大地电流

大地电流（英语：Telluric current，最初源自拉丁语单词tellūs）是指在地下或者海洋里流通电流的现象。大地电流的产生主要是由于自然因素和人类活动的双重作用，这些不连续的电流以较为复杂的形式相互作用。大地电流具有极低频，在地球表面大范围地流动。

大地电流

现象

大地电流是一个在地球地壳和地幔观察到的现象。1862年9月，一个有关地球电流的实验在慕尼黑的阿尔普斯（Munich Alps）进行。所观测到的电流主要是由于地磁场外层部分的强度改变产生了电磁感应，而地磁场强度的改变又归因于太阳风和磁层（英语：Magnetosphere）的相互作用或者是电离层中太阳的辐射效应。由此，大地电流在地球表面流动。这个电流的电势差可以在地球上的不同点之间测量到，通过计算，可以进而得到大地电流的大小和方向，以及地球的电导。大地电流具有白昼的特性，电流矢量的方向基本是朝向太阳的。^[1][2]任意时刻，大地电流在地球向阳的一个半表面上流动。在白天，大地电流趋向赤道移动；在夜晚，则趋向两极移动。

应用

大地电流和大地电磁学（英语：Magnetotellurics）的方法都被应用于地球表面以下结构的探索（例如工业中的勘探）。在探矿行业中，可以通过探测与其周围物质电阻率可以区分的结构来达到目的。其他应用还包括地热能探测、石油探测、地层测绘、地下水监测、岩浆室（英语：magma chambers）研究、大陆板块漂移研究等。大地电流可以通过地球电池（英语：Earth battery）的原理，被用于产生一个有用的低电压。早在1859年，类似这样的设备就被用于了美国的电报系统。在美国911国家公园的位置有一个较强的电流区域，甚至在1897年导致了西半球第一条地铁（博伊尔斯顿至公园街）工程的线路改道。

文学作品

大地电流常在一些小说作品中出现，例如威廉·霍普、霍奇森的《午夜之地》（The Night Land）、翁贝托·埃可的《傅科摆》（Foucault's Pendulum）、电视剧《神秘博士》^[3]以及托马斯·平琼的《梅森和迪克逊》。

参考文献

1. 美国专利第3,361,957号, D. L. Hings, Telluric current responsive device having spaced conductors for positioning adjacent the Earth's surface
2. Jahr, Emil, "美国专利第690,151号 Method of utilizing electrical earth currents".
3. 改编自大卫·A·麦金蒂的小说The Shadow of Weng-Chiang

延伸阅读

科普读物

• "Telluric current" A Dictionary of Earth Sciences. Ed. Ailsa Allaby and Michael Allaby. Oxford University Press, 1999.
• "The Earth's Electrical Environment （页面存档备份，存于互联网档案馆）". 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 （页面存档备份，存于互联网档案馆）", 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.

外部链接

• "Electrical Conductivity : Models of the Crust and Mantle（页面存档备份，存于互联网档案馆）". [PDF]
• MTNet（页面存档备份，存于互联网档案馆）, 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