Электрические и электромагнитные поля и его аномалии

В литосферном пространстве Земли существуют многообразные электрические и электромагнитные поля, различающиеся по своей природе и интенсивности проявления. По генетическому признаку источники, создающие поля электрических токов, подразделяются на естественные и искусственные (техногенные), а по отношению к литосферному пространству как среде-носителю - на внешние и внутренние.

Электромагнитное поле Земли естественного происхождения проявляется в виде разнопериодных электромагнитных колебаний (вариаций), частотный спектр которых представлен полосой от 10^-4 до 10² Гц. Интенсивность (амплитуда) вариаций зависит от солнечной активности, географического положения и геологического строения места наблюдения. Амплитуда вариаций электрической составляющей естественного электромагнитного поля может достигать 100-200 мВ/км при средних значениях 30-40 мВ/км и фоновом уровне 0,1-10,0 мВ/км.

Хорошо известны естественные электрические поля электрохимической, термофильтрационной, фильтрационной и другой природы, которые можно относить к категории квазипостоянных или медленно меняющихся полей. Электрические поля, наблюдаемые на поверхности Земли и обязанные своим существованием протеканию в реальных геолого-геохимических условиях рудных и некоторых других месторождений электрохимических окислительно-восстановительных процессов, могут создавать естественные потенциалы в пределах 20-1800 мВ при фоновых значениях 5-100 мВ.

Особый вид земных электрических полей представляют термофильтрационные поля, возникающие в породах различного типа, за исключением рыхлых песчано-глинистых водонасыщенных образований. Идентификационный признак полей этого вида - изменение электрического потенциала в зависимости от суточных вариаций температуры в приповерхностной части геологического разреза от 40 до 400 мВ.

Естественное электрическое поле фильтрации обусловлено движением подземных вод через пористые горные породы. Своим происхождением электрофильтрационные поля обязаны существованию двойного электрического слоя на границе твердой и жидкой фаз горной породы, рассматриваемой в данном случае в качестве двухфазной системы. Величина потенциала фильтрации может достигать 40-200 мВ и зависит от целого ряда факторов: перепада давления в фильтрующем пласте, электрического сопротивления фильтрата, подстилающих и перекрывающих водопроводящий слой горных пород, вязкости флюида, а также структурных особенностей геологического пространства, в пределах которого реализуется процесс фильтрации.

В пределах верхней части литосферы весьма часто можно наблюдать условия, благоприятные для появления диффузионно-адсорбционных потенциалов, возникающих на контактах пород разного литологического состава или вследствие изменения химического состава вод, насыщающих породы одной и той же литологической разности. Как правило, диффузионно-адсорбционные электрические поля, величина потенциала которых может достигать 100 мВ, наблюдаются на поверхности в области контактов песчаных и глинистых пород, а также в пределах участков смены минерализации подземных вод.

Весьма существенную роль в формировании энергетического пояса вблизи поверхности Земли играет атмосферное электричество (электростатическое поле), играющее большую роль и в качестве экологического фактора. Атмосферное электричество проявляет себя в виде следующих наблюдаемых нами феноменов: молний, "сухих" грозовых разрядов (зарниц) и т.д. В случае электростатического поля Земли мы имеем дело с гигантским конденсатором, обкладками которого являются земная поверхность и слой ионосферы. Силовые линии поля атмосферного электричества направлены сверху от положительно заряженных слоев ионосферы вниз к отрицательно заряженной поверхности планеты. Движение положительных зарядов вниз и встречное движение отрицательных зарядов приводит к возникновению тока проводимости, средняя величина плотности которого составляет приблизительно 2,9 *10^-20 А/м².

Хотя из названия "атмосферное электричество" следует, что упоминаемое электростатическое поле присуще атмосфере, тем не менее, роль литосферы в формировании поля этого вида достаточно велика. Насыщение воздуха ионами происходит вследствие распада радиоактивных веществ, находящихся в воде, почве и горных породах.