Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем?
Розглянуто дискусійні питання генерації та поширення електромагнітних збурень, які реєструють на поверхні Землі або над нею в широкому діапазоні частот. Увагу зосереджено на одному із всієї сукупності компоненті флуктуацій — електромагнітному шумі літосферного походження як природного фізичного явищ...
Збережено в:
| Дата: | 2012 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
2012
|
| Назва видання: | Геофизический журнал |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97374 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? / В.Н. Шуман // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 4-19. — Бібліогр.: 60 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-97374 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-973742016-03-28T03:02:17Z Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? Шуман, В.Н. Розглянуто дискусійні питання генерації та поширення електромагнітних збурень, які реєструють на поверхні Землі або над нею в широкому діапазоні частот. Увагу зосереджено на одному із всієї сукупності компоненті флуктуацій — електромагнітному шумі літосферного походження як природного фізичного явища. Його появу інтерпретують у рамках моделі геосередовища як відкритої дисипативної дискретної фрактальної системи та з урахуванням відомої флуктуаційно-дисипативної теореми статистичної фізики, яка пов’язує спонтанні флуктуації параметрів системи з її дисипативними властивостями. Підкреслено спільність і взаємозв’язок процесів генерації і поширення сейсмоакустичного та електромагнітного шумів літосфери, які характеризуються широкодіапазонним фрак тальним спектром і є продуктом механізму еволюції перколяції (фронта градієнтної перколяції). Зазначено, що ці процеси притаманні не лише власно фрактальним агрегатам, а й широкому класу середовищ з ієрархічною структурою. Обговорено результати експериментальних досліджень останніх років, у тому числі нові експериментальні дані щодо реєстрації електромагнітного випромінювання радіохвильового (кілогерцового) діапазону в межах акваторій Чорного та Азовського морів. Debatable problems of generation and propagation of electromagnetic disturbances, which are registered on the earth’s surface and above it within wide range of frequencies are being considered. Attention is focused on one fluctuation component of all totality — electromagnetic noise of lithospheric origin as natural physical phenomenon. Its origin is interpreted within the limits of model of geomedium as an open dissipative discrete fractal system and taking into account a well known fluctuation-dissipative theorem of statistical physics, which connects spontaneous fluctuations of system parameters with its dissipative properties. Generality and interrelation of processes of generation and propagation of seismo-acoustic and electromagnetic noises of lithosphere are accentuated, which are characterized by a wide-range fractal spectrum and are the product of a mechanism of evolution of percolation deployment (front of gradient percolation). It is noted that these processes are specific not only to properly fractal aggregates but to a wide class of media with hierarchic structure as well. Results of recent experimental studies are discussed including new experimental data on registration of electromagnetic emission of radiowave (kilohertz) range within the aquatic area of the Black Sea and the Sea of Azov. Рассматриваются дискуссионные вопросы генерации и распространения электромагнитных возмущений, регистрируемых на земной поверхности или над нею в широком диапазоне частот. Внимание концентрируется на одном из всей совокупности компоненте флуктуаций - электромагнитном шуме литосферного происхождения как естественном физическом явлении. Его возникновение интерпретируется в рамках модели геосреды как открытой диссипативной дискретной фрактальной системы и с учетом известной флуктуационно-диссипативной теоремы статистической физики, связывающей спонтанные флуктуации параметров системы с ее диссипативными свойствами. Подчеркивается общность и взаимосвязь процессов генерации и распространения сейсмоакустического и электромагнитного шумов литосферы, характеризующихся широкодиапазонным фрактальным спектром и являющихся продуктом механизма эволюции перколяции внедрения (фронта градиентной перколяции). Отмечается, что эти процессы присущи не только собственно фрактальным агрегатам, но и широкому классу сред с иерархической структурой. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований последних лет, в том числе новые экспериментальные данные о регистрации электромагнитного излучения радиоволнового (килогерцевого) диапазона в пределах акватории Черного и Азовского морей. 2012 Article Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? / В.Н. Шуман // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 4-19. — Бібліогр.: 60 назв. — рос. 0203-3100 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97374 550.837:551.14 ru Геофизический журнал Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Розглянуто дискусійні питання генерації та поширення електромагнітних збурень, які реєструють на поверхні Землі або над нею в широкому діапазоні частот. Увагу зосереджено на одному із всієї сукупності компоненті флуктуацій — електромагнітному шумі літосферного походження як природного фізичного явища. Його появу інтерпретують у рамках моделі геосередовища як відкритої дисипативної дискретної фрактальної системи та з урахуванням відомої флуктуаційно-дисипативної теореми статистичної фізики, яка пов’язує спонтанні флуктуації параметрів системи з її дисипативними властивостями. Підкреслено спільність і взаємозв’язок процесів генерації і поширення сейсмоакустичного та електромагнітного шумів літосфери, які характеризуються широкодіапазонним фрак тальним спектром і є продуктом механізму еволюції перколяції (фронта градієнтної перколяції). Зазначено, що ці процеси притаманні не лише власно фрактальним агрегатам, а й широкому класу середовищ з ієрархічною структурою. Обговорено результати експериментальних досліджень останніх років, у тому числі нові експериментальні дані щодо реєстрації електромагнітного випромінювання радіохвильового (кілогерцового) діапазону в межах акваторій Чорного та Азовського морів. |
| format |
Article |
| author |
Шуман, В.Н. |
| spellingShingle |
Шуман, В.Н. Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? Геофизический журнал |
| author_facet |
Шуман, В.Н. |
| author_sort |
Шуман, В.Н. |
| title |
Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? |
| title_short |
Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? |
| title_full |
Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? |
| title_fullStr |
Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? |
| title_full_unstemmed |
Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? |
| title_sort |
электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? |
| publisher |
Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України |
| publishDate |
2012 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97374 |
| citation_txt |
Электромагнитная эмиссия литосферы: всегда ли мы адекватно трактуем то,о чем как будто знаем? / В.Н. Шуман // Геофизический журнал. — 2012. — Т. 34, № 2. — С. 4-19. — Бібліогр.: 60 назв. — рос. |
| series |
Геофизический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT šumanvn élektromagnitnaâémissiâlitosferyvsegdalimyadekvatnotraktuemtoočemkakbudtoznaem |
| first_indexed |
2025-07-07T04:51:45Z |
| last_indexed |
2025-07-07T04:51:45Z |
| _version_ |
1836962446955249664 |
| fulltext |
В. Н. ШумаН
4 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
Введение. Проблемы неадекватности ин-
терпретационных моделей, вопросы соотноше-
ния теории и эксперимента, взаимодействия
мифов и реальности — не новость для работ
геофизического цикла. Достаточно вспомнить
в качестве примера идею «сверхразрешения»
в теории электромагнитных зондирующих
УДК 550.837:551.14
Электромагнитная эмиссия литосферы:
всегда ли мы адекватно трактуем то,
о чем как будто знаем?
© В. Н. Шуман, 2012
Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина
Поступила 28 июня 2011 г.
Представлено членом редколлегии В. И. Старостенко
Встретившись с новой идеей, вы,
ско рее всего, поступите правильно,
если вы ска же тесь против нее.
Генри уивер
Розглянуто дискусійні питання генерації та поширення електромагнітних збурень, які
реєструють на поверхні Землі або над нею в широкому діапазоні частот. Увагу зосередже -
но на одному із всієї сукупності компоненті флуктуацій — електромагнітному шумі літо-
сферного походження як природного фізичного явища. Його появу інтерпретують у рам-
ках моделі геосередовища як відкритої дисипативної дискретної фрактальної системи та
з урахуванням відомої флуктуаційно-дисипативної теореми статистичної фізики, яка по-
в’язує спонтанні флуктуації параметрів системи з її дисипативними властивостями. Під-
креслено спільність і взаємозв’язок процесів генерації і поширення сейсмоакустичного та
електромагнітного шумів літосфери, які характеризуються широкодіапазонним фрак таль-
ним спектром і є продуктом механізму еволюції перколяції (фронта градієнтної перколяції).
Зазначено, що ці процеси притаманні не лише власно фрактальним агрегатам, а й широкому
класу середовищ з ієрархічною структурою. Обговорено результати експериментальних до-
сліджень останніх років, у тому числі нові експериментальні дані щодо реєстрації електро-
магнітного випромінювання радіохвильового (кілогерцового) діапазону в межах акваторій
Чорного та Азовського морів.
Debatable problems of generation and propagation of electromagnetic disturbances, which
are registered on the earth’s surface and above it within wide range of frequencies are being
considered. Attention is focused on one fluctuation component of all totality — electromagnetic
noise of lithospheric origin as natural physical phenomenon. Its origin is interpreted within the
limits of model of geomedium as an open dissipative discrete fractal system and taking into
account a well known fluctuation-dissipative theorem of statistical physics, which connects
spontaneous fluctuations of system parameters with its dissipative properties. Generality and
interrelation of processes of generation and propagation of seismo-acoustic and electromagnetic
noises of lithosphere are accentuated, which are characterized by a wide-range fractal spectrum
and are the product of a mechanism of evolution of percolation deployment (front of gradient
percolation). It is noted that these processes are specific not only to properly fractal aggregates but
to a wide class of media with hierarchic structure as well. Results of recent experimental studies are
discussed including new experimental data on registration of electromagnetic emission of radio-
wave (kilohertz) range within the aquatic area of the Black Sea and the Sea of Azov.
систем [Шуман, 2003, Каменецкий, 1999], ряд
моделей и механизмов связей в системе ли-
тосфера—атмосфера—ионосфера при сейс-
мической активности [Липеровский, 2006]
или локального описания электромагнитного
МТ-отклика, регистрируемого на земной по-
верхности [Шуман, 2008; 2010б]. В последние
ЭлекТромаГНИТНая ЭмИССИя лИТоСферы: ВСеГда лИ мы адекВаТНо ТракТуем ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 5
годы их число возросло в связи с изучением
электромагнитных сигналов литосферного
происхождения в широком диапазоне частот
[Богданов и др., 2009а,б; Шуман, 2010в,г].
К сожалению, неадекватность присуща не
только частным, но и базовым интерпретаци-
онным моделям [Шуман, 2003]. При этом не-
адекватность интерпретационных моделей мо-
жет проявляться как в игнорировании экспе-
риментальных данных, так и в абсолютизации
частных моделей, многие из которых имеют
лишь косвенное отношение к действительно-
сти, превращению их в некоторые универсаль-
ные шаблоны, пригодные на все случаи жизни.
Кроме того, обильно представлена эмпирика
без должного теоретического обоснования.
Как известно, теоретическое знание — это
суть соединения эмпирики с неформальны-
ми идеями, базирующимися на обобщенном
опыте. И здесь особая роль принадлежит па-
радоксам — неожиданным суждениям, проти-
воречащим общепринятым представлениям.
Наиболее интересные из них — парадоксы
типа теория—опыт, для которых характерно
противоречие между теоретическими пред-
ставлениями и экспериментом или интуицией.
Хороший пример — ситуация, возникшая при
изучении электромагнитного шума на аквато-
риях, когда трасса распространения излучения
литосферного происхождения при его выходе
на водную поверхность включает интервал,
соответствующий хорошо проводящему слою
морской воды. Здесь особенно рельефно про-
является ситуация, когда явления, которые, по
мнению многих исследователей, невозмож-
ны, обнаруживаются в эксперименте [Ершов,
2008; Ершов и др., 2010; Паламарчук, Кирейтов,
2010; Шуман и др., 2011].
В этой связи уместна постановка, по край-
ней мере, двух вопросов. Первый — можно
ли получить информацию о строении и дина-
мике литосферы под дном моря или океана,
регистрируя электромагнитное излучение на
поверхности водной среды или даже над ней,
в атмосфере? И второй — как эти сигналы
проявляются на этой границе раздела, и о чем
свидетельствует натурный эксперимент? Па-
радоксально, но принципиально можно дать
положительный ответ на первый из них и пред-
ложить механизмы выноса электромагнитной
компоненты излучений на поверхность мор-
ской среды и в атмосферу при ответе на второй
[Ершов и др., 2010; Паламарчук, Кирейтов,
2010; Шуман и др., 2011]. Тем не менее, все
еще остается ряд трудных вопросов физики
геомагнитных флуктуаций, относящихся к
механизмам их генерации, «сверхдальнего»
распространения, глубинной привязки источ-
ников генерации, диагностики, требующих
своего решения и вызывающих оживленные
дискуссии [Богданов и др., 2009а,б; Шуман,
2010в,г]. Разумеется, здесь речь не может идти
о спекуляциях, игнорирующих общепринятые
физические принципы, в частности электроди-
намики материальных сред. При этом каждый
из исследователей вправе придерживаться той
или иной точки зрения, согласуя свои пред-
ставления с новыми опытными данными.
Заметим также, что исследование электро-
магнитных флуктуаций литосферного проис-
хождения является важной составной частью
фундаментальной и прикладной геофизиче-
ской науки, поскольку именно флуктуации
динамических переменных геосреды опреде-
ляют большой класс физических явлений, про-
исходящих в ней.
Состояние проблемы. Как свидетельству-
ет эксперимент, наблюдается большое раз-
нообразие электромагнитных возмущений,
регистрируемых на земной поверхности в
широком диапазоне частот от 10–4 до 106 Гц и
выше. Одни из них возбуждаются в атмосфе-
ре, другие — в магнитосфере и ионосфере в
результате взаимодействия солнечного ветра
с геомагнитным полем или проникновения в
магнитосферу Земли из межпланетной среды,
третьи генерируются внутриземными источ-
никами [Atmospheric …, 1999; Сурков, 2000;
Gershenson, Bambakidis, 2001; Гульельми, 2007].
Регистрируются электромагнитные сигналы
индустриального происхождения.
К источникам электромагнитного излуче-
ния обычно относят грозовые разряды, пред-
грозовое излучение, непрерывно-шумовое
ра диоизлучение грозовых облаков и цикло-
нов. Физическую природу предгрозового и
не пре рывно-шумового излучений обычно
связывают с колебаниями поверхностей за-
ряженных капель воды, их дроблением и ко-
агу ляцией. Непрерывно-шумовое излучение
грозовых облаков и циклонов наблюдается на
частотах от сотен кГц до сотен МГц. Излучают
радиоволны и различные светящиеся объек-
ты, возникающие в атмосфере и имеющие
пламенное происхождение. Однако наиболее
мощные и постоянно действующие источники
электромагнитного излучения сосредоточены
в ионосфере и магнитосфере. Они генериру-
ют так называемые геомагнитные пульсации
— наиболее регулярные естественные поля в
В. Н. ШумаН
6 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
диапазоне периодов от 0,3 до 600 с. Компонента
электромагнитного излучения, источники ко-
торой находятся в верхнем полупространстве,
содержит регулярную суточную и сезонную
компоненты, особенности которых находят
объяснение в соответствующих циклических
изменениях грозовой активности на земном
шаре, условиях распространения волн в вол-
новоде земля—ионосфера, ионосферных и
магнитосферных процессах.
Экспериментально установлено, что в
структуре регистрируемых на дневной поверх-
ности естественных импульсных электромаг-
нитных полей высокую долю составляют так-
же импульсы литосферного происхождения
[Гохберг и др., 1979; 1985; 1988; Левшенко, 1995;
Atmospheric …,1999; Сурков, 2000; Богданов и
др., 2003; Гульельми, 2007; Шуман, 2007; 2010г;
Шуман, Богданов, 2008]. Отмечается, что гене-
рация электромагнитного шума в литосфере
может происходить как спонтанно, вне прямой
связи с проявлением сейсмичности, так и вы-
нужденно, вследствие подвижек горных пород
при сейсмическом воздействии [Левшенко,
1995; Сурков, 2000; Гульельми, 2007]. Пред-
ложена схема классификации регистрируе-
мых сигналов [Левшенко, 1995]. Отмечается,
что при описании теоретических подходов к
изучению спонтанных сигналов авторы, как
правило, ограничиваются лишь крайне схема-
тичной, качественной стороной вопроса, в то
время как «…путь изучения вынужденных сиг-
налов литосферного происхождения в целом
ясен» [Левшенко, 1995]. В последнем случае, в
зависимости от того, приходят ли электромаг-
нитные возмущения в пункт их регистрации
из сейсмического очага, с фронта сейсмиче-
ской волны или возбуждаются сейсмической
волной непосредственно в окрестности точки
наблюдения, они подразделяются на три вида,
каждый из которых может возбуждаться в
результате действия деформационного, индук-
ционного или инерционного механизмов гене-
рации. В свою очередь, механизмы генерации
подразделяются в зависимости от того, какой
тип движения земной коры ответственен за
генерацию — за счет вектора перемещений
элемента земной коры u, скорости деформации
v=du/dt и ускорения w=dv/dt.
Предложено общее линейное уравнение
генерации, включающее все эти механиз-
мы генерации [Левшенко, 1995; Гульельми,
2007]. Развита методика выделения сигна-
лов лито сферного происхождения на фоне
интенсивных атмосферно-ионосферно-
магнитосферных возмущений, которые в этом
случае выступают в роли помех. Она основа-
на на использовании свойств однородности
поля источников этого типа по площади, в то
время как источники электромагнитных воз-
мущений, расположенные в литосфере, гене-
рируют поля с повышенным поверхностным
градиентом. В частности, плоские неоднород-
ные, вертикально поляризованные электро-
магнитные волны, возбуждаемые молниевыми
разрядами, распространяются в сферическом
волноводе «земля—ионосфера» с затуханием,
не превышающим единиц децибел на тысячу
километров. Поверхностный градиент полей
геомагнитных пульсаций также не превышает
нескольких единиц пикотесла на километр.
Однако в том случае, если источник электро-
магнитного поля находится в земной коре,
ситуация существенно иная: для трассы рас-
пространения в среде с удельным сопротивле-
нием ρ~10÷103 Ом·м, характерным для условий
земной коры, на частотах 104—106 Гц коэф-
фициент затухания превышает 102—103 дБ/км
[Гохберг и др., 1985]. Ясно, что для выхода
излучения этого диапазона на дневную по-
верхность необходимо предположить или су-
ществование в среде полей очень высоких
напряженностей, или наличие волноводных
каналов. Напомним, что возможность дальнего
распространения излучений на расстояния,
превосходящие мощность скин-слоя, в прин-
ципе может реализоваться в двух случаях. Во-
первых, при наличии в среде немонотонной
зависимости фазовой скорости волны от по-
перечных к направлению распространения
координат (например, глубины) и, во-вторых,
промежуточного «дисперсионного окна», в
частотном диапазоне которого электромаг-
нитные импульсы могут распространяться на
значительные расстояния без существенных
искажений [Шуман, Причепий, 2004]. Однако
отмеченные обстоятельства отражают лишь
специфический или, точнее, экзотический
аспект проблемы. Поэтому внимание исследо-
вателей концентрировалось на рассмотрении
ансамбля излучателей, в частности ансамбля
раскрывающихся в очаге трещин, и реализа-
ции своеобразного эффекта «когерентного»
усиления создаваемого или суммарного сиг-
нала [Сурков, 2000]. При этом основное вни-
мание традиционно уделялось CНЧ-диапазону
(300 Гц—3 кГц) или еще более низким частотам,
скин-глубина на которых в реальных геоэлек-
трических условиях может превышать десятки
километров [Гохберг и др., 1988]. Что касается
ЭлекТромаГНИТНая ЭмИССИя лИТоСферы: ВСеГда лИ мы адекВаТНо ТракТуем ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 7
использования с этой целью радиоизлучения
с частотами десятки и сотни кГц и выше, то
характерная мощность скин-слоя будет состав-
лять первые сотни метров, и электромагнитные
возмущения этого типа из-за сильного погло-
щения не могут выйти из глубинных очагов на
дневную поверхность. В итоге сформировалось
представление о том, что регистрируемое на
поверхности Земли излучение скорее всего
соответствует электромагнитным процессам,
протекающим, в основном, вблизи этой гра-
ницы [Гохберг и др., 1988, с. 17]. Но в припо-
верхностном слое «…трудно найти достаточ-
ное число источников радиоэмиссии и еще
труднее связать ее с процессом подготовки
землетрясения» [Сурков, 2000, с. 118]. Таким
образом, скептицизм большинства исследо-
вателей в отношении связи этого излучения
с землетрясениями, по мнению В. В. Суркова,
достаточно обоснован и было бы преждевре-
менным обсуждать эти явления.
В рассматриваемом контексте обратим
внимание на важное обстоятельство: при рас-
смотрении вопросов распространения возму-
щений этого типа земная кора принималась в
качестве пассивного континуума. Это — по-
ристая влагонасыщенная среда, обладающая
магнитной структурой и находящаяся в под-
магничивающем поле земного ядра. Именно
применительно к такой модели реальной среды
А. В. Гульельми и В. Т. Левшенко предложили
общее уравнение генерации электромагнит-
ных сигналов литосферного происхождения и
проанализировали эффективность механизмов
генерации [Левшенко, 1995; Гульельми, 2007].
Разумеется, в рамках классической электро-
динамической теории нет особых причин для
сомнений или беспокойства по этому поводу.
Использование такой модели вполне допусти-
мо и оправдано, но, как оказалось, далеко не
всегда. Как свидетельствует обширный на-
турный эксперимент, в суммарном излуче-
нии присутствует составляющая, обладающая
специфическими свойствами и нуждающаяся
в более подробном рассмотрении [Богданов
и др., 2003; 2009а,б; Шуман, 2007; 2008; 2010а;
Старостенко и др., 2009]. И, прежде всего, это
касается электродинамической модели гео-
среды — активной диссипативной структуры
[Шуман, 2010в,г]. Согласно В. Т. Левшенко
[Левшенко, 1995], теоретические подходы к
анализу спонтанных литосферных сигналов
этого типа неизвестны и в схеме классифика-
ции, предложенной им, обозначены значком ?.
Кажется очевидным, что одним из перспек-
тивных направлений исследований этого типа
является подход, основанный на идеях нели-
нейной динамики. Концептуальная новизна
данного подхода состоит в том, что проблему
генерации и распространения электромагнит-
ного шума литосферы предполагается решать в
рамках распределенных возбудимых сред (дис-
сипативных структур) с учетом многообразия
механоэлектромагнитных преобразований и
эмпирических закономерностей, свидетель-
ствующих о связи характеристик излучения со
структурой и динамикой геосистем, которые
не могут быть поняты и объяснены в рамках
классической теории скин-эффекта. Ясно, что
в этом случае на передний план выступают
неустойчивые системы и возбудимые среды,
демонстрирующие большое разнообразие ти-
пов поведения и самоорганизации.
Некоторые результаты эксперименталь-
ных исследований последних лет. В послед-
ние годы с использованием в качестве носи-
теля измерительной аппаратуры наземные,
воздушные и водные виды транспорта ООО
«Юг-нефтегазгеология» выполнен большой
объем точечных, профильных и площадных
исследований по регистрации электромагнит-
ного излучения на земной поверхности и над
нею, являющихся уникальными как по объему
и географии, так и по характеру полученной
информации [Богданов и др., 2007; 2009а,б;
Старостенко и др., 2009; Коболев, 2011; Шуман
и др., 2011]. Регистрация излучения осущест-
влялась измерительным комплексом «Астро-
гон», включающим регистратор, приемник
GPS и интерфейсный адаптер, обеспечиваю-
щим высокую технологичность и автономность
проведения измерений. Регистратор измеряет
интенсивность импульсного потока, отобража-
ющего количество импульсов электромагнит-
ного излучения в единицу времени (обычно 1 с)
с амплитудой, превышающей заданный порог
(обычно выше 5 мкВ). На основе современной
элементной базы и цифровой обработки дан-
ных удалось достичь высокой точности (±5 %)
и большого динамического диапазона (0,055—
15 нТл) измерений параметров геомагнитных
флуктуаций в диапазоне частот 1,5—70 кГц (по
уровню 3 дБ) [Богданов и др., 2009а]. Силами
ООО «Юг-нефтегазгеология» с использовани-
ем комплекса «Астрогон» и самолета Х-32-912
выполнены измерения распределения интен-
сивности излучения на региональном профиле
МОГТ Лозовая—Шебелинка—Старопокровка
длиной 190 км, вдоль линии регионального
профиля ГСЗ «DOBRE» от восточной границы
В. Н. ШумаН
8 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
Украины через Донбасс до Азовского моря
длиной 360 км в двух направлениях (с северо-
востока на юго-запад и обратно) на высотах 300
и 800 м [Старостенко и др., 2009].
Выполнен значительный объем измерений
на серии профилей, пересекающих береговую
линию Тарханкутского полуострова в субши-
ротном направлении, а также вдоль линии суб-
широтного профиля, пересекающего струк-
туру Субботина на Прикерченском шельфе
Черного моря и на южном окончании профиля
«DOBRE» [Шуман и др., 2011].
Проведены измерения интенсивности из-
лучения вдоль одного и того же профиля в
северо-западной части Черного моря в 2007 и
2010 гг. соответственно с борта НИС «Влади-
мир Паршин» [Богданов и др., 2007] и «Профес-
сор Водяницкий» [Коболев, 2011]. Отмечается
высокое сходство полученных записей. Полу-
ченные результаты измерений сопоставлялись
с имеющимися сейсмогеологическими разре-
зами вдоль этих профилей [Старостенко и др.,
2009; Шуман и др., 2011].
Эти результаты позволяют сделать следую-
щие выводы:
− в составе регистрируемого суммарного
сигнала на земной поверхности, над нею,
на уровне моря и над ним значительную
долю составляет компонента литосферно-
го происхождения;
− распределение интенсивности излуче-
ния вдоль профилей обладает упорядо-
ченной структурой, тесно связанной со
строением и динамикой геосреды, при
этом пространственные размеры и фор-
ма аномалий может служить основой для
восстановления элементов геометрии гео-
логических объектов;
− геологические объекты, с которыми свя-
заны аномалии интенсивности радио-
излучений, регистрируемые на дневной
поверхности и над нею, располагаются,
в том числе, и на глубинах, значительно
превосходящих мощность скин-слоя в
рассматриваемом диапазоне частот;
− и, наконец, возможно, главный резуль-
тат экспериментальных исследований
последних лет — это возможность полу-
чения информации о структуре геосреды
под морским дном.
Заметим, что по крайней мере часть из при-
веденного перечня выводов подтверждается и
экспериментальными данными, полученными
другими авторами и в других регионах [Ершов,
Новик, 2008; Ершов и др., 2010; Паламарчук,
Кирейтов, 2010]. Спутниковые измерения
электромагнитного излучения в диапазоне
частот 0,1—20 кГц также указывают на то, что
каждый тип структуры литосферы характе-
ризуется особым характером распределения
интенсивности излучения [Ларина и др., 2001].
Приведенные аргументы качественно ме-
няют существо дела. Предельно ясно, что не-
обходимы качественно новые представления
и модели генерации и распространения излу-
чений, которые бы позволили анализировать
их пространственно-временную структуру и
механизмы выхода на дневную поверхность.
В итоге вырисовывается набор интересных
вопросов, решение которых, очевидно, по-
требует более детального, чем это обычно при-
нималось, понимания свойств геосреды и ее
электродинамического описания, расширен-
ных модельных представлений о механизмах
и типах механоэлектромагнитных преобразо-
ваний [Шуман, 2010в,г].
Геосреда и ее теоретические модели. В
предыдущем разделе внимание концентриро-
валось на наиболее существенных результатах
экспериментального исследования электро-
магнитных флуктуаций радиоволнового диапа-
зона, регистрируемых на поверхности Земли,
важных с точки зрения понимания проблемы
их физических механизмов генерации и рас-
пространения. Следующий ее аспект — какова
роль геосреды и ее строения в этом процессе.
Как известно, геосреда — очень специфи-
ческий объект исследования [Даниленко, 1992;
Старостенко и др., 2001; Садовский, 2004; Ду-
бровский, Сергеев, 2006; Гуфельд, 2007; Ста-
ховский, 2007; Кисин, 2008; Геншафт, 2009 и
др.]. Это — несплошная, неоднородная, неизо-
тропная структура, разбитая на блоки разной
величины. Основная ее особенность — ие-
рархическое распределение по размерам ее
элементов (блоков), перемещающихся как еди-
ное целое и взаимодействующих в процессе
перемещения. Эти перемещения сосредоточе-
ны, в основном, вдоль их границ и включают
процессы дробления, деформации и пласти-
ческого течения отдельностей, зацепления
механической и физико-химической природы,
объемного деформирования и разрушения в
пограничных областях блоков. Анализ акусто-
сейсмоэлектромагнитной шумовой активности
показывает ее высокую энергонасыщенность.
Неоднородность геосреды, насыщенность
флюидами, действие приливных деформаций
в системе Земля—Луна—Солнце, эндогенная
активность Земли отражаются в непрерывном
ЭлекТромаГНИТНая ЭмИССИя лИТоСферы: ВСеГда лИ мы адекВаТНо ТракТуем ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 9
изменении геофизических, гидрогеохимиче-
ских и других полей на разных ее масштабных
уровнях. При этом в качестве основного пере-
менного фактора, определяющего текущую
нестабильность геосреды вблизи состояния,
близкого к критическому, очевидно может слу-
жить восходящий поток легких газов (водород,
гелий), а изменчивость ее параметров, которая
может быть быстрой, является результатом
его непрерывного взаимодействия с твердой
фазой литосферы [Гуфельд, 2007; Кисин, 2008].
Существенно, что энергия дегазации может
быть эффективно переброшена вдоль шов-
ных зон и глубинных разломов, быстро скон-
центрирована и высвобождена со скоростью
«взрывной или детонирующей волны» [Вол,
Гилат, 2006].
Геосреда является активной. Согласно [Ва-
сильев и др., 1979], характерные признаки ак-
тивных сред:
− наличие распределенного источника
энергии или веществ, богатых энергией;
− каждый ее элемент находится в состо-
янии, далеком от термодинамического
равновесия;
− связь между элементарными объемами
осуществляется за счет процессов пере-
носа.
Разумеется, при этом приходится рассма-
тривать процессы в дискретной (блочной) сре-
де и учитывать ее твердую, жидкую и газовые
компоненты.
Геосреда — хороший пример открытой
неравновесной системы со множеством са-
моорганизующихся структур. При этом под
структурой системы (пятном организации,
блуждающим по среде) обычно понимают
способ организации ее элементов и характер
связей между ними. Как известно [Кадомцев,
1994], для самоорганизации необходимо нали-
чие двух элементов — энергии и негэнтропии
(энтропии с обратным знаком). В литосфере
самым мощным источником как энергии, так
и негэнтропии является тепловой поток из
земных недр. Он и приводит в действие меха-
низмы самоорганизации в ней.
В любой реальной системе, в том числе гео-
среде, всегда идут необратимые диссипатив-
ные процессы (диффузия, вязкость, теплопро-
водность, химические реакции, фазовые пере-
ходы). Отличительные признаки нелинейных
диссипативных систем — волновая (автоволно-
вая) и резонансная природа процессов, боль-
шая роль малых возмущений. Такие системы
способны формировать различные (в том числе
и хаотические) пространственно-временные
структуры активности, представляющие собой
импульсы и фронты возбуждения, неустой-
чивость которых приводит к установлению в
системе самоподдерживающихся колебаний с
определенной пространственной конфигура-
цией [Васильев и др., 1979]. При этом каждый
из элементов системы генерирует последова-
тельность импульсов возбуждения с различ-
ным интервалом следования.
Заметим, что термин «автоволновые им-
пульсы» подчеркивает тот факт, что их харак-
теристики (форма, скорость распространения)
определяются, прежде всего, параметрами
среды и практически не зависят от начальных
и граничных условий. К настоящему времени
известны следующие типы автоволновых про-
цессов — бегущие импульсы, стоячие волны,
синхронные колебания во всем пространстве,
квазистохастические волны, диссипативные
структуры (стационарное неоднородное рас-
пределение переменных в пространстве)
[Васильев и др., 1979]. Установлены также
спиральные (геликоидальные) автоволны —
незатухающие низкочастотные колебания,
обусловленные магнитным полем в среде
распространения (магнитным полем земного
ядра, если речь идет о геосреде) [Давыдов и
др., 1991]. Напомним, что термин «диссипа-
тивная структура» подчеркивает термодина-
мический аспект проблемы — диссипативные
структуры рождаются и существуют в термо-
динамических активных системах за счет дис-
сипативных процессов утилизации энтропии
и энергии.
Известны разнообразные источники ав-
тогенерации волн в активных средах. В част-
ности, в неоднородных средах источником
бегущих волн могут быть области, в которых
собственная частота колебаний выше, нежели
в окружающем их пространстве. Иначе гово-
ря, если имеется область, собственная частота
колебаний которой выше, чем в окружающем
ее пространстве, то из нее будут распростра-
няться бегущие волны. При наличии в среде
нескольких таких источников среда синхро-
низируется самым высокочастотным из них
[Васильев и др., 1979, с.638]. В итоге форми-
руется и «выживает» наиболее устойчивая,
геометрически простая конфигурация со стоя-
чими волнами.
При рассмотрении систем с диссипацией,
и в особенности возникновения флуктуаций
их параметров, особая роль принадлежит зна-
менитой флуктуационно-диссипативной тео-
В. Н. ШумаН
10 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
реме статистической физики, связывающей
спонтанные флуктуации параметров системы
с ее диссипативными свойствами [Ландау, Лив-
шиц, 1976, 1978; Кадомцев, 1994; Ильинский,
Келдыш, 1989]. Ее смысл состоит в том, что ме-
ханизм любой диссипации является одновре-
менно и механизмом рождения флуктуаций.
Именно благодаря этому балансу флуктуации
в диссипативной системе никогда не исчезают,
а поддерживаются на уровне, диктуемом ее
дискретностью.
И, наконец, остановимся еще на одном важ-
ном аспекте проблемы — учете фрактальной
структуры среды [Лукк и др., 1996; Мухамедов,
1992]. Без преувеличения можно сказать, что
если вещество не находится в газообразном
или кристаллическом состоянии, то оно имеет
в некотором диапазоне масштабов фракталь-
ную структуру [Зосимов, Лямшев, 1995]. И
хотя, на первый взгляд, фрактальные свой-
ства, казалось бы, и не относятся к основным
параметрам объектов или процессов, наличие
фрактальной структуры может принципиально
изменить их свойства. В частности, в качестве
примера можно указать на отличие упругого
поведения фрактальных сред от поведения,
описываемого в рамках классической теории
упругости сплошных сред, которое состоит
в зависимости упругих модулей от масштаба
деформации [Зосимов, Лямшев, 1995]. Дру-
гое отличие связано с их взаимодействием с
электромагнитными волнами: фрактальные си-
стемы, как правило, обладают более высокими
удельными излучательными параметрами, чем
сплошные системы. Иначе говоря, образова-
ние фрактальных агрегатов в таких системах
резко увеличивает мощность генерируемого
ими излучения [Смирнов, 1993]. Другие про-
явления фрактальных структур в излучении
связаны с флуктуациями излучения фракталь-
ных систем [Мухамедов, 1992].
Напомним в этой связи, что излучение
фрактальных моделей, с одной стороны, свя-
зано с исследованием волновых процессов во
фрактальных структурах, а с другой — фрак-
тальных структур, присущих волновым по-
лям. В свою очередь, волновые процессы во
фрактальных структурах также можно услов-
но разделить на два типа. Это, во-первых, рас-
пространение волн во фрактальных структу-
рах, когда фрактал — среда распространения.
Во-вторых, это — рассеяние и излучение волн
фрактальными структурами. Важное значение
здесь имеет понятие фрактона — локализован-
ного колебательного состояния на фракталах.
В частности, теория фрактонов способству-
ет решению проблемы спектра колебаний и
условий локализации возмущений [Зосимов,
Лямшев, 1995]. Фундаментальным результа-
том является также то обстоятельство, что
эволюция фрактальных систем описывается
интегро-дифференциальными уравнениями
нецелевого порядка [Нигматуллин, 1992].
Согласно приведенным представлениям и
попытаемся далее рассмотреть проблему гене-
рации и распространения электромагнитных
флуктуаций литосферного происхождения,
дополняя и развивая, таким образом, суще-
ствующие подходы к ее решению [Шуман,
2010в,г]. Очевидно, в рассматриваемом контек-
сте подходы, основанные на идеях нелинейной
динамики, являются одними из перспективных
направлений дальнейших исследований этих
явлений. Сложность задач состоит, с одной
стороны, в том, что необходимо учитывать воз-
можность различного физического содержа-
ния процессов генерации электромагнитных
флуктуаций на разных уровнях геометрически
самоподобной блоковой системы, а с другой
— наличие механизмов, трансформирующих
энергию колебаний в низкочастотную и высо-
кочастотную области спектра.
Флуктуационно-диссипативный электро-
магнитный шум литосферы. Как известно,
модель геосреды в виде активной блочно-
иерархической системы, помимо существен-
ного приближения к реальности с точки
зрения описания ее физико-механических
свойств, обладает еще одним важным каче-
ством: восходящий поток легких газов и запол-
ненное флюидами межблочное пространство
позволяют понять причины многочисленных
сейсмоакустических и электромагнитных яв-
лений, наблюдаемых при деформировании
горных пород [Садовский, 2004; Гуфельд,
2007]. Изменения структуры, напряженно-
деформированного состояния и механических
свойств, вызванных блоковыми движениями,
в свою очередь определяют вариации флюидо-
динамического режима, режима релаксаци-
онных процессов, тепловых и эманационных
потоков из недр, условий разделения электри-
ческих зарядов и нарушения токовых систем.
В геосреде оказывается возможным быстрое
нарастание процессов в течение коротких про-
межутков времени, в свою очередь сопрово-
ждаемых возникновением контактной разно-
сти потенциалов и появлением электрических
зарядов на поверхностях пор, капилляров и
трещин, образованием двойных электриче-
ЭлекТромаГНИТНая ЭмИССИя лИТоСферы: ВСеГда лИ мы адекВаТНо ТракТуем ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 11
ских слоев. В итоге, электродинамика такой са-
моорганизующей системы оказывается тесно
связанной с ее механикой, флюидодинамикой,
термодинамикой. Напомним в этой связи: если
в течение некоторого промежутка времени
система, содержащая электрические заряды,
дипольные источники, испытывает перестрой-
ку, то в течение этой перестройки система
неизбежно излучает электромагнитные волны.
Заметим, что ввиду сложности проблемы
в этой области на данном этапе исследования
флуктуаций нет достаточно развитых общих
подходов, но есть характерные частные при-
меры. Один из них касается анализа флуктуа-
ций акустической эмиссии в процессах пере-
стройки структуры горных пород [Мухамедов,
1992]. Предполагается, что источниками сейс-
моакустической эмиссии являются фронты
переупаковки пород или фронты критичности.
При этом критическое состояние на фрон-
те возникает самопроизвольно при внешних
энергетических воздействиях, а в качестве
модели фронта самоорганизованного крити-
ческого состояния предлагается использовать
фронты градиентной скалярной перколяции
[Гийон и др., 1991].
Один из аспектов перколяции внедрения
— акустические шумы или всплески, возни-
кающие в результате продвижения фронта
внедрении по пористой среде. Физически яв-
ление можно представить себе следующим
образом: внедрение флюида порождает расту-
щий перколяционный кластер, расширение ко-
торого происходит нерегулярными скачками,
связанными с заполнением трещин, карманов
и пор с большим радиусом [Гийон и др., 1991;
Мухамедов, 1992]. Заметим, что это — универ-
сальный эффект, не требующий каких-либо
специфических условий образования, а обу-
словлен только наличием диффузии флюида
(реагента).
Другой аспект проблемы: с фронтом само-
организованной критичности (градиентной
перколяции) может быть связано формирова-
ние фронта волны (автоволны) тензора ком-
плексной диэлектрической проницаемости,
обусловленного появлением, раскрытием и
закрытием трещин, изменением структуры
порового пространства, перераспределением в
нем флюидов, изменением порового давления
и другими факторами. Но, как известно, если
электрическая проницаемость среды, окру-
жающей заряд, изменяется в пространстве
или во времени, возникает переходное излу-
чение (рассеяние) [Гинзбург, Цытович, 1984].
В итоге волны комплексной диэлектрической
проницаемости, рассеивающиеся на отдель-
ных зарядах, сгустках зарядов, электрических
диполей и других рассеивателях, присутствую-
щих или появляющихся в геосреде в процессе
распространения фронта самоорганизованной
критичности, порождают электромагнитные,
а в принципе, и другие типы волн [Гинзбург,
Цытович, 1984].
Заметим, что процесс излучения в нестаци-
онарной среде (переходное рассеяние) — это
классическое явление, имеющее аналоги и в
акус тике, и в механике. Однако для низко час-
тот ных волн диэлектрической проницаемос ти
рас сеивания возможно только в том случае,
ес ли их частота лежит в области прозрачности
сре ды для электромагнитных волн соответст-
вую щей частоты [Гинзбург, Цытович, 1984].
Но, как известно, в неоднородной среде нет
бегущих (распространяющихся) волн — волны
являются стоячими [Раутиан, 2008]. Далее, как
уже отмечалось, колебательная неустойчивость
приводит к образованию стоячих волн [Васи-
льев и др., 1979], что, вообще говоря, меняет
существо дела: флуктуационно-диссипативная
теорема связывает спонтанные флуктуации па-
раметров системы с ее диссипативными свой-
ствами, в частности спектральную плотность
флуктуаций сторонних токов с антиэрмитовой
частью тензора диэлектрической проницае-
мости вещества:
ij ij iji′ ′′ε = ε + ε
[Ильинский, Келдыш, 1989].
Важную роль в генерации таких связанных
акустоэлектромагнитных возмущений игра-
ет такое фундаментальное свойство геосре-
ды, как нелинейность. Многообразие причин
нелинейности можно свести к двум типам. В
первом из них нелинейность является «врож-
денной», т.е. является следствием внутренних
причин. Во втором случае нелинейность яв-
ляется «привнесенной». К этому типу обычно
относят системы со значительным энерговы-
делением или энергонасыщением, высокотем-
пературные процессы, волны со значительной
амплитудой. При этом нелинейность может
быть или распределена в объеме среды, или
сосредоточена в ее ограниченной области.
Существенное обстоятельство — весьма силь-
ное (на 2 — 4 порядка!) возрастание акустиче-
ской нелинейности, обусловленное наличием в
структуре среды компонент с резко контрасти-
рующими свойствами. Характерный пример
таких «контрастно-мягких» дефектов — это
В. Н. ШумаН
12 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
трещины. Ясно, что описание таких сред, в том
числе генерации и распространения эмиссий,
требует привлечения новых физических и ма-
тематических моделей с учетом накопленной
средой энергии, связей между сейсмоакусти-
ческим и электромагнитным полями, между
энергетическими параметрами химического
потенциала геосреды и ее флюидонасыщенно-
стью [Гуфельд, Матвеева, 2001; Дмитриевский,
Володин, 2006; Гуфельд, 2007; Геншафт, 2009].
К новому видению проблемы генерации и
распространения электромагнитных флуктуа-
ций привело и появление нового направления
в электромагнитной теории — фрактальной
электродинамики материальных сред, объеди-
няющей фрактальную геометрию и электро-
магнетизм [Болотов, 2002; Боголюбов и др.,
2009; Потапов, 2009; Тарасов, 2011]. Ее предмет
составляет изучение электромагнитных про-
цессов в пространстве, заполненном веще-
ством с фрактальной структурой. К фракталь-
ным структурам обычно относят фрактальные
кластеры, фрактальные поверхности, перко-
ляционные кластеры и другие образования,
наблюдаемые в эксперименте [Болотов, 2002].
Трудности электродинамического описания
фрактальных сред обусловлены зависимостью
их макроскопических электромагнитных па-
раметров — диэлектрической ε и магнитной
µ проницаемостей и проводимости σ — от
рассматриваемого объема, что делает невоз-
можным применение стандартной модели
сплошной среды, в которой они определяются
однозначно для физически бесконечно малых
объемов. В итоге ключевым элементом здесь
является процедура усреднения, построение
которой оказывается возможной с использова-
нием фрактальных и мультифрактальных мер
[Болотов, 2002; Боголюбов и др., 2009]. Заме-
тим далее, что последовательное определение
диэлектрической и магнитной проницаемо-
стей подразумевает однозначное разбиение
индуцируемого в среде тока на части, одна
из которых ответственна за электрическую
поляризацию, а другая — за намагничение
[Бредов и др., 1985]. Но в геосреде, как прави-
ло, присутствуют флуктуации материальных
свойств различных масштабов. В итоге ток в
некоторой точке среды, вообще говоря, может
давать вклад в электрическую поляризацию на
одном масштабе усреднения и в намагничен-
ность на другом [Виноградов, 2002]. В этом
смысле вопрос о многообразии материальных
уравнений для сред с фрактальной структурой
в некотором диапазоне масштабов известной
степени остается открытым. Не известны и
сколь-нибудь продвинутые статистические
характеристики фрактальных структур, хотя
для реальных сред самоподобие и следует по-
нимать в статистическом смысле — статисти-
ческие характеристики расположения элемен-
тов одного масштаба во фрагменте большего
масштаба не зависят от абсолютных значений,
а определяются только их отношением.
В настоящее время существует несколько
направлений в развитии аппарата электроди-
на мики фрактальных сред. Все они основаны
на фрактальных (канторовых) мерах [Боло-
тов, 2002; Боголюбов и др., 2009]. Как уже упо-
миналось, фундаментальным результатом здесь
является тот факт, что электромагнитные по ля
во фрактальных средах в общем случае де-
монстрируют дробно-степенную релаксацию.
В рассматриваемом контексте изучения ме-
ханизмов генерации и распространения элек-
тромагнитных возмущений в геосреде интерес
представляет переходное фрактальное рас-
сеяние, связанное с фрактальностью электро-
динамических структур [Болотов, 1998; 2002].
Так, в работе [Болотов, 2002] вместо обычно
анализируемого изменения диэлектрической
проницаемости по гармоническому закону
[Гинзбург, Цытович, 1984]
( )0 1 0 0cos tε = ε + ε −ωk r
рассмотрена задача переходного рассеива-
ния всплеска диэлектрической проницаемости
вида на покоящемся заряде:
( ) ( )0 1 0 0, t tξε = ε + ε γ −ωr k r ,
где ε0 — невозмущенная диэлектрическая про-
ницаемость среды, в которой находится заряд;
ε1 — изменениеε, обусловленное прохожде-
нием волнового фронта; ω0 и k0 — частота и
волновой вектор волны; γξ — функция дис-
сипативного всплеска, основная особенность
которой — связь ее фурье-представления со
множеством Кантора.
Функция Кантора — это ограниченная
сверху и снизу монотонная неубывающая
функция, постоянная на удаленных из отрез-
ка [0,1] интервалах и меняющаяся скачком
в точках канторова дисконтинуума («черто-
ва лестница») [Болотов, 1998; 2002]. Важно,
что такой достаточно сложный вид всплеска
диэлектрической проницаемости может фор-
мироваться, например, ударными волнами,
распространяющимся фронтом концентрации
флюидной фазы и др. Установлено, что дисси-
пативный всплеск диэлектрической проницае-
ЭлекТромаГНИТНая ЭмИССИя лИТоСферы: ВСеГда лИ мы адекВаТНо ТракТуем ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 13
мости рассматриваемого типа при рассеянии
на покоящемся заряде формирует широко-
диапазонный фрактальный спектр электромаг-
нитного излучения, частоты которого сосредо-
точены в точках множества Кантора [Болотов,
2002]. Сама же структура спектра колебаний
определяется масштабами, ограничивающими
диапазон проявления фрактальных свойств
среды и значением спектральной размерности.
Следует заметить, что распространяющий-
ся фрактальный фронт всплеска диэлектриче-
ской проницаемости рассматриваемого типа
является недифференцируемым и, вообще
говоря, не имеет нормали. По этой причине
становятся проблематичными или исключа-
ются вообще такие привычные понятия, как
«лучевая траектория» или «лучевая оптика».
Тем не менее переходное фрактальное рассея-
ние является, очевидно, одним из источников
широкополосного электромагнитного излуче-
ния, регистрируемого на земной поверхности,
которое может быть использовано для диа-
гностики хаотической динамики геосреды, ее
структуры, решения других актуальных задач
геологии и геофизики. Видно также, что идеи
перколяции и фрактальной геометрии имеют
широкий спектр областей применения, отнюдь
не сводящихся к вряд ли прямо применимой
ситуации стандартной фрактальной геометрии
[Гийон и др., 1991].
Правомерна постановка следующего вопро-
са: имеются ли прямые экспериментальные
свидетельства в пользу обоснования предло-
женной И. Л. Гуфельдом концепции динамиче-
ски неустойчивой геосреды? Очевидно, ответ
должен быть положителен, хотя, разумеется, в
проблеме планетарной дегазации Земли следу-
ет различать ряд существенных обстоятельств,
отличающих поведение горных пород в есте-
ственном залегании от лабораторных экспери-
ментов на их образцах [Гуфельд, 2007; Гуфельд,
Матвеева, 2011].
Как свидетельствует лабораторный экс-
перимент, при имплантации легких газов в
горные породы в них происходят структур-
ные перестройки и аморфизация структуры,
формируется газовая пористость, изменяют-
ся физико-механические свойства [Гуфельд,
Матвеева, 2011]. Они оказываются весьма
чувствительными к парциальному давлению
легких газов в окружающем пространстве и к
распределению их в кристаллической струк-
туре и газовых порах. Общим следствием им-
плантации легких газов является формирова-
ние внутреннего напряженного состояния,
проявляющегося в эффектах ползучести и
изменении объема [Гуфельд, 2007].
Следует упомянуть также результаты ис-
следований по генерации акустической эмис-
сии при разрушении насыщенного водоро-
дом металлического образца, выполненные
G. Gannelli, R. Cantelli, A. Corsero (Phys. Rev. Lett.
70. 3923, 1993), приведенные в обзоре [Зосимов,
Лямшев, 1995]. Насыщение образца водородом
осуществлялось при высокой температуре, а
его разрушение (образование микротрещин)
происходило в результате охлаждения. В част-
ности, установлено распределение амплитуд
импульсов акустической эмиссии вида N=A–0,9,
причем такая зависимость выполнялась на
интервале значений амплитуд более чем в два
порядка.
Заметим, что как в лабораторных, так и в
натуральных экспериментах по регистрации
электромагнитной эмиссии обычно ограничи-
ваются измерением числа импульсов в единицу
времени (обычно 1 с). Такой способ измерений
имеет определенные преимущества по срав-
нению с измерением интенсивности сигнала
(его огибающей), поскольку он чувствителен
к изменению количества излучателей в среде.
Но при регистрации интегральной интенсив-
ности потока импульсов не удается иденти-
фицировать реальный вид высокочастотного
сигнала, что затрудняет изучение механизма
его генерации и расположения источников в
среде. Отсутствует также анализ фрактальных
параметров системы, информация об ее архи-
тектуре и принципах межсистемных взаимо-
действий, что существенно снижает эффектив-
ность ее диагностики и затрудняет понимание
протекающих в ней процессов.
О взаимодействии свободных зарядов гео-
среды с электромагнитным полем. В свете
упомянутых представлений о геосреде как
своеобразной электродинамической системе,
механизмах генерации и распространения в
ней электромагнитных возмущений, представ-
ляется уместным рассмотреть более подробно
особенности взаимодействия присутствующих
в геосреде зарядов с электромагнитным полем.
Как известно, задача о взаимодействии
электромагнитного поля с веществом долж-
на быть самосогласованной, т. е. учитывать
воздействие поля на вещество, и наоборот,
вещества на поле. Последнее обстоятельство
в классической электродинамической теории
обычно учитывается путем введения матери-
альных констант — диэлектрической и магнит-
ной проницаемости, показателя преломления,
В. Н. ШумаН
14 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
линейной восприимчивости. Эти константы
(или тензоры), вводимые феноменологически,
и позволяют решать задачи о распространении
электромагнитного поля в материальной среде
[Бредов и др., 1985].
В том случае, если представляется целесо-
образным разделить наведенные в среде токи
на ток свободных носителей, ток поляризации
связанных зарядов и вихревой ток намагни-
чения, удобно ввести векторы электрической
индукции D(r,t)=E(r,t)+4πP(r,t) и напряжен-
ности магнитного поля H(r,t)=B(r,t)–4πM(r,t).
При этом в поляризации среды P(r,t) можно
учесть вклад токов свободных и связанных
носителей или только вклад тока связанных
носителей, выделяя ток свободных носителей
заряда. Тогда вектор намагниченности будет
определять вихревые токи, а система уравне-
ний Максвелла в среде может быть записана
в форме [Бредов и др., 1985]
1 ( , )rot ( , ) tt
c t
∂
= −
∂
B rE r , div ( , ) 0t =B r ,
ext
1 ( , ) 4rot ( , ) ( , )tt t
c t c
∂ π
= +
∂
D rH r J r , (1)
extdiv ( , ) 4 ( , )t t= πρD r r ,
где Jext(r,t) — сторонние токи, которые могут
быть обусловлены и неэлектромагнитными
явлениями. Индуцированные токи и заряды
в общем случае являются функционалами на-
пряженностей полей, которые, в свою оче-
редь, определяются суммой индуцированных
и сторонних токов и зарядов. Используя далее
разложение Фурье и считая, что все интегралы
и производные полей в уравнениях Максвелла
понимаются в смысле сходимости по вероят-
ности или в среднем квадратичном:
( ) ( ) exp( )
2
dt A i t
+∞
−∞
ω
= ω − ω
π∫A ,
где A=E,H,D,B,J,ρ, система (1) для спектральных
амплитуд примет вид
rot ( , ) ( , )i
c
ω
ω = ωE r B r , div ( , ) 0ω =B r ,
ext
4rot ( , ) ( , ) ( , )i
c c
ω π
ω = − ω − ωH r D r J r , (2)
extdiv ( , ) 4 ( , )ω = πρ ωD r r .
Как известно, уравнение движения элек-
трона (или иной заряженной частицы) в элек-
тромагнитном поле имеет вид
[ ]( , ) ( , )dp ee t t
dt c
= + ×E r v H r , (3)
где p — импульс электрона.
Для скоростей ν<<c имеем
m=p v , dv
dt
=
r ,
[ ]
2
2 ( , ) ( , )d em e t t
cdt
= + ×
r E r v H r . (4)
Следуя работе [Ильинский, Келдыш, 1989],
проанализируем поведение свободного заряда
в поле стоячей волны, положив
( , ) ( ) cost t= ωE r E r , ( , ) ( )sint t= ωH r H r . (5)
Ограничиваясь в уравнении (4) только чле-
нами первого порядка по ν/с, когда силой Ло-
ренца можно пренебречь и не учитывать за-
висимость электрического поля от координаты
электрона r, после усреднения приходим к
уравнению [Ильинский, Келдыш, 1989]
2 2
2
2 ( )
4
d em
dt
= − ∇
πω
r E r ,
из которого следует, что на электроны в сред-
нем действует сила, выталкивающая их из об-
ласти максимальных значений поля, что ведет
к их локализации в областях узлов электриче-
ского поля.
В случае движения электрона в поле бегу-
щей волны
( , ) cos( ) xt E t kz= ω −E r e ,
( , ) cos( ) yt H t kz= ω −H r e ,
где ex, ey — единичные векторы поляризации
вдоль осей x, y, уравнение движения электрона
(4) в координатной форме примет вид [Ильин-
ский, Келдыш, 1989]
( )1 coszvmx eE t kz
c
= − ω −
&& ,
0my =&& ,
( )cosxev
mz E t kz
c
= ω −&& . (6)
В нулевом приближении ускорение элек-
трона направлено по оси ν/c. Электрон при
этом совершает колебание вдоль оси x и из-
лучает с интенсивностью
22
3
1
3
e
mc
ε =
E .
ЭлекТромаГНИТНая ЭмИССИя лИТоСферы: ВСеГда лИ мы адекВаТНо ТракТуем ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 15
В следующем порядке по ν/c с учетом силы
Лоренца в уравнении движения по оси z
2 2 2 2
cos sin sin 2
2
e E e Emz t t t
m c m c
= ω ω = ω
ω ω
&& .
Следовательно, в первом приближении по
ν/c электрон колеблется вдоль оси z с удво-
енной частотой 2ω. В целом же, с учетом ко-
лебаний по оси x, он описывает восьмерку в
плоскости xz.
Ситуация существенно меняется при на-
личии подмагничивающего поля H0. В этом
случае, считая электроны в среде свободными
и пренебрегая ее магнитными свойствами,
уравнение движения для электронов (4) может
быть записано в виде
0
em e v
c
= + ×r E H&& , (7)
где Е — электрическое поле электромагнит-
ной волны, а H0 — постоянное и однородное
подмагничивающее поле (поле земного ядра).
Полагая далее, что волновой вектор поля па-
раллелен вектору H0, проектируя уравнение
движения на оси координат и решая эти урав-
нения, приходим к следующему выражению
для диэлектрической проницаемости среды
распространения [Бредов и др., 1985, с. 338]:
( )
2
1 p
c
±
ω
ε = −
ω ω ωm
, (8)
где 24p ne mω = π — плазменная частота, n
— концентрация электронов, 0c eH mcω = —
циклотронная частота.
Из уравнения (8) следует, что при условии
ω<ωc ε+>1 и является действительной величи-
ной. В этом случае в среде может распростра-
няться волна с соответствующей циркулярной
поляризацией. Ясно, что такая волна является
в этом частотном диапазоне слабозатухаю-
щей. Это означает, что бесстолкновительное
затухание сильно подавлено, так как магнит-
ное поле H0, искривляя траекторию движе-
ния электронов, препятствует их длительному
нахождению в фазе с волной. Такие слабо-
затухающие относительно низкочастотные
колебания, всецело обусловленные наличием
подмагничивающего поля H0 в среде распро-
странения, получили название геликоидальных
(спиральных) электромагнитных волн. Эти
соображения представляются важным также
с точки зрения возможности формирования и
распространения в геосреде геликоидальных
автоволн.
Как уже отмечалось, возможность их рас-
пространения на расстояния, значительно
превосходящие мощность скин-слоя, с точки
зрения теории и нормальных волн связано
с двумя факторами — наличием в среде рас-
пространения немонотонной зависимости фа-
зовой скорости с глубиной и возможностью
раскрытия промежуточного «дисперсионного»
окна [Шуман, Богданов, 2008]. Его появление
— экспериментальный факт.
Заключение. Исследование геомагнитных
флуктуаций стало важным элементом совре-
менной фундаментальной и прикладной гео-
физической науки. В частности, можно указать
на принципиальную возможность использова-
ния регистрируемых на земной поверхности
геомагнитных пульсаций для гидромагнитной
диагностики (определения свойств магнито-
сферной и ионосферной плазмы), геофизиче-
ской разведки (методы магнитотеллурического
и магнитовариационного зондирований и про-
филирования). Многолетний опыт изучения
естественного электромагнитного излучения
позволил приступить к решению проблемы по-
иска аномальных возмущений и флуктуаций,
связанных с сейсмической активностью, про-
ведению исследований физических процессов,
сопровождающих подготовку сейсмических
событий на различных фазах.
Существенно, что процессы и механизмы ге-
нерации и распространения электромагнитных
возмущений весьма разнообразны. Очевидно,
реально в природе работает совокупность ряда
физических механизмов. Неудивительно, что в
столь сложной ситуации весьма проблематично
представить себе и модель геосреды, одинако-
во пригодную «на все случаи жизни». Однако
вошло в норму и стало уже традицией рас-
сматривать литосферу в качестве пассивного
континуума. И такой подход вполне оправдан
во многих случаях, но далеко не всегда. В част-
ности, он эффективен при анализе возмуще-
ний, источники которых находятся над земной
поверхностью. Он вполне приемлем также
при изучении части электромагнитных воз-
мущений литосферного происхождения. При
этом достаточно сильное частотно-зависимое
поглощение электромагнитного излучения в
проводящих слоях земной коры ориентирует
эксперимент на активное использование двух
возможных диапазонов наблюдений:
ОНЧ (VLF) — излучений с частотами от со-
тен Гц до первых МГц, источники которого,
как предполагают, находятся в верхних при-
поверхностных слоях земной коры;
В. Н. ШумаН
16 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
СНЧ (ULF) — возмущений с частотами от 10
Гц до 30 кГц, источники которых, в принципе,
могут располагаться на значительно большей
глубине, включая и области очагов возможных
сейсмических событий.
Но, как достаточно убедительно свидетель-
ствует обширный полевой эксперимент по-
следних лет, такая трактовка не является исчер-
пывающей. Существует и другая компонента
геомагнитных флуктуаций литосферного про-
исхождения, которая не поддается адекватной
трактовке в рамках классических представле-
ний. Имеются весомые основания назвать ее
флуктуационно-диссипативным электромаг-
нитным шумом литосферного происхождения.
Его существование всецело обусловлено и ас-
социируется с представлениями о геосреде как
активной открытой неравновесной системе со
множеством самоорганизующихся структур,
в которой идут необратимые диссипативные
процессы. Эта компонента излучений может
рассматриваться в качестве нелинейного от-
клика геосреды на относительно малые изме-
нения ее параметров и внешние воздействия.
В настоящее время известны разнообразные
источники автогенерации волн в активных сре-
дах. Для описания и понимания свойств и ме-
ханизмов генерации и распространения этого
типа электромагнитного шума как естественно-
го физического явления, не требующего специ-
альных условий возникновения, определяющее
значение имеет флуктуационно-диссипативная
теорема статистической физики, связывающая
спонтанные флуктуации системы с ее дисси-
пативными свойствами. Именно за счет этого
баланса флуктуации в системе никогда не ис-
чезают и поддерживаются на уровне, опреде-
ляемой ее дискретностью. Далее, если в такой
среде имеется пространственная область, соб-
ственная частота колебаний которой выше,
чем в окружающей среде, то из нее неизбежно
будут распространяться в том числе и электро-
магнитные волны, а в случае нескольких таких
источников среда синхронизируется самым
высокочастотным из них.
Фракталы способствуют пересмотру взгля да
на геометрические свойства объектов в гео-
среде, а динамический хаос вносит су щест-
венные изменения в понимание того, как эти
объекты могут вести себя во времени. Нети-
пичные нелинейные явления в таких струк-
тур но-неоднородных средах — это до ми нант -
ные частоты и механизмы, переносящие
энер гию колебаний в низкочастотную или
вы сокочастотную области спектра. При этом
до статочно располагать источником энергии,
чтобы самовозбуждение флуктуаций стало
возможным. Существенно, что образование
фрактальных агрегатов в таких системах рез-
ко увеличивает мощность создаваемого в них
излучения.
Как известно, модель фронта градиентной
перколяции позволяет дать физическую ин-
терпретацию наблюдаемых параметров сейс-
моакустического шума как неравновесного
самоорганизованного критического явления.
Очевидно, ассоциируемый с этим фронтом
диссипативный всплеск диэлектрической про-
ницаемости при рассеивании на покоящихся
или движущихся зарядах, сгустках зарядов или
диполях, содержащихся или появляющихся
при этом в геосреде, в свою очередь формиру-
ет широкодиапазонный фрактальный спектр
электромагнитного излучения. Существенно,
что этот распространяющийся фрактальный
фронт (всплеск) диэлектрической проницае-
мости недифференцируем и, вообще говоря,
не имеет нормали. По этой причине становятся
проблематичными такие понятия, как «лучевая
траектория» или «лучевая оптика». Заметим
также, что в случае реальных фрактальных
сред (в частности, геосреде) имеется обычно
некий максимальный масштаб, ограничиваю-
щий область их фрактального поведения. При
этом на масштабах, превышающих его, и, сле-
довательно, на низких частотах имеют место
обычные закономерности распространения, в
том числе и обычный спектр излучений. Таким
образом, фрактальные модели позволяют про-
двинуться в исследовании объектов и явлений,
ранее не поддающихся пониманию. Однако в
арсенале современных экспериментальных
методов обычно отсутствует анализ фракталь-
ных параметров объектов, что сильно снижает
информацию о них. Одна из актуальных задач
— привлечь внимание специалистов к этой
стороне проблемы.
Подчеркнем еще раз: сейсмоакустический
и электромагнитный шумы литосферного про-
исхождения — это универсальный эффект, не
требующий каких-либо специальных условий
образования фрактальных объектов. Он обу-
словлен наличием диффузии. Отчетливо видны
и трудности его аналитического описания.
Очевидно, это отсутствие понимания архитек-
туры геосреды в рассматриваемой конкретной
области исследований и принципов межси-
стемных и межблочных взаимодействий.
И, наконец, возвращаясь к эпиграфу, за-
метим, что ключевой его элемент — это слово-
ЭлекТромаГНИТНая ЭмИССИя лИТоСферы: ВСеГда лИ мы адекВаТНо ТракТуем ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 17
сочетание «скорее всего». Очевидно, безого-
ворочно принимая подобную точку зрения,
весьма затруднительно выйти за рамки задач,
имеющих, на первый взгляд, простые решения.
Ясно, что при истолковании всей совокупности
сигналов, регистрируемых на земной поверх-
ности, мы никогда не можем быть уверенными
в том, что не пренебрегли чем-то весьма суще-
ственным: они могут быть обусловлены как
внутренними свойствами системы, так и внеш-
Богданов Ю. а., Воронин В. И., уваров В. Н. Электро-
магнитное проявление структуры недр // Геофиз.
журн. — 2003. — 25, № 4. — С. 117—124.
Богданов Ю. а., коболев В. П., русаков о. м., Заха-
ров И. Г. Геополяритонное зондирование газо-
носных структур северо-западного шельфа Чер-
ного моря // Геология и полезные ископаемые
мирового океана. — 2007. — 22, № 4. — С. 37—61.
Богданов Ю. а., Павлович В. Н., Шуман В. Н. Спон-
танная электромагнитная эмиссия литосферы:
состояние проблемы и математические модели
// Геофиз. журн. — 2009а. — 31, № 4. — С. 20—33.
Богданов Ю. а., Бондаренко Н. В., Захаров И. Г., лой-
ко Н. П., лукин В. В., Черняков а. м., Чертов о. р.
Аппаратурно-методическое обеспечение метода
анализа спонтанной электромагнитной эмиссии
Земли // Геофиз. журн. — 2009б. — 31, № 4. —
С. 34—43.
Боголюбов а. Н., Потапов а. а., рехвиашви-
ли С. м. Способ введения дробного интегро-
дифференцирования в классической электро-
динамике // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физика
и астрономия. — 2009. —№ 4. — С. 9—15.
Болотов В. Н. Обобщенная функция Кантора и пере-
ходное фрактальное рассеяние // Журнал техн.
физики. —2002. — 72, вып. 2. — С. 8—15.
Болотов В. Н. Переходное фрактальное излучение
// Электромагнитные явления. — 1998. — 1, № 1.
— С. 74—77.
Бредов м. м., румянцев В. В., Топтыгин И. Н. Клас-
сическая электродинамика: Учебное пособие
/ Под ред. И. Н. Топтыгина. — Москва: Наука,
1985. — 400 с.
Васильев а. Н., романовский Ю. м., яхно В. Г. Авто-
волновые процессы в распределенных кинетиче-
ских системах // Успехи физ. наук. — 1979. — 128,
вып. 4. — С. 625—666.
Виноградов а. П. К вопросу о форме материальных
уравнений в электродинамике // Успехи физ.
наук. — 2002. — 172, № 3. — С. 363—370.
ними факторами, в том числе рождаться уни-
версальными путями, независимо от природы
системы. Их мир поистине разнообразен и уди-
вителен, а разработанные методы их анализа
позволяют получать информацию о строении
геосреды и в отдельных случаях предсказывать
ее дальнейшую эволюцию. Неудивительно,
что данное направление исследований при-
обретает в геофизических исследованиях все
большую популярность.
Список литературы
Вол а., Гилат а. (л.) Первичные водород и гелий
как источники энергии землетрясений. Генезис
углеводородных флюидов и месторождений /
Отв. ред. А. Дмитриевский, Б. Валяев. — Москва:
ГЕОС, 2006. — С. 160—166.
Геншафт Ю. С. Земля — открытая система: геоло-
гические и геофизические следствия // Физика
Земли. — 2009. — № 8. — С. 4—12.
Гийон Э., митеску к. д., Юлен Ж.-П., ру С. Фракталы
и перколяция в пористой среде // Успехи физ.
наук. —1991. — 161, № 10. — С. 121—128.
Гинзбург В. л., Цытович В. Н. Переходное излучение
и переходное рассеяние (некоторые вопросы
теории). — Москва: Наука, 1984. —360 с.
Гохберг м. Б., моргунов В. а., аронов Б. л. О высо-
кочастотном электромагнитном излучении при
сейсмической активности // Докл. АН СССР. —
1979. — 248, № 5. — С. 1077—1081.
Гохберг м. Б., моргунов В. а., Похотелов о. а. Сейс-
моэлектромагнитные явления. — Москва: Наука,
1988. — 174 с.
Гохберг м. Б., Гуфельд И. л., Гершензон Н. И., Пили-
пенко В. а. Электромагнитные эффекты при раз-
рушении земной коры // Изв. АН СССР. Физика
Земли. — 1985. — № 1. — С. 72—87.
Гульельми а. В. Ультранизкочастотные волны в коре
и в магнитосфере Земли // Успехи физ. наук. —
2007. — 177, № 12. — С. 1257—1276.
Гуфельд И. л. Сейсмический процесс. Физико-
химические аспекты. — Королев: ЦНИИМам,
2007. — 160 с.
Гуфельд И. л., матвеева м. И. Барьерный эффект
дегазации и деструкция земной коры // Докл.
РАН. — 2011. — 438, № 2. — С. 253—257.
давыдов В. а., Зыков В. С., михайлов а. С. Кине-
матика автоволновых структур в возбудимых
средах // Успехи физ. наук. — 1991. — 161, № 8.
— С. 45—86.
В. Н. ШумаН
18 Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012
даниленко В. а. К теории движения блочно-
иерархических геофизических сред // Докл. АН
Украины. — 1992. — № 2. — С. 87—90.
дмитриевский а. Н., Володин И. а. Формирование
и динамика энергоактивных зон в геологиче-
ской среде // Докл. РАН. — 2006. — 411, № 3.
— С. 395—399.
дубровский В. а., Сергеев В. Н. Кратко- и среднесроч-
ные предвестники землетрясений как проявле-
ние нестабильности скольжения вдоль разломов
// Физика Земли. — 2006. — № 10. — С. 11—18.
ершов С. В., Новик о. Б. Сейсмо-гидро-электромаг-
не тизм — физика предвестников цунами // Гео-
физика 21-го столетия: 2007 г. Сб. трудов девя-
тых геофизических чтений им. В. В. Федынско-
го (1—3 марта 2007 г., Москва). — Тверь: ООО
«Изд-во ГЕРС», 2008. — С. 65—75.
ершов С. В., Новик о. Б., ружин Ю. а. Электромаг-
нитные сигналы деформационных процессов
под дном океана. http://www.mivgu.ru/conf/
murom2010/section4/23.
Зосимов В. В., лямшев л. м. Фракталы в волновых
процессах // Успехи физ. наук. — 1995. — 165,
№ 4. — С. 362—402.
Ильинский Ю. а., келдыш л. В. Взаимодействие
электромагнитного излучения с веществом. —
Москва: Изд-во Моск. ун-та, 1989 — 304 с.
кадомцев Б. Б. Динамика и информация // Успехи
физ. наук. — 1994. — 164, № 5. — С. 449—530.
каменецкий ф. м. Высокоразрешающая электро-
разведка: факт или реклама // Геофизика. — 1999.
— № 1. — С. 41—44.
кисин И. Г. Явление самоорганизации при взаимо-
действии флюидных потоков и геодинамических
процессов в земной коре // Геофизика ХХI сто-
летия: 2007 г. Сб. трудов девятых геофизических
чтений им. В. В. Федынского (1—3 марта 2007 г.,
Москва). — Тверь: ООО «Изд-во ГЕРС», 2008.
— С. 82—88.
коболев В. П. Дослідно-методична комплексна
геолого-геофізична експедиція 66-го рейсу НДС
«Професор Водяницький» в західній частині
Чорного моря // Геолог України. — 2011. — № 1.
— С. 40—62.
ландау л. д., лифшиц е. м. Статистическая физика.
— Москва: Наука. — Ч. 1. — 1976; Ч. 2. — 1978.
ларина В. И., мигулин В. В., Сергеева Н. Г., Се-
нин Б. В. Исследование динамики литосферы
по спутниковым измерениям электромагнит-
ного излучения. http://www.mstu.edu.ru//publish/
(Вестн. МГТУ. — 2001. — 4, вып. 1).
левшенко В. Т. Сверхнизкочастотные электромаг-
нитные сигналы литосферного происхождения:
Автореф. дисс. … д-ра физ.-мат. наук. — Москва:
ОНФЗ РАН, 1995 — 36 с.
липеровский В. а. Физические модели связи в си-
стеме литосфера — атмосфера — ионосфера.
Лекции БШФФ. — Москва: Институт физики
Земли РАН, 2006. — С. 58—65.
лукк а. а, дещерский а. В., Сидорин а. я., Сидо-
рин И. а. Вариации геофизических полей как
проявление детерминированного хаоса во фрак-
тальной среде. — Москва: ОИФЗ РАН, 1996.
— 210 с.
мухамедов В. а. О фрактальных свойствах высоко-
частотного сейсмического шума и механизмах
его генерации // Физика Земли. — 1992. — № 3.
— С. 39—49.
Нигматуллин р. р. Дробный интеграл и его фи-
зическая интерпретация. // Теоретическая и
математическая физика. — 1992. — 90, № 3. —
С. 354—368.
Паламарчук В. к., кирейтов В. р. Проблемы инфор-
ма ционного обеспечения и построения системы
ближнего прогноза землетрясений. — Но во си-
бирск: Международный институт нелиней-
ных исследований. Сибирское отделение. //
WebGround01.06.2010.Наука:mhtml:file://E:\
WebGround%2001_06_2010%20Наука%Физи-
ка%20 (Ретроспекция…01.11.2010).
Потапов а. а. Современное состояние радиофизи-
ческих применений фракталов, дробных опера-
торов и скейлинга // Сб. докл. III Всерос. конф.
«Радиолокация и радиосвязь». ИРЭ РАН (26—30
октября 2009 г., Москва) — Москва: ИРЭ РАН,
2009. — С. 842—876.
раутиан С. Г. Об отражении и преломлении на
границе среды с отрицательной групповой ско-
ростью // Успехи физ. наук. — 2008. — 178, № 10.
— С. 1017—1024.
Садовский м. а. Геофизика и физика взрыва. Избр.
тр. / Отв. ред. В. В. Адушкин. — Москва: Наука,
2004. — 440 с.
Смирнов Б. м. Излучательные процессы с участи-
ем фрактальных структур // Успехи физ. наук.
—1993. — 163, № 7. — С. 50—63.
Старостенко В. И., даниленко В. а., Венгрович д. Б.,
кутас р. И., Стифенсон р. а., Столба С. Н. Мо-
делирование эволюции осадочных бассейнов с
учетом структуры природной среды и процессов
самоорганизации // Физика Земли. — 2001. —
№ 12. — С. 40—51.
Старостенко В. И., лукин а. е., коболев В. П., ру-
саков о. м., орлюк м. И, Шуман В. Н., омель-
ЭлекТромаГНИТНая ЭмИССИя лИТоСферы: ВСеГда лИ мы адекВаТНо ТракТуем ...
Геофизический журнал № 2, Т. 34, 2012 19
ченко В. д.,Пашкевич И. к., Толкунов а. П., Бог-
данов Ю. а., Буркинский И. Б., лойко Н. П., фе-
дотова И. Н., Захаров И. Г., Черняков а. м., ку-
приенко П. я., макаренко И. Б., легостаева о. В.,
лебедь Т. В., Савченко а. С. Модель глубинного
строения Донецкого складчатого сооружения и
прилегающих структур по данным региональных
геофизических наблюдений // Геофиз. журн. —
2009. — 31, № 4. — С. 44—68.
Стаховский И. р. Самоподобная сейсмогенерирую-
щая структура земной коры: обзор проблемы и
математическая модель // Физика Земли. — 2007.
— № 12. — С. 35—47.
Сурков В. В. Электромагнитные эффекты при зем-
летрясениях и взрывах. — Москва: Изд. Моск.
инж.-физ. ин-та, 2000. — 235 с.
Тарасов В. е. Модели теоретической физики с ин-
тегродифференцированием дробного порядка.
— Москва: РХД, 2011. — 568 с.
Шуман В. Н. Концепция динамически неустойчи-
вой геосреды и сейсмоэлектромагнитный шум
литосферы // Геофиз. журн. — 2010в. — 32, № 6.
— С. 101—118.
Шуман В. Н. Магнитотеллурический импеданс:
фундаментальные модели и возможности их
обобщения // Геофиз. журн. — 2010б. — 32, № 3.
— С. 18—28.
Шуман В. Н. Система локальных векторных тож-
деств импедансного типа для гармонического
электромагнитного поля на замкнутой регуляр-
ной границе раздела и задачи геоэлектрики //
Геофиз. журн. — 2008. — 30, № 3. — С. 3—13.
Шуман В. Н. Электродинамика геосреды и методы
геоэлектрики // Геофиз. журн. — 2010а. — 32,
№ 2. — С. 28—42.
Шуман В. Н. Электромагнитная эмиссия литосферы:
новые экспериментальные результаты и анализ
проблемы // Геоинформатика. — 2010г. — № 4.
— С. 79—93.
Шуман В. Н. Электромагнитные зондирования гео-
логической среды: проблемы и парадоксы // Гео-
информатика, 2003. — № 4. — С. 30—42.
Шуман В. Н. Электромагнитные сигналы литосфер-
ного происхождения в современных наземных
и дистанционных зондирующих системах // Гео-
физ. журн. — 2007. — 29, № 2. — С. 3—16.
Шуман В. Н., Богданов Ю. а. Электромагнитная
эмиссия литосферы: пространственная структу-
ра и возможные механизмы генерации // Геофиз.
журн. — 2008. — 30, № 6. — С. 39—50.
Шуман В. Н., Причепий Т. И. Оптимальные режимы
электромагнитных зондирующих систем с кон-
тролируемым возбуждением поля в изотропных
средах с дисперсией. // Геофиз. журн. — 2004. —
26, № 4. — С. 55—62.
Шуман В. Н., коболев В. П., Богданов Ю. а., Заха-
ров И. Г., яцюта д. а. Спонтанное электромаг-
нитное излучение на акваториях: новый экспе-
римент и приложения // Геофиз. журн. — 2011.
— 33, № 4. — С. 33—49.
Atmospheric and Ionospheric Electromagnetic Phenom-
ena Associated with Earthquakes / Ed. M. Hayaka-
wa. — Tokyo: Terra Scientific Publishing Company.
— 1999. — 996 p.
Gershenzon N., Bambakidis G. Modeling of seismo-
electromagnetic phenomena // Rus. J. Earth Science.
— 2001. — 3, № 4. — P. 247—275.
|