The investigation of the asthenosphere on the first harmonic of the Schumann resonance

Authors

G. Ch. Tukembaeva KNU named after J. Balasagyn
B. K. Temirov KNU named after J. Balasagyn

Keywords:

underwater radio communication, extremely low frequencies, electrical conductivity and boundaries of the asthenosphere, phase transitions

Abstract

The Schumann resonance manifests itself in the range of extremely low frequencies – ELF (3 ... 30 Hz), namely at frequencies: 7.83, 14.1, 20.3, 26.4, 32.4 (Hz), practically nested in the range ELF. Previously, the Schumann resonance was explained by a spherical resonator between the Earth's surface and the ionosphere so that the EM wave of the first harmonic, describing one revolution around the Earth, coincides with its own phase, which causes resonance. Such problems are described by complex equations of magnetohydrodynamics, which are analyzed by the method of oscillation of solutions of operator-difference equations. The analysis revealed that an EM wave at a frequency of 7.83 Hz propagates along an inner circle of radius r = 6101 km embedded in a circle with a polar radius R = 6357 km. This is due to the electrically conductive melt in the asthenosphere and the propagation of ultra-long radio waves along the lines of force of the geomagnetic field. Thus, based on the frequency of 7.83 Hz, the refractive index of the melt of rocks of the asthenosphere is calculated. The indicator is expressed by the Leontovich–Shchukin condition at the interface of two environments, previously used for underwater radio communication on ultra-long waves. The use of the Schumann resonance covers the search for hydrocarbons, minerals, earthquake prediction and geophysical research, as well as the study of phase transitions in the asthenosphere.

Author Biographies

G. Ch. Tukembaeva, KNU named after J. Balasagyn

Postgraduate Student, Department of Differential Equations, Kyrgyz National University named after Jusup Balasagyn
B. K. Temirov, KNU named after J. Balasagyn

Professor of the Department of Differential Equations, Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor

References

Schumann W.O. Über die strahlungslosen Eigenschwingungen einer leitenden Kugel, die von einer Luftschicht und einer Ionosphärenhülle umgeben ist // Zeitschrift Naturforschung Teil A. 1952. Vol. 7, No. 2. P. 149–154.

Schumann W.O. Über die Dämpfung der elektromagnetischen Eigenschwingungen des Systems Erde - Luft - Ionosphäre // Zeitschrift Naturforschung Teil A. 1952. Vol. 7. P. 250–252.

Гончаров Е.С. Трехмерные численные модели Шумановского резонанса для исследования нижней ионосферы : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук: специальность 25.00.29 Физика атмосферы и гидросферы / Гончаров Егор Сергеевич. – Москва, 2022. – 22 с.

Alrais A.F., Alfadeel E.A.A., Hamouda S.A. Schumann Resonances and Their Potential Applications: a Review Article. Vestnik Mordovskogo universiteta // Mordovia University Bulletin. 2017. 4(27). P. 476‒489. DOI: 10.15507/0236-2910.027.201704.476-489

Кононов Ю.М., Щорс Ю.Г. Научные проблемы связи с подводными лодками // Роль российской науки в создании отечественного подводного флота // Ред. акад. А.А. Саркисов; РАН. М.: Наука, 2008. С. 409–412.

Поспеева Е.В. Геоэлектрические неоднородности литосферы Сибирской и Архангельской алмазоносных провинций и их связь с проявлениями кимберлитового магматизма : диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук: специальность 25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых / Поспеева Елена Валентиновна. – Новосибирск, 2012. – 298 с.

Поспеева Е.В. Природа глубинной электропроводности и связь коровых аномалий с месторождениями полезных ископаемых / VIII Всероссийская школа-семинар по электромагнитным зондированиям Земли имени М.Н. Бердичевского и Л.Л. Ваньяна (ЭМЗ-2021) (г. Москва, 4-9 октября 2021 г.): Тезисы докладов. М., 2021. С. 1–6.

Чигирь В.В. Антенны подводных лодок. Принципы построения, история создания // Роль российской науки в создании отечественного подводного флота // Ред. акад. А.А. Саркисов; РАН. М.: Наука, 2008. С. 423–422.

Ландау Л. Д. Теоретическая физика. Том 8. Электродинамика сплошных сред / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц ; под. ред. Л. П. Питаевского. – 5-е изд. – М.: Физматлит, 2016. – 656 с.

Семенов Н. А. Техническая электродинамика. Учебное пособие для вузов. М., «Связь», 1973. – 480 с.

Темиров Б.К. Осцилляция решений операторно-разностных уравнений с конечными разностями четного порядка : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук: специальность 01.01.02 Дифференциальные уравнения / Темиров Бекжан Кайыпбекович – Бишкек, 1995. – 15 с.

Левитская Т.И. Основы геодезии. 2-е изд. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017.– 88 с.

Кокс А., Харт Р. Тектоника плит. – М.: Мир, 1989. – 427 с.

Тукембаева Г.Ч., Темиров Б.К. Обобщение уравнения Ван-дер-Ваальса в пределах кубической функции // Проблемы автоматики и управления. 2023. № 3(48). С. 35-40.