Газовая и волновая динамика - часть 52

 

  Главная      Учебники - Производство     Газовая и волновая динамика - учебное пособие

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  50  51  52  53   ..

 

 

Газовая и волновая динамика - часть 52

 

 

вого для понимания природы сейсмоэлектрического эффекта скорее всего не дадут

2

.

А вот энергетический и термодинамический [19] анализ процессов, происходящих в
магистральной трещине, особенно с учетом фазовых переходов при разрушении гор-
ных пород [32] и цепных химических реакций типа детонации [33], представляется
перспективным.

Предложенная выше «самолетная» модель кинематического типа, которая факти-

чески подтверждает известную гипотезу Воробьева о «подземных грозах», позволяет
надеяться, что существует и единый динамический механизм. Естественно, его по-
дробная «расшифровка» связана с использованием полной системы уравнений Макс-
велла и построением моделей механики сплошной среды о поведении горных пород
в сильных электрических полях, вызывающих токи пробоя и различные физико-
химические превращения. Но это — задача для будущих исследований.

Однако первым шагом к такой «расшифровке» является поиск адекватного физи-

ческого механизма разделения электрических зарядов в горных породах на большие
(до 10

2

– 10

3

м) расстояния. Ибо почти все предлагаемые в литературе [15 – 19] ме-

ханизмы разделения зарядов, основанные на различных видах механо-электрических
преобразователей, имеют локальный характер (а электрокинетический механизм тре-
бует нереальных скоростей прокачки воды по микротрещинам горных пород) и не мо-
гут объяснить создание высоких электрических напряжений, достаточных для про-
тяженного электрического пробоя горных пород. Последние, в свою очередь, могут
быть не только следствием, но и в ряде случаев служить спусковым механизмом
для разрядки больших механических напряжений в горных породах, т.е. причиной
землетрясений.

В заключение автор выражает глубокую признательность академику Шемякину

Е. И. и Дубровскому В. А. за постановку проблемы интерпретации сейсмоэлектри-
ческого эффекта, полезное обсуждение и внимание к данной работе.

Работа выполнена по гранту поддержки ведущих научных школ России (НШ –

19.2003.1.).

2

Последняя фраза требует пояснения. На самом деле даже изменение для системы (2) последнего

условия на более точное

r → ∞ :



H → 

H

0



H

1

· e

iνt

где | 

H

1

|  | 

H

0

|,

приводит к нарушению МАГДА из-за необходимости использования для поправки 

H

1

полной систе-

мы уравнений Максвелла. Что позволяет дать достаточно прозрачное качественное объяснение таких
фактов, как «дребезг» в регистрируемых сигналах АЭП и АЭМИ (рис. 1), ухудшение или полное
исчезновение радио- и телефонно-телеграфной связи в эпицентральных районах перед землетрясени-
ями, пробои в подземных кабелях, самопроизвольное свечение люминесцентных ламп [16, 18], а так
же ложные «сигналы» за счет влияния электрокапиллярных явлений на аномалии геомагнитного поля
при закачке водо- или газохранилищ, что впервые было объяснено в работе Рахматулина Х. А. [31].

212

Литература

[1]

Ломоносов М. В. Избранные произведения, Т.1, Естественные науки и фило-
софия. — М.: Наука, 1986.

[2]

Френкель Я. И. Теория явлений атмосферного электричества. — Л.-М.:
ГИТТЛ, 1949.

[3]

Уиттекер Э. История теории эфира и электричества. — М.-Ижевск: РХД,
2001.

[4]

Чалмерс Д. Атмосферное электричество. — Л.: Гидрометеоиздат, 1974.

[5]

Базелян Э. М., Райзер Ю. П. Физика молнии и молниезащиты. — М.: Физ-
матлит, 2001.

[6]

Яновский Б. М. Земной магнетизм, Т.1. — Л.: Из-во ЛГУ, 1964.

[7]

Электровихревые течения. Под ред. Щербинина Э. В. — Рига: Зинатне, 1985.

[8]

Космическое землеведение: диалог природы и общества. Устойчивое развитие.
Под ред. Садовничего В. А. — М.: Из-во МГУ, 2000.

[9]

Мясников В. П., Фадеев В. Е. Модели эволюции Земли и планет земной
группы. (Итоги науки и техники. Сер. Физика Земли). — М.: ВИНИТИ, 1980.

[10]

Шемякин Е. И. О деформации вращающихся планет. — Вест. Моск. ун-та,
Сер. 1, 1993, №3.

[11]

Ревуженко А. Ф. Механика упруго-пластических сред и нестандартный ана-
лиз. — Новосибирск: Из-во НГУ, 2000.

[12]

Лобковский Л. И. Геодинамика зон спрединга, субдукции и двухъярусная
тектоника плит. — М.: Наука, 1988.

[13]

Рикитаке Т. Предсказание землетрясений. — М.: Мир, 1979.

[14]

Френкель Я. И. К теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во
влажной почве. — Изв. АН СССР, География и геофизика, 1944, т. 8, № 4.

[15]

Электромагнитные предвестники землетрясений. Под ред. Садовского М. А.
— М.: Наука, 1982.

[16]

Электрические и магнитные предвестники землетрясений. Под ред. Головкова
В. П. — Ташкент: ФАН, 1983.

[17]

Гохберг М. Б., Моргунов В. А., Похотелов О. А. Сеймоэлектромагнитные
явления. — М.: Наука, 1988.

[18]

Методы анализа сейсмоэлектромагнитных процессов. Под ред. Барсукова
О.М. — М.: Из-во ИФЗ, 1991.

[19]

Воробьев А. А. Равновесие и преобразование видов энергии в недрах. — Томск:
Из-во ТГУ, 1980.

[20]

Голубев В. В. Лекции по теории крыла. — М.-Л.: ГИТТЛ, 1949.

[21]

Некрасов А. И. Теория крыла в нестационарном потоке. — М.-Л.: Из-во АН
СССР, 1947.

213

[22]

Седов Л. И. Плоские задачи гидродинамики и аэродинамики. — М.-Л.:
ГИТТЛ, 1950.

[23]

Белоцерковский С. М., Скрипач Б. К., Табачников В. Г. Крыло в нестацио-
нарном потоке газа. — М.: Наука, 1971.

[24]

Седов Л. И. Механика сплошной среды, Т.2. — М.: Наука, 1973.

[25]

Moffatt H. K. Magnetic field generation in electrically conducting fluids. —
London – New York – Melbourne: Cambridge U. P., 1978.

[26]

Лаврентьев М. А., Шабат Б. В. Проблемы гидродинамики и их математиче-
ские модели. — М.: Наука, 1973.

[27]

Мусхелишвили Н. И. Сингулярные интегральные уравнения. — М.-Л.: Госте-
хиздат, 1946.

[28]

Гахов Ф. Д. Краевые задачи. — М.: Наука, 1977.

[29]

Natyaganov V.L., Chaika A.A. «Airplane» Model of Seismoelectrical Effect.
— III Inter. Workshop on Magnetic Electric and Electromagnetic Methods in
Seismology and Volcanology. Moscow, 2002.

[30]

Natyaganov V.L. Lomonosov and the Mystery of an Electricity. — V Inter.

Congress on Mathematical Modelling. Dubna, 2002.

[31]

Рахматулин Х. А., Султанбеков Р. И. О роли электрокинетических явлений
в возникновении магнитной аномалии над Полторацким газохранилищем. —
Узб. геолог. журнал, 1976, №4.

[32]

Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. — М.: Наука, 1993.

[33]

Шаров В.И. Тектоническое землетрясение как неравновесный термодинами-
ческий процесс разрушения горных пород (к проблеме смены парадигмы сей-
смологии). — Физика Земли, 1992, № 5.

214

Ломоносов и парадоксальный феномен

атмосферного электричества — шаровая молния

Натяганов В. Л.

250-летию «Слова о явлениях воздушных,

от электрической силы происходящих»

М. В. Ломоносова посвящается

Первая попытка создания научной теории атмосферного электричества, причем

во всем многообразии его проявлений, принадлежит великому русскому ученому-
энциклопедисту Михаилу Васильевичу Ломоносову.

В своем знаменитом «Слове. . . » [1] М. В. Ломоносов 250 лет назад высказал ги-

потезу об электрической природе шаровой молнии (ШМ), тифона или атмосферного
вихря (смерча или торнадо) и северного сияния, причислив их к особым и наиболее
загадочным явлениям атмосферного электричества.

О ШМ (без упоминания ее современного названия) в «Слове. . . » есть всего

несколько строк, которые начинаются со слов: «Древнихисторий сказания и недав-
нихочевидныхсвидетелей известия в том уверяют, что из громовыхтуч огонь
на землю падает. Сей огонь по не весьма стремительному движению за особли-
вый и от молний разный почитать должно. . . 
»

Доказательством того, что здесь речь идет именно о ШМ, являются дополни-

тельные сведения о гибели Г.-В.Рихмана, приведенные в [2] и в «Изъяснениях к
«Слову. . . » [1], а также известная гравюра (рис. 1 в [3]) И. Соловьева — непосред-
ственного очевидца этой трагедии. Гибель Рихмана от удара ШМ надолго задержала
дальнейшие исследования атмосферного электричества не только в России. Знаме-
нитый Л. Эйлер писал из Берлина: «Этот случай отнял мужество у местных
естествоиспытателей, занимавшихся исследованием грозовых явлений, и они
прервали свои занятия.
» И лишь Ф. Араго спустя почти сто лет (в 1838 г.) вновь
поднял вопрос о природе ШМ.

И сегодня, несмотря на тысячи описаний очевидцев ШМ, собранных в извест-

ных обзорах и монографиях от Араго до Стаханова, более двух десятков только
различных типов моделей, основанных на сотне различных гипотез [2 – 8], неод-
нократные попытки получить ШМ в лабораторных условиях, этот парадоксальный
феномен природы все еще остается загадкой. Основной причиной этого является то
обстоятельство, что проблема ШМ относится к так называемым обратным задачам
математической физики, когда по разрозненным и часто противоречивым косвенным
признакам нужно фактически угадать истинную природу сложного явления, создать
на этой основе физико-математическую модель и проверить ее справедливость экспе-
риментальным путем. В [5] приведены систематизация данных по наблюдениям ШМ,
их статистический анализ и критический обзор различных моделей, дополняющий
[2 – 8].

215

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  50  51  52  53   ..