[科普中国]-大地电流

概述

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。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。在灭国波士顿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。