Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych ekstremalnie niskich częstotliwości (ELF) na Ziemi
Naturalne stałe (DC) pola magnetyczne Ziemi
The movement of Earth's north magnetic pole across the Canadian arctic, 1831--2001 A schematic diagram of Earth's interior. The outer core is the source of the geomagnetic field. Pole magnetyczne Ziemi zmienia się
Źródła odpowiedzialne za zmianę pola magnetycznego w pobliŝu Ziemi
MAGNETOSFERA Wiatr słoneczny jest to strumień naładowanych cząstek emitowanych w sposób ciągły przez Słońce. Działa on na pole magnetyczne Ziemi tworząc podobny do komety kształt otaczający Ziemię, zwany magnetosferą. Zaburzenia wiatru słonecznego są wzmocnione w magnetosferze powodując zaburzenia magnetyczne i burze magnetyczne. Zmienia to pole magnetyczne Ziemi (DC).
Projekt Haarp w Kanadzie Poszczególne warstwy jonosfery
Zespół anten do modulacji prądów jonosferycznych
Roczna liczba burz magnetycznych i aktywność Słońca
50200 7.01.2005 11.01.2005 Pole magnetyczne Ziemi F [nt] 50100 50000 49900 Source of Data Polish Academy of Sciences Station Name Hel IAGA CODE HLP Geodetic Latitude 54.600 Geodetic Longitude 18.800 Reported XYZ F Data Interval Type Average 1 Minute (00:30 01:29) Data Type variation 50200 50150 18.01.2005 Zmiany stałego pola magnetycznego Ziemi wynoszą ok. 0.5% Pomiary na stacji HEL 49800 0 1450 2900 4350 5800 7250 czas [minuty] Pole magnetyczne Ziemi F [nt] 50100 50050 50000 49950 0 120 240 360 480 600 720 840 960 1080 1200 1320 1440 czas [minuty]
Na powierzchni Ziemi obserwujemy róŝne pola magnetyczne zaleŝnie od miejsca pomiaru: RóŜne przewodnictwo gruntu, RóŜne własności magnetyczne gruntu.
Wyznaczenie przewodnictwa Ziemi
Z pomiarów pola magnetycznego i elektrycznego moŝna wyznaczyć przewodnictwo (równania Maxwella). MoŜna wyznaczyć przewodnictwo Ziemi. PoniewaŜ głębokość wnikania pola magnetycznego zaleŝy od częstotliwości to moŝna wyznaczyć przewodnictwo Ziemi na róŝnych głębokościach. Przykład : Zatoka Meksykańska Pozwala to odkryć róŝne złoŝa lub wodę do głębokości nawet kilku kilometrów.
Zmiana przewodnictwa na róŝnych głębokościach (częstotliwościach) w Zatoce Meksykańskiej Przykrój poziomy XY Prof. Frank Morrison Rozwiązanie problemu inwersyjnego
Magnetotellurki Wytwarzają pole magnetyczne pod wpływem nacisku (magnetostrykcja). Własności te są wykorzystywane przy przewidywaniu trzęsienia Ziemi np. w Kalifornii. WAWEL? The 1989 Ms = 7.1 Loma Prieta earthquake was preceded for 12 days by what have been claimed as precursory ultra-low-frequency (ULF) magnetic noise anomalies ten times background, and by a very high peak up to 100 times background The just 3 hours before the earthquake. Obecnie w Kalifornii pracuje bardzo wiele stacji pomiarowych pola magnetycznego do przewidywania trzęsień Ziemi.
Naturalne zmienne (AC) pola magnetyczne Ziemi
Rezonans Schumanna władowania elektryczne na Ziemi powodują powstanie fali elektromagnetycznej we wnęce rezonansowej Ziemia - Jonosfera. rezonansowy charakter wnęki powoduje to, Ŝe zachowuje się ona jak filtr i do obserwatora docierają tylko fale o częstotliwościach: 8, 14, 21.. Hz. Jonosfera 100 wyładowanie obserwator POWER DENSITY [r.u.] 80 60 40 20 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 FREQUENCY [Hz] Widmo częstotliwościowe rezonansu
FALE ELEKTROMAGNETYCZNE SCHUMANNA WOKÓŁ ZIEMI WYŁADOWANIE 100 80 POWER DENSITY [r.u.] 60 40 20 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 FREQUENCY [Hz] o częstotliwościach: 8, 14, 21.. Hz. Wynik zaleŝy od promienia Ziemi
Widma z modelu jonosferycznego - dopasowanie 50 200 40 25H03 160 25H06 AMPLITUDA 30 20 AMPLITUDA 120 80 10 40 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 CZĘSTOTLIWOŚĆ 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 CZĘSTOTLIWOŚĆ 200 60 160 25H09 25H12 AMPLITUDA 120 80 AMPLITUDA 40 40 20 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 CZĘSTOTLIWOŚĆ RóŜne odległości źródło - odbiornik 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 CZĘSTOTLIWOŚĆ
Pole magnetyczne Schumanna obserwowane w Bieszczadach na stacji pomiarowej Hylaty Kułak, S. Zięba, S. Micek and Z. Nieckarz, Solar variations in extremely low frequency propagation parameters: 1. A two-dimensional telegraph equation (TDTE) model of ELF propagation and fundamental parameters of Schumann resonances, JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 108, NO. A7, 1270, doi:10.1029/2002ja009304, 2003 Kułak, J. Młynarczyk, S. Zięba, S. Micek, and Z. Nieckarz, Studies of ELF propagation in the spherical shell cavity using a field decomposition method based on asymmetry of Schumann resonance curves, JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH, VOL. 111, A10304, doi:10.1029/2005ja011429, 2006
Sieci energetyczne wysokiego napięcia w Polsce Stacja pomiarowa Hylaty
Ekscesy w zmianie pola magnetycznego z pomiarów w Bieszczadach 100.00 2500.00 es82 80.00 ES82 2000.00 1500.00 AMPLITUDA 60.00 40.00 1000.00 20.00 500.00 42900.00 43000.00 43100.00 43200.00 2400.00 EK08 0.00 120.00 0.00 10.00 20.00 30.00 CZĘSTOTLIWOŚĆ EK08 2000.00 80.00 1600.00 1200.00 40.00 800.00 14300 14400 14500 14600 CZAS 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00
Rodzaje zmiennego pola magnetycznego i elektromagnetycznego w środowisku człowieka
Zakresy obserwacji wpływu pól magnetycznych na układy biologiczne 6 kt limit 0 Save level Termal effects log (B) [T] -6-12 natural exp. home HF światło -18-24 -30 Quantum electrodynamics -4 0 4 8 12 16 log (F) [Hz]
Geobiometria - zmiana parametrów biometrycznych człowieka w róŝnych miejscach na Ziemi
Pomiar zmiennego pola magnetycznego
Cewki pomiarowe typu TESLA
Pomiary pola magnetycznego na Wawelu
Pomiary w piwnicach MAGNETIC FIELD [nt] 10 5 0-5 Źródła zmian pola magnetycznego obserwowane na Wawelu i w Katedrze Wawelskiej. Przypadkowo pojawiają się -10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 TIME [s] zaburzenia magnetyczne Wawel
2000 amplituda kolejne kanały 1 2 1000 1600 1200 Katedra Wawelska pomiar w pt.1 N - S W - E Pomiar równoczesny: -8 kanałów -konwerter ADC 12b -próbkowanie 300 Hz -filtr 0.5-20 Hz 3 4000 800 2000 pionowo Pole magnetyczne X, Y, Z 4000 4 2000 A 4000 5 2000 S EKG I (Eindhoven) 4000 6 2000 J 0 0 400 800 1200 1600 CZAS [kolejne próbki z ADC]
Katedra Wawelska Źródła dla częstotliwości od 8 do 10 Hz koncentrują się w Kaplicy Batorego. Pomiary wykonano detektorami pola magnetycznego XYZ
Zamek w Niepołomicach piwnice PołoŜenie źródeł Częstotliwości 8 do 16 Hz
Pomiary pola magnetycznego w Krakowie
Jaskinia Twardowskiego Długość jaskini: 500.17 m Głębokość jaskini: -12.70 m Deniwelacja jaskini: 16.80m Rozciągłość południkowa: 60.52 m Rozciągłość równoleŝnikowa: 41.15 m Jaskinia połoŝona jest w Krakowie w dzielnicy Podgórze w obrębie starego kamieniołomu tworzącego obecnie "Park Skały Twardowskiego w południowym jego skraju. wejście
Jaskinia Twardowskiego Jaskinia Twardowskiego - pomiar gradientowy DIV Ca Cl Fe Na K F Pomiar róŝnicowy wykazuje wyniki lokalne
Kopalnia soli Wieliczka
Kopalnia soli Wieliczka Maksima występują dla częstotliwości odpowiadającym rezonansom jonów Na, Cl, K, Ca zgodnie z warunkami rezonansu cyklotronowego i modelem interferencji stanów kwantowych amplituda 4000 3000 2000 1000 0 K Komora Wessel Sanatorium dziecięce Cl Na Ca 10 12 14 16 18 20 22 24 częstotliwość [Hz] K pom-6 pom-2 pom-1 Cl