انتخاب صفحه

فهرست مطالب

چکیده…………………………………………………………………………….. 2

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول مقدمه‌ای بر میدان مغناطیسی

برای اولین بار در سال 1600 میلادی توسط گیلبرت، زمین بعنوان یک آهن‌ربای بزرگ معرفی شد. میدان مغناطیسی زمین شکلی دارد که گویی کره زمین مغناطیسی است که محورش تقریبا از شمال به جنوب قرار دارد. در نیمکره شمالی، تمام خطوط میدان مغناطیسی در نقطه‌ای به هم می‌رسند، این نقطه قطب جنوب مغناطیسی زمین نامیده می‌شود. باید توجه داشت که نقاط به هم رسیدن خطوط میدان مغناطیسی روی سطح زمین قرار ندارد بلکه قدری از آن پایین‌تر هستند. همچنین قطب‌های مغناطیسی زمین با قطب‌های جغرافیایی آن منطبق نیستند(شکل1-1). محور میدان مغناطیسی زمین، یعنی خط مستقیمی که از هر دو قطب مغناطیسی می‌گذرد، از مرکز زمین نمی‌گذرد و از این‌رو قطر زمین نیست. چندین سیاره دیگر از سیاره‌های منظومه شمسی نیز، میدان مغناطیسی دارند که از جمله آنها می‌توان از عطارد و مشتری نام برد. این خاصیت در خورشید و بسیاری ستاره‌های دیگر نیز دیده می‌شود.

بر پایه‌ی نظریه‌ی دینامو، این میدان در منطقهی هستهی بیرونی که مایع است، ساخته شده ‌است. در هستهی بیرونی گرمای زیاد و رسانش گرمایی باعث جابه‌جایی مواد رسانای درون آن می‌شود که این پدیده خود باعث پدید آمدن جریان‌های الکتریکی و از آن میدان مغناطیسی زمین می‌گردد. جابه‌جایی مواد در هستهی بیرونی با هرج و مرج همراه‌ است و باعث می‌شود که قطب‌های میدان مغناطیسی در بازه‌های زمانی گوناگون جابه‌جایی‌هایی داشته باشد. از این‌رو در بازه‌های زمانی چند میلیون سال باید چشم به راه چند بار جابه‌جایی در محل قطب‌های مغناطیسی زمین باشیم. برای نمونه، تازه‌ترین جابه‌جایی دو قطب در ۷۰۰۰۰۰ سال پیش رخ داده ‌است.
1-1-2 منشاء میدان مغناطیسی زمین
در الکترومغناطیس کلاسیک تعریف میدان مغناطیسی به‌صورت «میدان حاصل از بار الکتریکی در حال حرکت در اطراف آن» می‌باشد. میدان مغناطیسی از تک بارها، سیم‌های حامل جریان، جهت‌گیری دوقطبی‌های مغناطیسی(آهنرباهای دایمی)، جریان سیال رسانا(میدان مغناطیسی زمین) ایجاد می‌شوند. در الکترودینامیک نسبیتی بین میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی تفاوتی وجود ندارد و تعریف میدان الکترومغناطیسی به‌صورت «اثر بار الکتریکی در اطراف آن» تعریف می‌شود. چون حرکت کاملاً نسبی در نظر گرفته می‌شود و نمی‌توان بین بار ثابت و بار متحرک تفاوتی قایل شد(متحرک بودن یا ثابت بودن برای ناظرهای مختلف تفاوت می‌کند). نیروی حاصل از این میدان را نیروی لورنتس می‌خوانند.
به بیانی دیگر میدان مغناطیسی میدانی است که توسط یک جسم مغناطیسی یا ذرات، و یا با تغییر میدان الکتریکی، تولید شده است و توسط نیرویی که روی دیگر مواد مغناطیسی و یا حرکت بار الکتریکی اعمال می‌شود شناسایی می‌شود. میدان مغناطیسی در هر نقطه داده شده توسط هر دو پارامتر جهت و شدت مشخص می‌شود، که به‌عنوان یک میدان برداری شناخته می‌شود. اشیایی که خود میدان مغناطیسی تولید می‌کنند آهنربا نامیده می‌شوند. آهن‌رباها توسط نیروها و گشتاورهایی که توسط میدان‌های مغناطیسی تولید می‌کنند بر یک‌دیگر تاثیر می‌گذارند. آهن‌ربا معمولاً خود را در جهت میدان مغناطیسی موضعی تراز می‌کند. قطب‌نماها از این اثر برای اندازه گیری جهت میدان مغناطیسی موضعی، تولید شده توسط زمین استفاده می‌کنند. مدلی که میدان مغناطیسی یک شیء را نشان می‌دهد با استفاده از خطوط میدان مغناطیسی نشان داده می‌شوند. این خطوط صرفا یک مفهوم ریاضی هستند و به‌صورت فیزیکی وجود ندارد. با این حال، برخی پدیده‌های فیزیکی از قبیل تراز شدن براده‌های آهن در یک میدان مغناطیسی، به مانند خطوط در یک الگوی مشابه با خطوط فرضی میدان مغناطیسی از جسم را تولید می‌کند. جهت خطوط میدان مغناطیسی که تراز دلخواهی برای براده آهنی که بر روی کاغذی که بر روی یک نوار آهنربا قرار دارد، پاشیده شده است، نشان می‌دهد. جاذبه متقابل قطب مخالف براده آهن منجر به تشکیل خوشه‌های دراز از براده در امتداد خطوط میدان شده است.
جریان الکتریسیته و انتقال شار الکتریکی میدان مغناطیسی تولید می‌کند. حتی میدان مغناطیسی از یک ماده مغناطیسی را می‌توان به‌عنوان مدل حرکت شار الکتریکی الگو گرفت. میدان مغناطیسی نیز بر روی حرکت شار الکتریکی نیرو وارد می‌کند. میدان‌های مغناطیسی در داخل و با توجه به مواد مغناطیسی می‌تواند کاملا پیچیده باشد. میدان مغناطیسی با مواد دیگر اثر متقابلی دارد، بنابراین میدان مغناطیسی متقابلی با مواد دیگر ایجاد می‌کند. شرح میدان مغناطیسی در داخل آهن‌ربا شامل دو رشته جداگانه ‌است که می‌تواند هر دو به نام میدان مغناطیسی، میدان مغناطیسی B و میدان مغناطیسی H نامیده شود. اینها توسط یک میدان سوم که توصیف حالت مغناطیسی مواد مغناطیسی در درون آنهاست، که مغناطیس کنندگی(مغناطش) نامیده می‌شود تعریف می‌شود. انرژی مورد نیاز برای ایجاد میدان مغناطیسی می‌تواند زمانی که میدان از بین می‌رود اصلاح شود. و این انرژی می‌تواند، به‌عنوان “ذخیره شده” در میدان مغناطیسی در نظر گرفته شود. انرژی ذخیره شده در مواد مغناطیسی به مقادیر B و H بستگی دارد. میدان الکتریکی میدانی است که توسط شار الکتریکی ایجاد شده است و این میدان‌ها به‌طور تنگاتنگی به میدان‌های مغناطیسی مربوط می‌شوند؛ تغییر در میدان مغناطیسی میدان الکتریکی و تغییر در میدان الکتریکی میدان مغناطیسی تولید می‌کند. ارتباط کامل بین میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی و جریان و شار که آنها را ایجاد می‌کنند، توسط مجموعه‌ای از معادلات ماکسول توصیف می‌شوند. با در نظرگرفتن این ارتباط خاص، میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی دو جنبه مرتبط از یک موضوع منفرد، به نام میدان الکترو مغناطیسی هستند

1-1 مقدمه……………………………………………………………………………… 10
1-1-1 میدان مغناطیسی…………………………………………………………….. 10
1-1-2 منشاء میدان مغناطیسی زمین……………………………………………… 11
1-2 اندازه‌گیری میدان مغناطیسی هسته‌ی زمین………………………………… 13

فصل دوم: خصوصیات مواد مغناطیسی، محیط‌های مغناطیسی و کاربردهای آنها

میدان مغناطیسی برای دو میدان برداری مختلف استفاده می‌شود، که میدان‌های B و H نامیده می‌شوند. خارج از مواد، میدان‌های B و H غیر قابل تشخیص هستند.(آنها تنها در واحدهای خود و مقدار، متفاوت‌اند و در تغییرات زمانی و مکانی تفاوتی ندارند.) تنها در داخل ماده‌ تفاوت مهم است. میدان B به جریان بستگی دارد(هم ماکروسکوپی و هم میکروسکوپی مانند حرکت الکترون به دور هسته آن). در حالی که میدان H به جریان‌های ماکروسکوپی و برداری که به پدیده شار مغناطیسی بسیار نزدیک است، بستگی دارد.
میدان B را می‌توان در بسیاری جهات مشابه، بر اساس اثرات آن بر روی محیط اطراف آن تعریف کرد. به‌عنوان مثال، یک ذره با بار الکتریکی، q، و حرکت در میدان B با سرعت، v، نیرویی برابر، F، ایجاد می‌کند که نیروی لورنتس نامیده می‌شود. برای دوقطبی مغناطیسی لحظه‌ای m (در آمپر متر مربع) میدان B در واحد SI تسلا و در واحد cgs گاوس(1 تسلا = 10000 گاوس) نامیده می‌شود. در واحد SI تسلا برابر است با: (کولن × متر) / (نیوتن × ثانیه).
میدان H با یکای آمپر بر متر(A/m) در SI و اورستد (Oe) در cgs اندازه‌گیری می‌شود. در موادی که M متناسب با B یا اصطلاحأ خطی است، رابطه بین B و H را می‌توان به فرم ساده‌تر نوشت: B⁄μ=H که در آن μ پارامتر وابسته به مواد به نام نفوذپذیری(ضریب تراوایی) است. در فضای خالی، هیچ مغناطیسی وجود ندارد به‌طوری کهB⁄μ_0=H هر چند، برای بسیاری از مواد، هیچ رابطه‌ی ساده‌ای بین B و M وجود ندارد به‌عنوان مثال، مواد فرومغناطیسی و ابررساناها خاصیت مغناطیسی شدنی دارند که یک تابع چند ارزشی از B مربوط به پسماند مغناطیسی است.
2-1-2 پذیرفتاری و تراوایی مغناطیسی
برای مواد همسانگرد و خطی داریم: M ⃗=X_m H ⃗ که در آن X_mرا پذیرفتاری مغناطیسی گوییم که کمیتی بی‌بعد است[1].
2-1-2-1 مواد دیامغناطیس
مواد دیامغناطیس موادی هستند که اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند از آهنربا دفع می‌شوند. در این مواد برآیند گشتاور دوقطبی مغناطیسی صفر است و در واقع فاقد دوقطبی ذاتی هستند و هنگامی که در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند، گشتاور دوقطبی در آن‌ها القا می‌شود اما جهت این دوقطبی‌های القا شده بر خلاف جهت میدان مغناطیسی خارجی می‌باشد و این امر باعث می‌شود که ماده دیامغناطیس از میدان مغناطیسی دفع شود. البته این خاصیت در تمام مواد وجود دارد، و هنگامی این خاصیت در مواد ظاهر می‌شود که خاصیت پارامغناطیسی آن‌ها ضعیف باشد، مانند بیسموت، نقره، طلا، مس و تمام غیر فلزها بجز اکسیژن. مواد دیامغناطیس دارای X_mمنفی هستند و اگر در برابر میدان مغناطیسی قرار گیرند باعث تضعیف میدان می‌شوند. همچنین فاقد گشتاور دوقطبی مغناطیسی‌اند.
X_m<0 ,|X_m |<1
2-1-2-2 مواد پارامغناطیس
مواد پارامغناطیس موادی هستند که حرکت و جنبش دوقطبی‌هایشان راحت و آسان‌تر است. هنگامی که این مواد را در میدان مغناطیسی قرار دهیم، بر دوقطبی‌های آن نیرو وارد شده و تعداد زیادی از آن‌ها در خطوط میدان به‌طوری که قطب‌های شمال در جهت خطوط قرار می‌گیرند. و این امر سبب می‌شود که این مواد به یک آهنربای قوی تبدیل شود. اما چون حرکت و جنبش این دوقطبی‌ها سریع است، با برداشتن این مواد از میدان مغناطیسی، این دوقطبی‌ها به سرعت از مسیر خطوط خارج و به حالت کاتوره‌ای قبلی برمی‌گردند و این مواد در خارج از خطوط میدان به سرعت خاصیت مغناطیسی خود را از دست می‌دهند، مانند آلومینیوم و پلاتین. مواد پارامغماطیس دارایX_m مثبت بوده و باعث تقویت میدان مغناطیسی می‌شوند و دارای گشتاور دوقطبی مغناطیسی کوچکی هستند.

شفق قطبی در نزدیکی قطب‌های مغناطیسی روی می‌دهد

شفق قطبی در نزدیکی قطب‌های مغناطیسی روی می‌دهد

2-1 خصوصیات مواد مغناطیده ……………………………………………………..15
2-1-1 میدان مغناطیسی B و شدت مغناطیسی H ا……………………………15
2-1-2 پذیرفتاری و تراوایی مغناطیسی………………………………………….. 15
2-2 محیط‌های مغناطیسی ………………………………………………………..21
2-2-1 مگنتوسفر زمین ………………………………………………………………21
2-2-2 بادهای خورشیدی و تاثیر آن بر میدان مغناطیسی زمین………………. 21
2-2-3 مدارهای وان آلن…………………………………………………………….. 22
2-2-4 پدیده شفق قطبی………………………………………………………….. 23
2-2-5 محاسبه میدان مغناطیسی در محیط‌های بی‌هنجار اطراف زمین…….. 23
2-3 موارد دیگری از کاربرهای میدان مغناطیسی زمین در زندگی روزمره…….. 25
2-3-1 مغناطیس گرانشی……………………………………………………………25
2-3-2 محلول های مغناطیسی نانو………………………………………………. 25
2-3-3 آهنرباهای دوفازی……………………………………………………………. 26
2-3-4 بازار جهانی…………………………………………………………………… 27
2-3-5 نانومغناطیس…………………………………………………………………. 28
2-3-6 نانوذارت مغناطیسی………………………………………………………… 28
2-3-7 فروسیال‌ها(محلول‌های مغناطیسی)…………………………………….. 29
2-3-8 نانوکامپوزیت‌های مغناطیسی……………………………………………… 29
2-3-9 دارو رسانی هدفمند…………………………………………………………. 29
2-3-10 جهتیابی در کشتیرانی و صنعت هواپیما…………………………………. 30
2-3-11 مینهای دریایی………………………………………………………………. 30
2-3-12 باستانشناسی مغناطیسی……………………………………………….. 32
2-4 کلیاتی در مورد کاوشهای مغناطیسی……………………………………….. 33

فصل سوم: بررسی اثرات میدان مغناطیسی بر روی پوسته و پدیده‌های زمین شناختی

سنگ به موادی گفته می‌شود که بطور طبیعی از اجتماع یک یا چند نوع کانی تشکیل شده باشند. در زمین سه گروه سنگ، با 3 روش تشکیل و منشأ جداگانه وجود دارد. سنگ‌های آذرین، که محصول انجماد مواد مذاب درونی زمین‌اند و در داخل یا سطح پوسته زمین سرد شده و تبدیل به سنگ می‌شوند. سنگ‌های رسوبی، که از فرسایش و هوازدگی سنگ‌های قبلی و رسوب آنها در جای مناسب به‌وجود آیند، یا از بقایای موجودات زنده‌ی قدیمی تشکیل شوند. بعضی از سنگ‌های رسوبی هم حاصل تبخیر شدید آب‌های اشباع از املاح خاص و بر جای ماندن آن املاح‌اند. سنگ‌های دگرکون شده، در صورتی تشکیل می‌شوند که ترکیب شیمیایی یا ساختار یک سنگ در درون زمین و تحت تأثیر گرما، فشار و واکنشهای شیمیایی خاص عوض شود.
سنگ‌های رسوبی ممکن است در اعماق زمین مدفون شوند و در آن‌جا تحت تأثیر گرما و فشار به سنگ‌های دگرکون شده مبدل شوند یا آنکه پس از ذوب، سنگ‌های آذرین جدیدی را حاصل آورند. سنگ‌های آذرین هم تحت تأثیر فشار و حرارت دگرگون می‌شوند. به مجموعه‌ی این تغییرها و تبدیل حالت‌ها چرخه سنگ گفته می‌شود.
در طبیعت حدود 3000 نوع کانی پیدا می‌شود که از لحاظ ترکیب، شکل ظاهری، رنگ، اندازه و موارد دیگر بسیار متفاوتند. یک علت عمده‌ی این تفاوت، چگونگی تشکیل آنهاست. بعضی از کانی‌ها از انجماد مواد مذاب به‌وجود می‌آیند(مانند کانی‌هایی که در تشکیل سنگ‌های آذرین دخالت دارند). بعضی از سرد شدن بخارها در سطح یا شکاف‌های موجود در سنگ‌ها به‌وجود می‌آیند مثلأ (تشکیل گوگرد در قله‌ی کوه آتشفشان دماوند). برخی از کانی‌ها از تبخیر محلول‌هایی که به حد اشباع رسیده‌اند به‌وجود می‌آیند. مثلأ از تبخیر شدید آب دریا، نمک و گچ تشکیل می‌شوند. بعضی از کانی‌ها نیز از تخریب کانی‌های دیگر به‌وجود می‌آیند. مثلأ از تجزیه و تخریب کانی‌های سنگ‌های آذرین، کانی‌های رسی غیر محلول و کانی‌های کربناتی و حتی سیلیس به‌وجود می‌آیند. بعضی دیگر هم در نتیجه وارد آمدن فشار و گرمای زیاد بر روی کانی‌های دیگر به‌وجود می‌آیند. مثلأ گرافیت بر اثر گرما و فشار زیاد از آنتراسیت به‌وجود می‌آید.

ساختمان بلوری کانی‌ها

ساختمان بلوری کانی‌ها

3-1 چرخه سنگ…………………………………………………………………… 35
3-2 کانی‌ها …………………………………………………………………………36
3-2-1 تشکیل کانی‌ها……………………………………………………………… 37
3-2-2 شناسایی کانی‌ها ………………………………………………………….37
3-2-3 طبقه‌بندی کانی‌ها………………………………………………………….. 38
3-2-4 کاربرد کانی‌ها ……………………………………………………………….39
3-3 ساختمان درونی زمین……………………………………………………….. 40
3-4 ترکیب شیمیایی زمین…………………………………………………………. 41
3-4-1 نمونه برداری مستقیم………………………………………………………. 42
3-4-2 روشهای غیرمستقیم………………………………………………………. 43
3-5 خصوصیات و ترکیب پوسته…………………………………………………….. 44
3-6 خصوصیات و ترکیب گوشته…………………………………………………….. 44
3-7 خصوصیات و ترکیب هسته ………………………………………………………47
3-8 میدان مغناطیسی……………………………………………………………….. 48
3-8-1 وارونگی مغناطیسی…………………………………………………………. 49
3-9 فشار…………………………………………………………………………….. 50
3-10 دما ………………………………………………………………………………..50
3-11 زمین نا آرام ……………………………………………………………………51
3-11-1 زمین ساخت ورقهای…………………………………………………….. 51
3-11-2 عقیدهای پیشرفته در زمان خود ………………………………………….51
3-11-3 مغناطیس دیرین……………………………………………………………. 52
3-11-4 سرآغاز یک تحول فکری…………………………………………………… 52
3-11-5 گسترش بستر اقیانوسها …………………………………………………..53
3-11-6 وارونه شدن میدان مغناطیسی زمین……………………………………… 53
3-12 حرکت ورقهها نسبت به هم، به سه شکل مختلف زیر می‌تواند صورت بگیرد 53
3-12-1 ورقههای دور شونده(واگرا) ………………………………………………..53
3-12-2 ورقههای نزدیک شونده(همگرا)…………………………………………… 54
3-12-3 ورقههای امتداد لغز……………………………………………………….. 56
3-12-4 نقاط داغ …………………………………………………………………….57
3-12-5 عامل های حرکت دهنده …………………………………………………57
3-13 ساختهای تکتونیکی و کوهزایی ……………………………………………….57
3-14 تنش……………………………………………………………………………… 57
3-15 کمربندهای کوهزایی………………………………………………………….. 58
3-16 منابع مواد معدنی……………………………………………………………… 58
3-16-1 تشکیل منابع معدنی……………………………………………………….. 59
3-16-2 فعالیت‌های آذرین………………………………………………………………. 59
3-16-3 فعالیت‌های دگرگونی…………………………………………………………. 60

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل چهارم: بررسی روشهای مختلف جداسازی بی‌هنجاریهای میدان مغناطیسی

پس از پایان عملیات صحرائی گرانی¬سنجی و انجام تصحیحات، برای هر ایستگاه یک مقدار بی‌هنجاری بوگر به‌دست می¬آید که مجموع بی‌هنجاری ساخت‌های عمیق و کم¬عمق است که اولی را بی‌هنجاری ناحیه‌ای و دومی را بی‌هنجاری باقی‌مانده می¬نامند[3]. ولی در برداشت¬های مغناطیس سنجی هنگامی که قرائت‌های مغناطیسی در ایستگاه‌های مشاهده¬ای انجام گرفت اعداد حاصل اثری از سه مؤلفه است که مؤلفه اول میدان دوقطبی زمین، مؤلفه دوم میدان روزانه زمین و مؤلفه سوم ناشی از حضور مواد مغناطیسی در داخل پوسته زمین است و میدان بی‌هنجاری نام دارد. بسته به هدف و مقیاس برداشت¬های میدان پتانسیل از بی‌هنجاری-های ناحیه‌ای و یا باقی‌مانده استفاده می‌شود. در نتیجه باید توسط روش¬های مختلف اقدام به جداسازی بی‌هنجاری¬ها کرد.
روش بصری ساده¬ترین روش برای جداسازی بی‌هنجاری ناحیه¬ای و باقی‌مانده است، روش میانگین‌گیری شامل معدل¬گیری مقادیر گرانی در امتداد محیط یک دایره یا یک چند ضلعی منظم است، روش فیلترکردن روشی کاملا تحلیلی است که مبتنی بر بهره¬گیری از تبدیلات فوریه در امر تفسیر کمی داده¬هاست. در کارهای عملی بسته به هدف تولید بی‌هنجاری ناحیه¬ای و یا باقی‌مانده به ترتیب از دو فیلتر پایین‌گذر و بالاگذر استفاده می‌شود. روش ادامه فراسو شامل اندازه¬گیری میدان در سطحی بالاتر ازسطح برداشت و در روش ادامه فروسو شامل اندازه¬گیری میدان در سطحی پایین¬تر از سطح برداشت است. روش مشتق قائم باعث تضعیف بی‌هنجاری ناحیه¬ای و تقویت بی‌هنجاری باقی‌مانده می‌شود. روش فرکتال در تخمین حد آستانه‌اى و درنتیجه جداسازى جامعه بی‌هنجارى از زمینه بر اساس اختلاف بعد فرکتال آنها است. وجود بی‌هنجارى‌ها در یک منطقه باعث افزایش بعد فرکتال متغیرها در آن منطقه مى‌شود. روش¬های جداسازی کور منابع، در حوزه پردازش سیگنال اهمیت ویژه¬ای دارد و روشی آماری برای جداسازی سیگنال¬های ترکیب شده است که فقط ترکیباتی از آنها توسط چند گیرنده مشاهده شده است. به کار بردن قید کور بودن به دلیل عدم وجود اطلاعات دقیق از سیگنال‌های منابع و کانال¬های ترکیب کننده و یا فرضیات بسیار ضعیف روی آنهاست.
نقشه¬های میدان پتانسیل تهیه شده از برداشت داده¬های میدان گرانی و مغناطیسی مجموع اثرات توده¬هایی با چگالی و مغناطیس متفاوت و در در اعماق متفاوت می¬باشد. در نقشه¬های میدان پتانسیل، تاثیرات سنگ بستر با تغییرات ملایم و خطی مشخص می‌شوند. این اثرات خطی، بی‌هنجاری ناحیه¬ای نامیده می‌شود. بی‌هنجاری ناحیه¬ای دارای فرکانس پایین و طول موج بلند، در حالی¬که بی‌هنجاری¬های باقی‌مانده که از کم کردن مقادیر بی‌هنجاری برداشت شده از بی‌هنجاری ناحیه¬ای به‌دست می¬آید ناشی از منابع زیرسطحی کم عمق هستند، دارای فرکانس فضایی بالا و طول موج کوتاه می¬باشد. برداشت های میدان پتانسیل برای مقاصد مختلفی انجام می‌شود مانند کشف امتدادهای ساختمانی، بررسی پی سنگ منطقه و کشف و تحلیل منابع بی‌هنجاری به‌خصوص[4]. بسته به هدف و همچنین مقیاس برداشت داده‌های میدان پتانسیل بی‌هنجاری‌های ناحیه‌ای و یا باقی‌مانده به کار گرفته می‌شوند. به‌عنوان مثال هنگامی که برداشت مغناطیس هوایی در مقیاس وسیع در منطقه‌ای انجام می‌گیرد و هدف کشف امتداد ساختمان‌های زمین‌شناسی در منطقه است، نقشه بی‌هنجاری ناحیه‌ای کاربرد دارد. در مقابل هنگامی که هدف از برداشت، شناسایی و تحلیل بی‌هنجاری‌های محلی مغناطیسی یا گرانی است نقشه بی‌هنجاری باقی‌مانده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این بررسی روش‌هایی شامل روش روند سطحی، روش تفکیک طول موجی، روش گسترش میدان پتانسیل و روش مشتق قائم و روش فرکتال و روش جداسازی کور منابع شرح داده شده و بر روی مناطق مختلف به کاربرده می‌شود.
4-2 جداسازی بی‌هنجاری‌ها به روش روند سطحی
یکی از انعطاف پذیرترین روش‌های تحلیل برای تعیین اثرات ناحیه‌ای، روش روند سطحی توسط برازش چندجمله‌ای می‌باشد. در این روش، میدان ناحیه‌ای از مقادیر مشاهده‌ای به وسیله روش کم‌ترین مربعات یا روش اورتونرمال تقریب زده می‌شود. این روش بر اساس محاسبه سطحی(به روش ریاضی) استوار است که بهترین تطابق را نسبت به مقادیر مشاهده‌ای داشته باشد و پیچیدگی ریاضی سطح مورد نظر به روند حاکم بر داده‌ها بستگی دارد. در حالت کلی معادله سطح مذکور برای حالت دوبعدی به‌صورت زیر است:
T(x,y)=A_00+A_10 x+A_01 y+A_11 xy+A_20 x^2+A_02 y^2+A_21 x^2 y+⋯+A_mn x^m y^n
که در آن مقدار بی‌هنجاری ناحیه‌ای، ضرایب سطح مذکور، و مختصات نقاط مشاهده‌ای داده‌ها می‌باشند. پس از عبور دادن سطح مزبور بر داده‌های میدان پتانسیل برداشت شده، مقدار بی‌هنجاری باقی‌مانده به‌صورت زیر محاسبه می‌شود[5].

4-1 مقدمه…………………………………………………………………………. 61
4-2 جداسازی بی‌هنجاریها به روش روند سطحی……………………………. 63
4-3 جداسازی بی‌هنجاریها با استفاده از فیلترکردن…………………………… 63
4-4 تفکیک بی‌هنجاریها توسط روشهای گسترش میدان پتانسیل……………. 67
4-5 روش فرکتال…………………………………………………………………….. 69
4-6 روش فرکتالی طیف توان- مساحت……………………………………………. 70
4-7 روش جداسازی کور منابع(BSS)ا………………………………………………. 72
4-7-1 مدلسازی مسئله جداسازی کور منابع………………………………………. 73
4-7-2 مراحل پیش پردازش در مسائل جداسازی کور منابع……………………….. 74
4-7-3 معیار Negentropy ا…………………………………………………………….75
4-7-4 الگوریتمهای جداسازی کور……………………………………………………. 75
4-8 الگوریتم FastICAا………………………………………………………………… 76
4-9 نتیجهگیری………………………………………………………………………… 76
4-10 ویژگیهاى پوسته ایران زمین از نظر نوع، ضخامت و ایزوستازى…………….. 77
4-10-1 نوع پوسته(Crust) ا……………………………………………………………..77
4-10-2 ضخامت پوسته………………………………………………………………… 78
4=10-3 ایزوستازى پوسته…………………………………………………………….. 79

فصل پنجم: منابع مهم تولید میدان مغناطیسی زمین و انواع مدل‌های موجود

همانطور که می‌دانیم میدان مغناطیسی زمین کمیتی برداری است که با تغییر موقعیت در فضا و با گذشت زمان تغییر می‌کند[10]. منابع مهم تولید میدان مغناطیسی عبارتند از: میدان اصلی که در بیرون هسته زمین تولید می‌گردد، (B_m)، میدان پوسته‌ای که منشأ آن پوسته می‌باشد، (B_c) و میدان ترکیبی که منشأ آن جریان‌های الکتریکی است که در بالای اتمسفر و مگنتوسفر جریان دارند، (B_d). بنابراین میدان مغناطیسی کل به‌صورت زیر محاسبه می‌گردد[11]:
B(r,t)=B_m (r,t)+B_c (r,t)+B_d (r,t) (1-5)
میدان اصلی زمین جزء غالب میدان مغناطیسی زمین است که حدود 95% از شدت میدان در سطح زمین را تشکیل می‌دهد و دارای کم‌ترین تغییرات دوره‌ای طی یک بازه‌ی زمانی می‌باشد. میدان پوسته‌ای در سراسر کره زمین متغیر است، اما در مقیاس زمانی مورد نظر این میدان ثابت بوده و معمولا مقادیر بسیار کم‌تری نسبت به میدان اصلی را داراست. میدان ترکیبی با تغییرات زمانی و مکانی به‌طور منظم و به‌صورت روزانه و یا سالیانه متغیر است. این میدان معمولا در سطح دریا کم‌تر از سطح زمین است و با افزایش ارتفاع کاهش پیدا می‌کند.
از آن‌جایی که میدان مغناطیسی کره زمین با گذشت زمان تغییر می‌کند، به‌دست آوردن مدل ریاضی که بتواند مقادیر میدان را در گذشته و آینده پیشگویی نماید، ضروری به نظر می‌رسد.
5-2 انواع مدل‌های میدان مغناطیسی زمین
5-2-1 مدل میدان مغناطیسی IGRF
مجموعه ضرایب گاوسی به منظور استفاده در مدل‌های تحلیلی توصیف کننده میدان مغناطیسی زمین مدل مرجع بین‌المللی میدان مغناطیسی زمین نام دارد. آخرین نسخه این مدل توسط انجمن بین‌المللی IAGA در سال 2004 به‌دست آمده است و به‌طور گسترده در مطالعات میدان درون زمین، پوسته زمین و همچنین لایه‌های یونوسفر(Ionosphere) و مگنتوسفر(Magnetosphere) کاربرد دارد. در نواحی بدون منبع، در سطح زمین و نواحی بالاتر از آن، میدان مغناطیسی اصلی زمین با منابع درونی آن به‌صورت منفی گرادیان تابع پتانسیل اسکالر V نمایش داده می‌شود که توسط هارمونیک‌های کروی به‌صورت زیر بست داده می‌شود:

5-1 منابع مهم تولید میدان مغناطیسی زمین…………………………………….. 80
5-2 انواع مدلهای میدان مغناطیسی زمین………………………………………… 81
5-2-1 مدل میدان مغناطیسی IGRF ا……………………………………………….81
5-2-2 مدل دوقطبی کج شده………………………………………………………… 83
5-2-3 مدل میدان مغناطیسی WMM ا……………………………………………….84
5-2-4 مدل میدان مغناطیسی MFا…………………………………………………. 85
5-2-5 مدل میدان مغناطیسی POMMEا…………………………………………… 86
5-2-6 مدل میدان مغناطیسی NGDC ا………………………………………………86
5-2-7 مدل میدان مغناطیسی CHAOSا…………………………………………….. 87

فصل ششم: رسم نقشه‌های میدان مغناطیسی

6-1 روش انجام کار………………………………………………………………….. 87
6-2 رسم نقشه‌ها…………………………………………………………………… 88
6-2-1 نقشه‌های میدان مغناطیسی دوقطبی زمین…………………………….. 88
6-2-2 رسم نقشه بی‌هنجاری………………………………………………………. 95
6-2-3 رسم نقشه بی‌هنجاری با نقشه میدان مغناطیسی دوقطبی…………… 98
6-2-4 رسم نقشه ارتفاعات ایرن …………………………………………………..101
6-3 رگرسیون ………………………………………………………………………….102
6-3-1 تحلیل رگرسیونی (Regression analysis) ا………………………………..102
6-3-2 تعریف لغوی ………………………………………………………………….102
6-3-3 شرایط پذیرش مدل…………………………………………………………. 103
6-4 نتیجه‌گیری………………………………………………………………………. 104
6-5 پیشنهاد…………………………………………………………………………. 106

Abstract
Today industry and technology progress has leaded many countries of the world to do their projects and schemes with the higher quality and more accuracy. So for instant, Having information about earth magnetic field, Space weather, Solar winds and etc. Seem to be essential in space projects. On the other hand, our country Iran has entered into the space fields. So in addition to the knowledge of satellite manufacturing and launch and putting satellite in in different circuits, We need to increase our information about space weather and the effect of magnetic field on satellite and its electronic circuits and its impact on satellite monitoring through ground stations also by use of ground magnetic maps and the comparison with the patterns and amount and magnetic field direction of the mines that have been discovered so far and they are used now, We can predict those changes and amounts and magnetic field orientation for other places which in those specific areas the possibility of finding sources of mines and similar mines exist.
Generally, The importance of magnetic fields and its effects causes us to have sufficient and enough information about the magnetic field orientation around ourselves. Considering 33% of constituent elements of the earth crust is made of iron (possessing magnetic benefits) so we can say that the amount of ferromagnetic substances in the ground is highly significant.
We know that the earth has a spherical shape, So we need to investigate a ferromagnetic globe with a very simple model which means we consider it as a dipole. Thus, In this project, Firstly it has been tried to measure the dipole magnetic field of earth of Iran at the 4th km altitude by the use of existing dipole magnetic field and then by means of magnetic anomaly map of the earth at the same height and using the MATLAB environment. The anomalies amount affects magnetic fields at the particular altitude. In continue, We examined the relationship between highland and mountain ranges with anomaly and finally found the correlation, Coefficient among them. At the end of this project we tried to compare the obtained magnetic field maps with the field measured amounts and we reckon up the validation of these method and measurements



بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان

.