor, Vise — Parkinson tensor, generalized impedance tensor, Leontovich’s impedance approximation and its generalization are analyzed. It is noticed that these models are of particular character and are real only in cases of special forms of giving primary field and do not always correspond to conditions of conducting real magneto-telluric experiment. Generalized system of vector identities of impedance type is given for harmonic electromagnetic field on the closed interfaces and generated on their base generalized accurate differential equation of impedances and the system of scalar equations which determine this surface. It is noticed that in case of necessity of using their incomplete, truncated forms these models in contrast to classical ones, have interior criteria of their application and do not demand for their substantiation any additional empirical or heuristic considerations.

В статье обсуждается проблема импедансного описания электромагнитного поля на поверхности неоднородной Земли. Анализируются концепции тензора импеданса, тензора Визе Паркинсона, обобщенного тензора импеданса, импедансного приближения Леонтовича и его обобщения. Отмечается, что эти модели носят частный характер, действительны только при специальных формах задания первичного поля и не всегда соответствуют условиям проведения реального магнитотеллурического эксперимента. Приведена обобщенная система векторных тождеств импедансного типа для гармонического электромагнитного поля на замкнутых границах раздела и генерируемое на их основе обобщённое точное дифференциальное уравнение импедансов и система скалярных уравнений, определяющих эту поверхность. Отмечается, что в случае необходимости использования их неполных, усеченных форм, эти модели, в отличие от классических, в принципе содержат внутренние критерии применимости и не требуют для своего обоснования дополнительных эмпирических или эвристических соображений.