Магнитные индукционные эффекты, сопровождающие подводные землетрясения

• Смагин Виктор Павлович

  Д-р физ.-мат. наук, зав. лаб. геофизических полей
  Владивостокский государственный университет экономики и сервиса
  Владивосток. Россия

• Сёмкин Сергей Викторович

  Канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры информационных технологий и систем
  Владивостокский государственный университет экономики и сервиса
  Владивосток. Россия

• Савченко Валерий Нестерович

  Д-р физ.-мат. наук, кафедра общей и экспериментальной физики Школы естественных наук
  Дальневосточный федеральный университет
  Владивосток. Россия

Проведено аналитическое и численное исследование магнитных индукционных эффектов, вызванных гидроакустическими волнами, возникающими от подводных землетрясений. Звуковые волны, распространяющиеся в морской воде, приводят к генерации электрических токов за счет действия силы Лоренца (пондеромоторной силы) в геомагнитном поле. Рассмотрено  магнитное поле В, индуцированное такими токами в случае, когда звуковая волна распространяется на большие расстояния от источника в океаническом волноводе и существенную роль играет именно волноводный характер её движения в океане. Подробно исследован случай, когда наблюдение звукового волнового поля и индуцированные им эффекты магнитного поля происходят вблизи нестационарного сейсмоакустического точечного источника частоты , включающегося в некоторый момент времени. Такой источник могут служить моделью подводного извержения или землетрясения с локализованным очагом. На магнитное поле, генерируемое звуковыми волнами как стационарного, так и нестационарного источников, может воздействовать несколько факторов,  среди которых влияние дна и свободной поверхности, а также вертикальной стратификации морской среды, как на само звуковое поле, так и на индуцируемое им магнитное поле. Расчеты индуцированного магнитного поля (учитывающего явление самоиндукции магнитного поля) проведены в квазистатическом и магнитоиндукционном приближениях, которые в некоторых ситуациях представляются неоправданными. Подробно исследована, рассчитана и проанализирована пространственно-временная структура индукционных эффектов магнитного поля для нескольких моделей возбуждаемых землетрясениями акустических волн, среди которых наиболее простой моделью является точечный источник в безграничной однородной океанической среде. В случае нестационарного источника акустических волн расчеты показали, что динамику изменения со временем магнитного поля можно разделить на два этапа – переходной и стационарный режимы. Амплитуда индуцированного магнитного поля в стационарном режиме падает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника (в то время как амплитуда колебаний акустического давления и скорости падает медленнее – обратно пропорционально расстоянию).  Установлено в ряде случаев существование магнитного предвестника прихода акустической волны. Учет самоиндукции в магнитоиндукционном приближении в большинстве рассмотренных случаев приводит к уменьшению амплитуды колебаний поля в стационарном режиме по сравнению с квазистатическим решением.

Ключевые слова и словосочетания: землетрясения, океан,  магнитная индукция, квазистатическое приближение, самоиндукция, магнитоиндукционное приближение.