大地電流

大地電流（英語：Telluric current，最初源自拉丁語單詞tellūs）是指在地下或者海洋裡流通電流的現象。大地電流的產生主要是由於自然因素和人類活動的雙重作用，這些不連續的電流以較為複雜的形式相互作用。大地電流具有極低頻，在地球表面大範圍地流動。

大地電流

現象

大地電流是一個在地球地殼和地函觀察到的現象。1862年9月，一個有關地球電流的實驗在慕尼黑的阿爾普斯（Munich Alps）進行。所觀測到的電流主要是由於地磁場外層部分的強度改變產生了電磁感應，而地磁場強度的改變又歸因於太陽風和磁層（英語：Magnetosphere）的相互作用或者是電離層中太陽的輻射效應。由此，大地電流在地球表面流動。這個電流的電勢差可以在地球上的不同點之間測量到，通過計算，可以進而得到大地電流的大小和方向，以及地球的電導。大地電流具有白晝的特性，電流矢量的方向基本是朝向太陽的。^[1][2]任意時刻，大地電流在地球向陽的一個半表面上流動。在白天，大地電流趨向赤道移動；在夜晚，則趨向兩極移動。

應用

大地電流和大地電磁學（英語：Magnetotellurics）的方法都被應用於地球表面以下結構的探索（例如工業中的勘探）。在探礦行業中，可以通過探測與其周圍物質電阻率可以區分的結構來達到目的。其他應用還包括地熱能探測、石油探測、地層測繪、地下水監測、岩漿室（英語：magma chambers）研究、大陸板塊漂移研究等。大地電流可以通過地球電池（英語：Earth battery）的原理，被用於產生一個有用的低電壓。早在1859年，類似這樣的設備就被用於了美國的電報系統。在美國911國家公園的位置有一個較強的電流區域，甚至在1897年導致了西半球第一條地鐵（博伊爾斯頓至公園街）工程的線路改道。

文學作品

大地電流常在一些小說作品中出現，例如威廉·霍普、霍奇森的《午夜之地》（The Night Land）、翁貝托·埃可的《傅科擺》（Foucault's Pendulum）、電視劇《神秘博士》^[3]以及托馬斯·平瓊的《梅森和迪克遜》。

參考文獻

1. 美國專利第3,361,957號, D. L. Hings, Telluric current responsive device having spaced conductors for positioning adjacent the Earth's surface
2. Jahr, Emil, "美國專利第690,151號 Method of utilizing electrical earth currents".
3. 改編自大衛·A·麥金蒂的小說The Shadow of Weng-Chiang

延伸閱讀

科普讀物

• "Telluric current" A Dictionary of Earth Sciences. Ed. Ailsa Allaby and Michael Allaby. Oxford University Press, 1999.
• "The Earth's Electrical Environment （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）". US National Academies Press, Commission on Physical Sciences, Mathematics and Applications, 1986.
  • Louis J. Lanzerotti and Giovanni P. Gregori, "Telluric Currents: The Natural Environment and Interactions with Man-made Systems （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）", Chapter 16.
• Lamont, J. V., "Der Erdstrom und der Zusammen desselben mit dem Erdmagnetismus". Leopold-Voss-Verlag, Leipzig und Muenchen, 1862.

其他

• Wait, J.R., "On the relation between telluric currents and the earth’s magnetic field", Geophysics, 19, 281-289, 1954.
• Gideon, D. N., A. T. Hopper, and R. E. Thompson, "Earth current effects on buried pipelines : analysis of observations of telluric gradients and their effects". Battelle Memorial Institute and the American Gas Association. New York, 1970.
• Seeley, Robert L., Tippens, C. L., and Hoover, Donald B., "Circuitry of the U.S.G.S. telluric profiler". U.S. Geological Survey open-file report ; 87-332, Denver, Colo. : U.S. Dept. of the Interior, Geological Survey.
• Berdichevskiĭ, Mark Naumovich, "Elektricheskaya razvedka metodom telluricheskikh tokov". Boston Spa, Yorkshire : National Lending Library for Science and Technology, 1963. LCCN 92140338 (Tr., "Electrical surveying by means of telluric currents"; Translation by J.E.S. Bradley)
• Hoover, Donald B., Pierce, H. A., and Merkel, D. C., "Telluric traverse and self potential data release in the vicinity of the Pinson Mine, Humboldt County, Nevada". U.S. Geological Survey open-file report; 86-341. U.S. Dept. of the Interior, Geological Survey, 1986.

外部連結

• "Electrical Conductivity : Models of the Crust and Mantle（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）". [PDF]
• MTNet（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Scientists engaged in the study of the Earth using electromagnetic methods, principally the magnetotelluric technique (magnetotellurics).
• Telluric current in Hydrocarbon Reservoirs, Discussion on the occurrence of Telluric currents in Oil and Gas reservoirs and their nature and application.
• Gummow, R. A., "Telluric and Ocean Current Effects on Buried Pipeline and their Cathodic Protection Systems". CORRENG Consulting Service, Inc. December 3, 2002.
• Sinha, M. C., et al., "Applications of 3-Dimensional Electromagnetic Induction by Sources in the Ocean, ISO-3D". RTD Project, MAST III (Area C: Marine Technology). MAS3-CT97-0120