مقاله بررسی میدان مغناطیسی زمین

دسته: علوم انسانی
بازدید: 26 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 78 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 19

مقاله بررسی میدان مغناطیسی زمین در 19 صفحه ورد قابل ویرایش

قیمت فایل فقط 3,500 تومان

مقاله بررسی میدان مغناطیسی زمین در 19 صفحه ورد قابل ویرایش

مقدمه

پس از پایان جنگ جهانی دوم، دولتها برای جبران خسارت جنگ روی به منابع طبیعی آوردند با شروع جنگ سرد مكتشفان بدنبال منابع مطمئن در كشورهای نزدیك آمریكا بودند كه كانادا بهترین كشور بود هم از نظر وسعت و هم از نظر منابع معدنی.

فلزات پایه مانند مس، سرب، روی و نیكل، از طرفی شرایط بد آب و هوایی از قبیل سرمای زیاد و یخبندان در قسمتی از سال اكتشافی را سخت می كرد و مهمترین عامل فاكتور زمان بود كه تأخیر در هر مرحله باعث موكول شدن ادامه عملیات به فصل بعدی شود از طرفی روشهای كند ژئوفیزیكی نیز به این تأخیر كمك می كرد.

ژئوفیزیك به دلیل ویژگیهایی كه دارد كم هزینه بودن و بیشترین سرعت بهترین راه برای برداشت بود اما متدهای گراویتی بدلیل دیگر مشكلات كنار گذاشته شد و روشهای قدیمی مغناطیس بدلیل وجود منبع میدان، وجود الكترود و تفسیر پیچیده كمتر استفاده شد. همین عوامل بعدها باعث توسعه روشهای ژئوفیزیكی شد، اولین تلاش برای استفاده از هواپیما در برداشت های EM توسط (1946) Hans land berg و این سیستم شامل 2 سیم پیچ كه در كابین هلیكوپتر می‎باشد و تنها برای توده های مدفون در عمق 5 متری می‎باشد.

از طرفی با روی كار آمدن كامپیوتر سرعت و دقت محاسبات پیچیده این روش به عنوان سریعترین و بهترین روش بكار گرفته شد.

نیاز به كشف توده های عمیق باعث شد تا پس از دهه 1970 مطالعات و طراحی هایی در این زمینه صورت بگیرد. در این مسیر موفقیتهای (INPUT) (Induced Pulse Transient) (القا پالس زودگذر) چشمگیر بوده در دهه 1980 عمده شركتهای معدنی بدنبال اكتشاف طلا بودند. در هر حال نیاز اورانیوم و فلزات پایه در نیمه دهه 1980 باعث شد روشهای اكتشاف عمیق استفاده شود شركتهای Spectrem , Questem , Geotem در سال 1990 اقدام به ارائه این خدمات كردند.

فصل سوم

مبانی مغناطیس سنجی و تئوری

مقدمه:

میدان مغناطیسی زمین از دیرباز نظر محققان را به خود جلب كرده بود. همیشه این حقیقت كه سوزن مغناطیسی شده آویزان از نخ همیشه در یك راستا قرار می‎گیرد دانشمندان را به فكر وامی داشت. تا اینكه ژیلبرت نظریه خود را حدود سه قرن پیش مبنی بر اینكه زمین مانند یك مغناطیس بزرگ و تا اندازه ای بی قاعده عمل می‌كند. این نظریه به همراه نظریه نیوتن در مورد گرانش را می‎توان پایه های ژئوفیزیك دانست. در واقع به كمك ژئوفیزیك می‎توان كانسار مدفون در زمین را با اطمینان مدلسازی كرد.

مطالعات ژئوفیزیكی بر مبنای خاصیت فیزیكی مورد اندازه گیری به دو دسته كلی تقسیم می‎شوند. روشهایی كه میدانهای طبیعی زمین را اندازه گیری می‌كنند (روشهای استاتیك) كه عبارتند از روشهای ثقل سنجی، مغناطیسی سنجی، تلوریك، پتانسیل خودزا و رادیومتری و روشهایی كه از میدانهای مصنوعی ایجاد شده استفاده می‌كنند (روشهای دینامیك) كه شامل دو دسته مهم می باشند. روشهای الكتریكی و روشهای لرزه نگاری، روشهای استاتیك نسبت به روشهای دینامیك سریع و كم خرج هستند و عموماً در اكتشاف نیمه تفصیلی و شناسایی ساختمانی زمین شناسی استفاده می‎شوند و بیشتر اطلاعات كیفی بدست می دهند. در روشهای دینامیكی با مطالعه تغییرات میدان مصنوعی ایجاد شده در اثر حضور مواد مختلف می‎توان آنالیزهای بهتر و مشخص تری همراه با تفسیرهای كمی و كیفی انجام داد. روشهای دینامیك اغلب وقت گیر و پرهزینه هستند ولی تجارب علمی و نتایج بدست آمده، كاربرد موفقیت آمیز این روشها را ثابت كرده است.

3-1-2- میدان مغناطیسی زمین

شكل میدان مغناطیسی در سطح زمین بطور تقریب معادل شكلی است كه با قرار دادن یك آهنربا كوچك ولی پرقدرت در مركز زمین بوجود می‎آید به شرط آنكه قطب شمال مغناطیسی این آهنربا رو به جنوب بوده و نسبت به محور چرخش زمین  مایل باشد. اگر میدان كاملاً منظم بود، خطوط نیرو در قطب محور مغناطیسی قائم و در استوای مغناطیسی افقی می بود. استوای مغناطیسی دایرة عظیمه ای است كه نسبت به استوای واقعی  مایل است. (به شكل زیر توجه شود.)

3-1-3- مفاهیم اصلی مغناطیس

3-1-3-1- نیروی مغناطیسی

رابطه نیروی مغناطیسی از قانون كولن برای قطبهای مغناطیسی بدست آمده و نمادگذاری آن تقریباً شبیه قانون نیوتن درباره نیروی گرانی است. این رابطه بدین صورت است:

(3-1)                                                                                         

F نیروی وارد بر m2 بر حسب دین، r فاصلة قطبها برحسب سانتیمتر و جهت نیرو از m1 ، m2 است. قطب ها خودشان مجازیند، زیرا نمی توانند بصورت مجزا وجود داشته باشند و فقط به صورت زوج ظاهر می‎شوند.  تراوایی مغناطیسی است كه كمیتی بدون بعد بوده و مقدار آن در خلاء دقیقاً برابر او در هوا نیز عملاً مساوی 1 است.

اگر دو قطب m2 , m1 هر یك به شدت یك emu در خلأ (emu ، واحد قطب مغناطیسی در سیستم تcgs) در فاصله یك سانتیمتری از یكدیگر قرار گیرند. نیروی بین آنها برابر یك دین است، برخلاف حالت گرانی كه در آن نیرو همیشه ربایشی است، نیروی ایستا مغناطیسی موقعی ربایشی است كه علامت قطبها مخالف یكدیگر باشند و زمانی رانشی است كه علامتها یكسان باشند. براساس قرارداد قطبی كه به سوی قطب شمال مغناطیسی زمین جذب شود (شمالجو) قطب مثبت و قطبی كه به سوی قطب جنوب مغناطیسی زمین جذب شود، قطب منفی جنوبجو است.

3-1-3-2- قدرت میدان مغناطیسی

قدرت میدان مغناطیسی، نیروی وارد بر واحد قطب می‎باشد.

(3-2)                                                                                                   

كه در آن  یك قطب مجازی در یك نقطه از فضا است. در سیستم cgs، H بر حسب ارستد، یعنی دین بر واحد قطب بیان می‎شود.


3-1-3-3- گشتاور مغناطیسی

قطبهای مغناطیسی همیشه به صورت زوج وجود دارند. جوهر اصلی مغناطیسی، دو قطبی مغناطیسی است. دو قطب با قدرت های +m و -m را فاصله l از یكدیگر جدا می‌كند، در این صورت گشتاور مغناطیسی چنین تعریف می شود:

(3-3)                                                                                               

گشتاور مغناطیسی برداری در جهت بردار واحد  از قطب منفی به سوی قطب مثبت است.

3-1-3-4- شدت مغناطیدگی

یك جسم مغناطیسی در یك میدان مغناطیسی خارجی در اثر القا مغناطیده می‎شود. شدت مغناطیدگی متناسب با قدرت میدان و جهت آن جهت میدان است و طبق تعریف عبارت است از گشتاور مغناطیسی در واحد حجم، یعنی

(4-3)                                                                                                   

در عمل این مغناطیدگی به حدی است كه قطبهای مواد مغناطیسی را به خط می‌كند. بدین علت I اغلب قطبش مغناطیسی نامیده می‎شود.

3-1-3-5- خودپذیری مغناطیسی

درجه مغناطیدگی جسم را خودپذیری مغناطیسی آن مشخص می‎شود و به صورت زیر تعریف می‎شود.

(5-3)                                                                                                    

خودپذیری، پارامتری اساسی در كاوشهای مغناطیسی است، زیرا پاسخ مغناطیسی سنگها و كانیها را مقدار ماده مغناطیسی داخل آنها تعیین می‌كند و مقدار K در ماده مغناطیسی خیلی بیشتر از خود سنگها و كانیها است.

3-1-3-6- القای مغناطیسی

چنانچه جسم مغناطیسی در میدان خارجی H قرار گیرد، قطبهای داخلی آن در اثر میدان H كم و بیش در یك خط قرار می گیرند و خود میدان H را بوجود می آورند. این میدان باعث افزایش میدان كل در داخل جسم می‎شود. این میدان اضافی به شدت مغناطیسی بستگی دارد. طبق تعریف، القای مغناطیسی، B ، میدان كل در داخل جسم است كه می‎تواند به صورت زیر نوشته شود.

-1-5- بی هنجاریهای مغناطیسی محلی توضیح بیشتر

تغییرات عمده محلی و منطقه ای به جز تغییرات زمانی مربوط به میدان مغناطیسی زمین در نتیجه محتوای كافی مغناطیسی نزدیك به سطح است. مقدار این بی هنجاریها اغلب كم و بیش زیاد است و گاهی حتی به دو برابر میدان اصلی نیز می رسد. مرز پایان این بی هنجاریها نقطه كوری می‎باشد. بنابراین این بی هنجاریها به عوامل نزدیك سطح زمین مربوط هستند.

هدف از كاوشهای مغناطیسی پیدا كردن بی هنجاریهای مغناطیسی محلی در نقاطی است كه در خور توجه باشند. این بی هنجاریها می‎توانند مرتبط با نهشته های كانساری مورد تجسس در یك منطقه اكتشافی باشند.

استفاده از ایربرن در مطالعات ژئوفیزیكی

امروزه با توجه به پیشرفت تكنولوژی و نیاز به هر چه سریع تر انجام دادن پروژه های اكتشافی بدلیل شرایط نامطلوب برداشت در فیلد، هزینه گروه اكتشاف، شرایط نامطلوب آب هوایی در فصول مختلف دلایل مهمی برای ارتقاء برداشتهای ژئوفیزیكی هستند كه مكتشفان به دنبال راههایی هستند تا برداشت در زمان كمتر و با هزینه كمتر و دقت بالاتر انجام شود و در این راه در زمینه بهینه سازی پروژه های ژئوفیزیكی ایربرن (مغناطیس هوابرد) یكی از مهمترین ابزارها در دست مكتشفین و از طرفی روی كار آمدن نرم افزارهای دقیق تفسیر و تصحیح داده های مغناطیسی نیز باعث افزایش سرعت و دقت تصحیحات مختلف می شود.

قیمت فایل فقط 3,500 تومان

برچسب ها : تحقیق بررسی میدان مغناطیسی زمین , پروژه بررسی میدان مغناطیسی زمین , مقاله بررسی میدان مغناطیسی زمین , دانلود تحقیق بررسی میدان مغناطیسی زمین , بررسی میدان مغناطیسی زمین , میدان مغناطیسی , زمین