24. Электрическое поле Земли. Краткая история развития метода.

Электрическое поле Земли - естественное электрическое поле Земли, которое наблюдается в морях, в атмосфере и магнитосфере. ЭП3. обусловлено сложным комплексом геофиз. явлений. Распределение потенциала поля несёт в себе определённую информацию о строении Земли, о процессах, протекающих в нижних слоях атмосферы, в ионосфере, магнитосфере, а также в ближнем межпланетном пространстве и на Солнце.

Существование электрического поля в атм-ре Земли связано в основном с процессами ионизации воздуха и пространственным разделением возникающих при ионизации положительных и отрицательных электрических зарядов. Ионизация воздуха происходит под действием космических лучей УФ излучения Солнца; излучения радиоактивных веществ, имеющихся на пов-ти Земли и в воздухе; электрических разрядов в атм-ре.

Многие атмосферные процессы: конвекция образование облаков, осадки — приводят к частичному разделению разноимённых зарядов и возникновению атмосферных электрических полей. Относительно атмосферы поверхность Земли заряжена отрицательно. В обмене зарядами между поверхностью Земли и атмосферой значительную роль играют осадки. В среднем осадки приносят положительных зарядов в 1,1—1,4 раза больше, чем отрицательны. Приливные движения воздушный масс, ветры, турбулентность — всё это является источником генерации электрического поля в ионосфере благодаря эффекту гидромагнитного динамо. Величина напряжённости электрического поля в ионосфере зависит от местоположения точки наблюдения, времени суток, общего состояния магнитосферы и ионосферы, от активности Солнца. Из-за высокой электропроводности плазмы ионосферы и магнитосферы вдоль силовых линий магнитного поля Земли электрического поля ионосферы переносятся в магнитосферу, а магнитосферные поля в ионосферу. С дрейфом частиц связано существование магнитосферного кольцевого тока вокруг Земли.

В периоды магнитных бурь и полярных сияний, электрические поля и токи в магнитосфере и ионосфере испытывают значительные изменения. Взаимосвязанные переменные магнитное и электрическое поля Земли используют для электромагнитного зондирования в разведочной геофизике, а также для глубинного зондирования Земли. Вопрос об электрическом заряде Земли как источнике электрического поля в межпланетном пространстве окончательно не решён. Считается, что Земля электрически нейтральна. Однако гипотеза требует экспериментального подтверждения. Первые измерения показали, что напряженность электрического поля в околоземном межпланетном пространстве колеблется в пределах от десятых долей до нескольких десятков мв/м.

25. Элементы электрического поля. Электрическое поле земной коры.

Потенциал φ – это отношение потенциальной энергии заряда в поле к этому заряду. φ =A/q=1Дж/1кл= 1B. Основная единица потенциала ровна 1в. Разность потенциалов между двумя точками называется напряжение. Напряжённость – это отношение силы, с которой электрическое поле действует на заряд к величине этого заряда. E =F/q. Если E ровняется cons,+ то поле называется однородное. Если E ровно не cons,+ то поле называется не однородное.

Закон Кулона – сила взаимодействия между двумя зарядами прямо пропорционально произведению этих зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними и зависит от среды, в которой происходит взаимодействие. F =q1 × q2/ε × r2. Земная атмосфера в целом заряжена таким же, но положительным зарядом.

Таким образом, полный электрический заряд Земли принимается равным 0. Градиент электрического поля в атмосфере (по вертикали) в «спокойные» дни в среднем равен 100 в! м. Во время гроз градиент возрастает в несколько раз. Наряду со статическим электрическим полем в земной коре наблюдаются теллурические токи. В полярных и экваториальном поясах Земли они имеют широтное направление, в умеренных поясах меридиональное.

Электрическое и магнитное поля Земли тесно взаимосвязаны и вместе взятые составляют электромагнитное поле Земли. Оно испытывает периодические вариации. Так же как и вариации магнитного поля, вариации электрического поля Земли бывают периодическими, зависящими от целого ряда причин, в числе которых несомненными являются солнечная активность (количество пятен на Солнце) и состояние ионосферы. Напряженность электрического поля в верхних слоях земной коры и гидросферы изменяется от долей до десятков милливольт на 1 км. Временами она возрастает до нескольких вольт на 1 км. Вариации электрического и магнитного полей используются для изучения строения Земли до глубин порядка нескольких десятков и даже сотен кл. Все горные породы характеризуются удельным электр-им сопротивлением или удельной электропроводностью. Эти величины обратны друг другу. За единицу удельного электрического сопротивления принимается сопротивление образца соответствующей горной породы, имеющего форму куба размером 1 X 1 X 1, при прохождении через него электрического тока перпендикулярно какой- либо из его граней. Оно измеряется в ом-метрах (ом-м).