Теллурический ток земли что такое

Теллурические токи

Полезное

Смотреть что такое «Теллурические токи» в других словарях:

ЗЕМНЫЕ ТОКИ — (теллурические токи) (от лат. tellus, род. п. telluris Земля) естеств. электрич. токи … Физическая энциклопедия

ГЕОМАГНЕТИЗМ — земной магнетизм, магнитное поле Земли и околоземного космического пространства. Земля обладает магнитным полем дипольного типа, как будто бы в ее центре расположен гигантский полосовой магнит. Конфигурация этого поля медленно изменяется,… … Энциклопедия Кольера

Электрическое поле Земли — естественное электрическое поле Земли как планеты, которое наблюдается в твёрдом теле Земли, в морях, в атмосфере и магнитосфере. Э. п. 3. обусловлено сложным комплексом геофизических явлений. Распределение потенциала поля несёт в себе… … Большая советская энциклопедия

теллури́ческий — ая, ое. физ., астр. Земной, относящийся к Земле. Теллурические токи. Теллурические причины оледенений. Минералы космического и теллурического образования … Малый академический словарь

ТЕЛЛУРИЧЕСКИЙ — ТЕЛЛУРИЧЕСКИЙ, теллурическая, теллурическое (от лат. tellus земля) (физ., астр.). Земной. Теллурические токи. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

физические поля земли — представлены гравитационным, магнитным, геометрическим и электрическим полями и изучаются соответствующими отраслями наук. Гравиметрия изучает закономерности пространственного строения и изменения гравитационного поля Земли и определяет фигуру… … Географическая энциклопедия

Источник

Начиная с ХVIII века, учёные занимаются изучением природы происхождения естественных электрических токов Земли и возможностей их применения. Возникновение этих токов связывают с магнетизмом Земли, электризацией её поверхности ветром и грозовыми разрядами. Впервые о данном явлении упоминают Фокс и Беккерель (1830), исходя из теории магнетизма Ампера, они искали и нашли подобные токи в земной поверхности. Позже исследование земных токов производилось Барловым (1849) и Эри (1860—90) в Англии, Гейсигом в Германии, Пальмиери в Италии, Блавье (1884) и Маскаром (1890, в обсерватории Сен-Мор около Парижа), П. Бахметьевым в Болгарии (1892—1893) и после 1882 г. производились в г. Павловске Г. Вильдом. Наша компания, взяв за основу опыт исследований электрохимических процессов таких ученых, как: Л. Гальвани, А. Вольта, Ж. Лекланше, Н. Тесла и т.д., применив современную элементную базу создала новый химический источник тока с использованием воды в открытом грунте вместо электролита.

Принцип действия теллурического элемента основан на электро-химической реакции между металлами с разными электродными потенциалами. Согласно 2-му закону Фарадея, количество электричества, приложенного, равно как и полученного, прямо пропорционально массе электродов, а значит при нагрузке один из электродов будет разрушаться. В нашем случае, как показали лабораторные исследования, электрод с отрицательным электродным потенциалом теряет около 15-17% своей массы за полгода, при этом, такой же электрод, помещённый в открытый грунт, теряет всего около 4-5% своей массы, что значительно повышает гарантированное время работы всей системы, минимум до 5 лет.

Из данного опыта можно сделать следующий вывод: теллурические токи протекающие в верхних слоях земной коры принимают активное участие в процессе электро-химической реакции, что приводит к снижению расхода электродов.

Основу преобразователя составляет самовозбуждающийся, одноконтурный генератор с индуктивной нагрузкой, в процессе работы которого в качестве “полезного” источника используется обратная ЭДС индуктивности с показателями по напряжению и току, превышающими входные параметры преобразователя в 8-12 раз.

Разработанный новый источник альтернативной энергии имеет широкую область применения.

Мы предлагаем целый комплекс активной сигнальной разметки, не требующей «проводов, розеток, аккумуляторов и т.д.», а главное, наши системы более информативные.

Система универсальна, может быть установлена на любое асфальт-бетонное покрытие или крепиться на металлические «отбойники» вместо стандартных светоотражающих элементов или на обочине.

Источник

Теллурический ток земли что такое

141570, Московская обл., Менделеево

Несмотря на многолетние усилия специалистов, научные методы прогнозирования землетрясений и извержений вулканов до сих пор не разработаны. Такое положение дел, на наш взгляд, в основном связано с тем, что в современной геофизике, к сожалению, отсутствует понимание причин этих грозных природных явлений.

Так, для образования вулканических лав, очевидно, требуется тепло; но ни источник, ни механизм концентрации этого тепла – не установлены. Известно, в частности, что этим источником не может быть энергия радиоактивных превращений, поскольку расположение вулканов практически не коррелирует с районами, в которых отмечается повышенная радиоактивность.

Напротив, нередко наблюдающиеся такие предвестники землетрясений, как свечение воздуха и отключенных люминесцентных ламп, коронирование острий, а также регистрируемые приборами аномально сильные электрические и магнитные поля – свидетельствуют о том, что сейсмичность и вулканизм каким-то образом связаны с геоэлектричеством. В настоящей работе предлагается модель, придающая этой связи самый непосредственный характер: согласно этой модели, источником энергии землетрясений и извержений вулканов является джоулево тепло, которое выделяется в местах концентрации теллурических токов.

Главная причина теллурических токов.

Странным образом, современная наука игнорирует этот вывод. Так, среди нескольких разновидностей электрических токов в океанах (см., например, [7] ) учёные выделяют индукционные токи, но в качестве движущихся водных масс рассматриваются лишь океанические течения; при этом игнорируется тот факт, что весь Мировой океан движется из-за суточного вращения Земли. Таким образом, учитываются скорости водных масс лишь в геоцентрической вращающейся системе отсчёта, но не учитываются на 2-3 порядка большие скорости в геоцентрической невращающейся системе отсчёта, которые в данном случае являются локально-абсолютными (см., например, [8] ); они-то и должны входить в уравнения не только механики, но и электродинамики. Игнорирование локально-абсолютного движения поверхности Земли делает картину происходящего неполной, и поэтому неудивительно, что происхождение теллурических токов до сих пор остаётся загадкой.

Напротив, приведём результаты подхода, в котором учитываются локально-абсолютные движения. Вспомним, что на высоте

Теперь заметим, что Земля – без учёта годичного обращения – вращается внутри невращающейся ионосферы, у которой с солнечной стороны концентрация положительного электричества над земным экватором больше, чем с противоположной стороны, прикрытой от Солнца Землёй. Это должно вызывать движение отрицательного электричества по земной поверхности – с ночной её половины на дневную. Если поверхность Земли была бы идеальной фигурой вращения с везде одинаковой проводимостью, то результатом сложения этих движений электричества была бы суточная волна поверхностной плотности заряда, движущаяся с востока на запад. В реальности океаны планеты чередуются с материками, имеющими на несколько порядков худшую проводимость и рельефную поверхность, поэтому результирующая картина теллурических токов чрезвычайно сложна. Но главную причину их непрерывной циркуляции мы уже сформулировали: это вращение Земли внутри ионосферы, имеющей неоднородное распределение заряда вдоль центрального обода.

Происхождение сейсмичности и вулканизма.

Считается, что токи утечки с острий обусловлены возрастанием электрического поля вблизи острия. Френкель [13] приводит выражение для коэффициента k этого возрастания в случае острия-иглы, у которой поперечный размер много меньше продольного. Для горы это соотношение не выполняется; но, поскольку искомое возрастание поля является в чистом виде эффектом формы, сводящимся к сближению эквипотенциальных поверхностей вблизи острия, то для случая горы с вертикальной осью симметрии можно приближённо записать

, (2)

k con » 1+ tg a ln ( H/ d ), (3)

Теперь заметим, что поток электронов, способный идти через подошву горы к вершине, определяется количеством электронов, которое способна поставить прилегающая к подошве среда в единицу времени; этот поток тем больше, чем больше проводимость прилегающей среды. Поскольку проводимость морской воды в 300 раз больше, чем у влажного грунта (не говоря уже про сухой грунт), то ясно, что, при прочих равных условиях, максимальные токи должны течь через горные пики, находящиеся в относительной близости от океана. Забегая немного вперёд, отметим, что расположение практически всех вулканов подчиняется этому правилу; исключения составляют, по-видимому, лишь вулканы в центральной Африке, которые, впрочем, находятся в зоне тропических ливней, где хорошо развита система подземных вод.

Источник

Теллурический ток земли что такое

Дата публикации: 31.12.2016

Библиографическая ссылка:
Омуркулов Т.А., Тажибаев К.Т. Глобальные токи Земли // Портал научно-практических публикаций [Электронный ресурс]. URL: https://portalnp.snauka.ru/2016/12/5750 (дата обращения: 03.12.2021)

Аннотация
В научной статье рассматриваются естественные электрические токи Земли. Авторы связывают главные направления этих токов с новым механизмом генерации магнитного и электрического полей планеты. Глобальные токи представляются как составная часть единого электромагнитного процесса. Идеи авторов базируются на законах и положениях фундаментальной электродинамики.

Abstract
In the scientific article, natural electric currents in the Earth are considered. Authors connect mainstreams of these currents with the new mechanism of generation magnetic and electric fields of the planet. Global terrestrial currents are represented as a constituent of uniform electromagnetic process. Ideas of authors are grounded on laws and standings of the fundamental electrodynamics.

Как известно теллурические токи (земные токи) — электрические токи, которые наблюдаются у поверхности земной коры. Эти токи впервые обнаружены в проволоке, соединяющей две более или менее удаленные друга от друга точки земной поверхности. Фокс и Беккерель 1830 г., исходя из теории магнетизма Ампера, искали и нашли подобные токи в земной поверхности. Позже, когда телеграфы покрыли поверхность земли сетью проводов с концами, погруженными в землю, земные токи, нередко вызывавшие в этих проводах сильные электрические возмущения, начали подвергаться более тщательному изучению. Исследование земных токов производилось Барловым (1849) и Эри (1860—1890) в Англии, Гейсигом в Германии, Пальмиери в Италии, Блавье (1884) и Маскаром (1890, в обсерватории Сен-Мор около Парижа), П. Бахметьевым в Болгарии (1892—1893) и после 1882 г. производились в г. Павловске Г. Вильдом [1].

Для наблюдения земных токов соединяют концы изолированной проволоки с двумя металлическими пластинами, закопанными в землю на расстоянии 1 км или более друг от друга. В проволоку вводится гальванометр, показания которого наблюдают через известные промежутки времени. Познания о земных токах долгое время оставались весьма скудными. Более или менее несомненными стали лишь следующие факты:

— напряжение тока между точками, удаленными на 1 км, колеблется обычно от 0 до 0,06 Вольта;

— направление токов непрерывно меняется, наиболее часто от ЮЗ к СВ;

— суточный ход токов представляет довольно ясно выраженные максимумы и минимумы, проявляющиеся в разных местах в разное время;

— токи находятся в несомненной, но неясной связи с изменениями магнитного состояния Земли и с явлением атмосферного электричества;

— сильные токи вообще не совпадают по времени с сильными магнитными и электрическими возмущениями [1].

В геофизической науке на настоящее время нет окончательного и точного научного объяснения теллурических токов. Имеются различные попытки объяснений на гипотетическом уровне, некоторые из них приведены ниже. Большинство исследователей приводят явления земных токов в связь с магнитными свойствами Земли. Из них одни видят в токах причину, другие следствие магнетизма Земли. Некоторые (Прис, Вильд) указывают на связь токов с явлением солнечных пятен, другие (Бахметьев) видят в них термоэлектрические явления и приводят их в связь с ходом суточной температуры, отдельные исследователи (Ландезеер) земные токи приписывают электризации ветром поверхности Земли и т. д. [1].

В работе [2] основные электромагнитные процессы в земной коре и атмосфере обобщены и приведены в систему (рис. 1), которые получены в основном из непосредственных измерений и анализа полученных результатов. Здесь достаточно детально определены многие факты земных электромагнитных процессов. В частности показано разделение зарядов в грозовых (и даже в небольших кучевых) облаках. Указаны направления токов в грозовых разрядах и разрядах в верхней атмосфере. Подчеркнуто наличие излишних положительных зарядов в ионосфере и отрицательных – в земле (удачное сравнение с шаровым конденсатором), и как следствие этого, существование электрического поля между земной поверхностью и ионосферой [2, с. 133–135]. Основные результаты этой работы в вышеупомянутых процессах согласуются с нашими идеями [3, 4], отличаясь лишь в объяснении причин некоторых процессов. Основное различие этих двух точек зрения в объяснении генерации глобального магнитного поля Земли (далее сокращенно МПЗ) [2, с.114]. Авторы работы [2] в этом вопросе придерживаются мнения большинства исследователей современности о генерации МПЗ процессом гидромагнитного динамо в жидком ядре [5, с.141 – 151].

В геофизической науке принято токи в приповерхностных слоях и в земной коре называть теллурическими токами; токи в тропосфере и в грозовых облаках – грозовыми разрядами; токи между тропосферой и ионосферой – разрядами в верхней атмосфере; движение заряженных частиц в ионосфере – ионосферными токами. В дополнение к этому токи в нижней атмосфере полярных областей Земли следовало бы назвать полярными сияниями в нижней атмосфере. О существовании полярных сияний в нижней атмосфере имеются много фотодокументов [6].

Их также наблюдал и описал исследователь севера К. Д. Носилов, который в качестве метеоролога зимовал в конце XIX века на Новой Земле. Он описал это явление следующим образом: «Это было ужасное и вместе с тем приятное зрелище, знакомое только полярному человеку… Оно разыгрывается совсем не так, как на линии Петербурга или Архангельска, – над самой головой зрителя… Игра огней придавала всему северному сиянию большую подвижность… и, казалось все те слои воздуха, где горело, колыхалось, тухло и разгоралось это чудное явление, колыхались вместе с ним, захватывая нижние слои воздуха; лента спускалась на тысячи метров ниже, приближалась к поверхности моря, к острову, еще ярче освещала его льды, казалось, вот она спустится, обожжет вспыхивающий под ней снег, коснется нас, и мы невольно прижимались к стене дома. Но морозный воздух не колыхался, свеча горела, не колыхнув пламенем; явление не достигнув, казалось, каких-нибудь ста сажень земли, таяло, прекращалось, и лента снова поднималась, начинала погасать, чтобы дать место другой…

Собаки – как заряженные аккумуляторы, бродили беспокойно, ложились на снег, ворча и взвизгивая, катались по нему и бежали в сени, сгорбившись, с поднявшейся на спине и шее шерстью, к которой нельзя было прикоснуться, чтобы не причинить им видимой боли, от которой они при малейшем прикосновении взвизгивали и даже кусались.

Я снял теплую шапку и погладил свои волосы. Мне было неприятно их трогать, они тоже, как у собак, приподнимались, были грубыми и издавали больше треска, чем обыкновенно» [7, с.139].

Нами разработан общий механизм глобальных магнитных и электрических процессов Земли, который основан на действии силы Лоренца в неполярной зоне на, движущиеся вместе с земным вращением, заряды во всех ее электропроводящих частях. Эти процессы в ядре Земли приводят к разделению зарядов и генерации глобального магнитного и электрического полей Земли, имеющих инверсионно – циклическую периодичность [3, 4]. Эти же процессы в атмосфере (т.е. в облаках) приводят к разделению зарядов в облаках, и как следствие, к грозовым разрядам [8], и разрядам в верхней атмосфере [9]. С нашей точки зрения генерация теллурических токов вызваны действием предлагаемого нами механизма, и являются одним из основных связующих звеньев в цепи глобальных электромагнитных процессов Земли. Отрицательные заряды, внесенные в приповерхностные слои Земли грозами и другими процессами, под действием силы Лоренца должны растекаться и доставляться (сквозь кору и мантию) до земного ядра. Они то и составляют основную компоненту теллурических токов. Основное направление этих токов в неполярных областях, с точки зрения предлагаемого нами механизма, связано с растеканием отрицательных зарядов в сторону земного ядра перпендикулярно силовым линиям МПЗ. При общепринятых горизонтальных измерениях могло выявляться направление, являющееся проекцией направления этого тока к горизонтальной плоскости. На рис. 3 в цветной схеме (без учета масштаба – для большей ясности) приведены основные направления движения зарядов (т.е. земных токов) в толще Земли и в ее атмосфере. Эти токи мы назвали глобальными токами Земли и согласно нашей точке зрения они являются следствием единого глобального геоэлектромагнитного процесса. Только при таком рассмотрении проявляется ясность во всех электромагнитных процессах Земли, т.е. избавляемся от основных заблуждений и неясностей в объяснении земных электромагнитных процессов. В частности, исходя из факта существования электрического поля между земной поверхностью и ионосферой и с учетом проводимости атмосферного воздуха, в геофизической науке общепринято наличие обратных токов хорошей погоды [2, с. 133 – 135], [10, с. 174 – 198]. При рассмотрении этих наблюдаемых частных электромагнитных процессов Земли, как отдельных сторон единого глобального геоэлектромагнитного процесса, убеждаемся, что в неполярных областях никаких обратных токов не может быть за исключением гроз, которые вносят в землю положительный заряд [8]. Причиной таких гроз являются воздушные потоки внутри грозового облака и силы тяжести крупных капель, которые перемешивают разделенные под действием силы Лоренца заряды. Если и существуют токи хорошей погоды, то они, в неполярных областях, могут быть направлены от земли к ионосфере.

Теперь объясним механизмы возникновения вышеупомянутых токов Земли с предлагаемой нами точки зрения. Начнем с кучевого и грозового облаков, которые являются крупной неоднородностью с намного большей влажностью и электропроводимостью, чем окружающий атмосферный воздух. Они движутся с огромной скоростью (более 1600 км/час в экваториальной части с плавным убыванием в сторону полюсов) в геомагнитном поле в связи с вращением Земли. Следовательно, в нем интенсивно начнется процесс разделения зарядов под действием силы Лоренца, что, в конечном счете, приводит к грозовым разрядам и разрядам в верхней атмосфере. Сведения о механизме этих процессов подробно даны в работах [8,9]. Грозовыми разрядами [8] отрицательные заряды нижней части грозового облака вносятся в приповерхностные слои Земли, а разрядами в верхней атмосфере [9] положительные заряды верхней части грозового облака уносятся к ионосфере, где удерживается основной положительный заряд Земли геомагнитным полем. Далее отрицательные заряды из приповерхностных слоев Земли, под действием тех же сил Лоренца, через земную кору и мантию должны доставляться до земного ядра, где удерживается основной отрицательный заряд Земли. Цепь глобальных земных токов замыкается потоком убегающих положительных зарядов в ионосфере, вдоль силовых линий МПЗ к северу и югу от экваториальной части (ионосферные токи), и далее нижними полярными сияниями, где навстречу к ним идут убегающие отрицательные заряды из земного ядра (полярные теллурические токи). Таким образом, по земному шару циркулируют два глобальных тока, отдельно в северном и южном полушариях, со смежной частью в экваториальной зоне.

Важно отметить, что глобальные токи Земли есть результат противодействия двух основных сосуществующих электромагнитных сил на движущиеся (вращающиеся вместе с Землей) заряды. Первая сила – это сила Лоренца, действующая со стороны МПЗ, равная:

где – линейная и – угловая скорости точки, в которой находится заряд q (ион, электрон); r – расстояние от данной точки до оси вращения Земли; B – значение вектора индукции МПЗ в данной точке; – угол между векторами и B. Вторая сила – это сила, действующая со стороны электрического поля земного шарового конденсатора [2, с. 133 – 135], положительная обкладка которого находится в верхних слоях ионосферы, а отрицательная – по нашему мнению в земном ядре:

Кроме того мы полагаем, что измерения параметров электрического и магнитного полей, проводимые до настоящего времени не учитывают побочного эффекта, вызванного вращением прибора вместе с земным вращением. Иначе говоря, некомпенсированный отрицательный заряд, находящийся в ядре, который и создает основную составляющую МПЗ своим вращением, является неподвижным относительно измерительного прибора вращающегося вместе с Землей на ее поверхности. В результате этого значения измеряемых величин могут получиться искаженными. В настоящее время технические возможности позволяют исключить эти искажения. Достаточно провести измерения при помощи самолета летящего прямо на запад (противоположно направлению земного вращения) со скоростью, равной линейной скорости вращения Земли на данной широте, т.е. относительно инерциальной системы отсчета. Желательно, чтобы измерительный прибор находился вне самолета, для исключения искажающих и экранирующих действий самого самолета.

Таким образом, все основные наблюдаемые земные электромагнитные процессы в неполярной зоне Земли (теллурические токи, процесс зарядки облаков, грозовые разряды и разряды в верхней атмосфере) подчинены действию силы Лоренца со стороны МПЗ. Эта сила, по сути, превосходит (с учетом экранирования ЭП) электрическую силу в этой зоне, т.е. активно работает на создание земных токов, подобно ЭДС в обычной электрической цепи. Основную же компоненту самого МПЗ создает вращение отрицательного заряда, в форме цилиндрической поверхности, расположенного в земном ядре [3, 4].

В полярных областях доминируют электрические силы. Главная причина этого кроется в том, что здесь значение силы Лоренца значительно меньше, по причине уменьшения линейной скорости вращения, зависящей от значения расстояния от рассматриваемого заряда до оси Земли, т.е. величины r в формуле линейной скорости. Кроме того в этой зоне нет экранирующего слоя со стороны ядра т.к. торцы некомпенсированного отрицательного заряда в земном ядре примыкают к границе ядра (рис.3). По этим причинам электромагнитные процессы в полярных областях Земли (полярные сияния в нижней атмосфере, полярные теллурические токи) подчинены действию электрического поля, создаваемого положительным зарядом ионосферы, и дополнительно, отрицательным зарядом земного ядра. Дополнительной причиной «бессилия» магнитных сил Лоренца в ряде процессов является движение зарядов вдоль линий МПЗ (рис. 3). По этой причине ионосферные токи в неполярной зоне также подчинены действию электрических сил. Эти процессы, подобно пассивной внешней части обычной электрической цепи, дополняя недостающую часть, создают замкнутую цепь глобальных токов Земли. Таким образом, все упомянутые электромагнитные процессы Земли глобальны и взаимосвязаны между собой.

С другой стороны, кроме глобальных процессов, в разных частях земли проистекает ряд электромагнитных явлений местного значения, которые вносят путаницу при практических измерениях мгновенных значений и горизонтальных направлений земных токов. В частности грозовые разряды, которые являются сугубо локальными, приводят к очень резким электромагнитным скачкам в региональном масштабе. Кроме этого, проводимости пород в приповерхностных слоях (в горизонтальном и вертикальном направлениях) очень сильно отличаются, в зависимости от химического состава пород и содержания воды в них. Поэтому в них тоже, под действием МПЗ, могут происходить разделения зарядов. Видимо эти и другие электромагнитные явления местного значения приводят к неясным вариациям при измерениях теллурических токов.

Следует дополнительно отметить, что локальные изменения (бифуркации) теллурических токов могут быть также обусловлены процессами накопления трещин и деформаций в земной коре перед сильными землетрясениями. Эти процессы тоже сугубо локальные [12].

Выводы

Связь с автором публикации (комментарии/рецензии к публикации)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Источник