Welche natürlichen magnetotellurischen Frequenzen existieren?
Wenn Sie nach natürlichen magnetotellurischen (MT) Frequenzen suchen, die fast immer beobachtbar sind, dann können Sie sich auf die Schumann-Resonanzen verlassen. Sie können von einer sehr geringen Signalstärke im niedrigen Mikrovoltbereich ausgehen. Die grundlegende Schumann-Resonanz ist bei 7,83 Hz (etwa 8 Hz) am stärksten und hat im Allgemeinen eine Stärke, die in der San Francisco Bay Area um 1 mikroV / Wurzel Hz gemessen wird.
Die von Schumann und anderen Aufhellungen erzeugten Frequenzen breiten sich in die Atmosphäre aus, wobei die Atmosphäre aufgrund des elektromagnetischen Signals, das von der Ionosphäre reflektiert wird, als Wellenleiter fungiert. Wenn elektromagnetische Wellen mit der Erdoberfläche interagieren, wirken sie als Verschiebungsströme, die vertikal in die Erde gehen. Diese Verschiebungsströme erzeugen dann Sekundärströme, die horizontal in der Erde fließen. MT-Signale werden als ebene Wellen angenommen, da die Quelle weit genug entfernt ist, um mehrere Hauttiefen entfernt zu sein. Die Annahme ebener Wellen und mehrfacher Polarisationen des Signals ermöglicht magnetotellurische Berechnungen ohne Berücksichtigung der Quellparameter.
Die allgemeinen MT-Signale kommen und gehen abhängig von atmosphärischen Bedingungen, Tageszeit, Jahreszeit, Ort und allgemeiner entfernter Blitzaktivität. Signale unter etwa 0,1 Hz stammen typischerweise aus der Ionosphäre, die durch Variationen der Sonnenwinde und deren Druck auf die Ionosphäre erzeugt werden, und nicht durch Blitzeinschläge. Traditionelle tiefe MT-Messungen verwenden natürliche magnetotellurische Signale von 0.001 Hz (1.000 Sekunden Periode) und noch niedrigere Frequenzen mit Instrumenten, die in der Lage sind. Die vorherrschenden Schumann-Resonanzfrequenzen sind 7,83 Hz, 14,3, 20,8, 27,3 und 30,8 Hz. Es gibt eine magnetotellurische „Totzone“ im Bereich von 800 Hz bis 4 kHz, und diese Totzone ist das Ergebnis bestimmter Frequenzen, die nicht im atmosphärischen Wellenleiter enthalten sind, sondern sich einfach in den Weltraum zerstreuen.
Wenn Sie mit AMT-Messungen arbeiten, liegt der Grenzwert im Allgemeinen zwischen 0,1 Hz und etwa 2 Hz, aber das liegt an der Instrumentierung und nicht an der Existenz der Felder. Das Stratagem EH4 ging auf 10 Hz und die Geode EM3D auf 0,1 Hz.
Alle Oberwellen der Stromleitung von 60 Hz in Nordamerika und 50 Hz in anderen Teilen der Welt geben ein starkes Signal, gelten jedoch bei MT-Messungen als Rauschen und müssen vermieden und herausgefiltert werden. Ein weiteres Rauschproblem sind die weltweit sehr niederfrequenten (VLF) Signale, die ebenfalls gefiltert und vermieden werden müssen. VLF-Signale sind militärische Signale von Stationen auf der ganzen Welt und sie überschwemmen die viel niedrigeren natürlichen magnetotellurischen Felder. Es gibt eine geophysikalische Methode, die tatsächlich das künstliche VLF-Signal verwendet, um lineare leitfähige geologische Strukturen zu detektieren, aber VLF sind ein Problem für MT-Messungen.
Weitere Informationen zu den Schumann-Resonanzen, den vorherrschenden natürlichen Magnetotellurströmen, finden Sie im folgenden Video des Geophysikers Stefan Burns: