Σεισμικό-ηλεκτρικό φαινόμενο

Το σεισμικό-ηλεκτρικό φαινόμενο συνδέει τα τα σεισμικά ελαστικά κύματα με τοπικές μεταβολές του ηλεκτρικού πεδίου στο Γήινο φλοιό, εκεί ακριβώς που τα κύματα διέρχονται. Τα σεισμικά ελαστικά κύματα παραμορφώνουν καθώς διέρχονται τα πετρώματα προσωρινά (είτε το σχήμα είτε τον όγκο τους) και προκαλούν κυμαινόμενες μηχανικές διαφορές δυναμικού, δηλαδή κυμαινόμενες μηχανικές τάσεις. Αυτές με τη σειρά τους προκαλούν, μέσω ωσμωτικών διαδικασιών, κυμαινόμενες διαφορές του ηλεκτρικού δυναμικού και το φαινόμενο εξηγεί και την αντίστροφη διαδικασία, την παραγωγή δηλαδή ελαστικών κυμάτων ως αποτέλεσμα της εφαρμογής κατάλληλων κυμαινόμενων ηλεκτρικών δυναμικών στα πετρώματα.

Το σεισμικό-ηλεκτρικό φαινόμενο αποδόθηκε το 1936 από τον R. R. Thompson ως η αλλαγή της ηλεκτρικής αντίστασης στο Γήινο φλοιό κατά τη διέλευση των σεισμικών ελαστικών κυμάτων από τα πετρώματα. Παρατηρήθηκε ως αποτέλεσμα της διαφοροποίησης του συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος που έρρεε όταν εφαρμοζόταν σταθερή ηλεκτρική τάση σε απομακρυσμένα μεταξύ τους ηλεκτρόδια βυθισμένα στο έδαφος. Το φαινόμενο παρατηρήθηκε ποσοτικά και ποιοτικά και έγινε μελέτη αφαίρεσης του θορύβου των καταγραφών και συσχετίσεις του φαινομένου με άλλα ηλεκτρομαγνητικής φύσεως. ^[1] Καταχωρίζεται ως "σεισμικό ηλεκτρικό φαινόμενο πρώτου είδους". To 1939 ο A. G. Ivanov με διαφορετική προσέγγιση περιέγραψε το φαινόμενο που καταχωρίζεται σήμερα ως "σεισμικό ηλεκτρικό φαινόμενο δευτέρου είδους". Σύμφωνα με αυτό κατά τη διέλευση σεισμικών ελαστικών κυμάτων από τα πετρώματα αναδύεται κυμαινόμενο ηλεκτρικό δυναμικό. ^[2]

Πέραν των αρχικών θεωρήσεων και ονοματισμών, σήμερα μιλάμε για την σεισμική-ηλεκτρική και την ηλεκτρική-σεισμική ζεύξη όπου είτε τα σεισμικά ελαστικά κύματα προκαλούν κυμαινόμενα ηλεκτρικά δυναμικά κατά τη διέλευσή τους από τα πετρώματα είτε αν εφαρμόσουμε κυμαινόμενα δυναμικά στα πετρώματα, οι μηχανισμοί της ώσμωσης στα πορώδη πετρώματα προκαλούν πολωμένα συσσώρευση των υγρών και διαστολή των πετρωμάτων και αντίθετα απεμπλουτισμό και συστολή αντίστοιχα, οπότε η ταλάντωση των ηλεκτρικών δυναμικών μέσω της κίνησης των υγρών προκαλεί ταλάντωση στα πετρώματα που που παίρνει τη μορφή σεισμικού ελαστικού κύματος. ^{[3] [4] [5]}

Το σεισμικό-ηλεκτρικό φαινόμενο χρησιμοποιείται για την τομογράφηση του υπεδάφους. ^{[6] [7] [8]}

Αναφορές

1. R. R. Thompson (1936). «THE SEISMIC ELECTRIC EFFECT». Geophysics 1 327. doi:10.1190/1.1437119.
2. A. G. Ivanov (1939). «Effect of electization of earth layers by elastic waves passing through them». Doklady Akademii Nauk. SSSR 24: 42-45.
3. S. R. Pride (2007). «A Description of Seismo-electric and Electro-seismic Coupling». American Geophysical Union Fall Meeting 2007, abstract #NS13A-07.
4. «Induced Polarization, Self-Potential, and Seismic-Electric Coupling: Opportunities and Challenges for the 21st Century I». Near-Surface Geophysics. 2006.
5. Zhenya Zhu1, Shihong Chi, Xin Zhan and M. Nafi Toksoz (2008). «Theoretical and Experimental Studies of Seismoelectric Conversions in Boreholes». Commun. Comput. Phys. 3: 109-120.
6. A. Boulytchov (2000). «SEISMIC-electric effect method on guided and reflected waves». Physics and Chemistry of the Earth, Part A: Solid Earth and Geodesy 25: 333-336. doi:10.1016/S1464-1895(00)00054-5.
7. A. Boulytchov (2002). «Archaeological Graves Revealing By Means of Seismic-electric Effect». EGU EGU:EGS XXVII General Assembly.
8. Seth S. Haines, Steven R. Pride, Simon L. Klemperer and Biondo Biondi (2007). «Seismoelectric imaging of shallow targets». GEOPHYSICS 72: G9-G20. doi:10.1190/1.2428267.

Δείτε επίσης

• Σεισμός