大地电磁场的基本理论

  大地电磁场，或称天然电磁场，通常指由太阳风以及雷电活动等这些地球外层空间场源引起的区域性，乃至全球性的天然交变电磁场。它具有很宽的频谱范围，从近直流（低千0．0001Hz）至数千赫兹都能被观测到。频率不同的大地电磁场，其激发机制、振幅强度、振动形式及分布特征等也各有特点。
  图2.2.1是一幅经典的反映全球电、磁场强度平均振幅的特征图。可以看出，天然电磁场在0．5Hz、3Hz和1000Hz附近存在低谷，信号极其微弱，电场强度低于Imv／km，磁场低于0．01nT，能量如此低的电磁场在当时的技术条件下很难被正确地观测。而且，应用大地电磁法的主要兴趣是研究上地壳一岩石圈一上地幔的电性变化。因此传统上的大地电磁法，其测量频率范围一般在0.0001～1Hz。
大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)的频率范围大约在0．001—1000Hz，由于人类电磁活动的频繁和深入，如各类中、长波广播电台、电视发射台、接地电网、微波遥感卫星、电信通信网络等，地表所观测的“天然”电磁场的频谱已发生了深刻的变化，在野外已经可以接收到高达数十千赫兹的高频“天然”电磁信号，从而极大地扩展了传统AMT的频率范围，其勘探深度范围从近地表数十米至地下数公里，这也正是人类经济活动最频繁的范围，使“天然”电磁勘探能构成对近地表至地下数百里地质结构的立体探测。