ელექტროწინაღობა ბევრ ფაქტორზეა დამოკიდებული. იმისათვის, რომ მიწისძვრების წინამორბედების გამოვლენა მოვახდინოთ, საჭიროა მანამდე გავფილტროთ მრავალი სხვა გავლენა-უნდა გამოვრიცხოთ ნალექების, თოვლის დნობის, ატმოსფერული წნევის გავლენა. ამიტომ ხშირად მიმართავენ ისეთ მეთოდებს, რომლის გამოყენებისას დენის ჩაღწევის სიღრმე დიდია, რაც გამორიცხავს ზედაპირული ფაქტორების გავლენას. მრავალმა დაკვირვებამ უჩვენა, რომ ძლიერი მიწისძვრების წინ წინაღობა მკვეთრად დაეცა იმ ორ პუნქტში, რომელთა დაშორება მიწისძვრის წყაროდან 15-20 კილომეტრია.
ელექტრულ მეთოდს, რომელიც გამოიყენება ჰიდროლოგიურ და ეკოლოგიურ კვლევაში, ეწოდება ინდუცირებული პოლარიზაციის (იპ) მეთოდი. ეს მეთოდი ეყრდნობა მკვებავი დენის იმპულსით გამოწვეული ძაბვის რელაქსაციის შესწავლას დედამიწაში.
ინდუცირებული პოლარიზაციის (იპ) მეთოდები, თავისი ფიზიკური ბუნების მიხედვით ახლოს არიან ბუნებრივი პოტენციალის მეთოდთან (ელექტრული პოტენციალი φარის ელექტრული პოტენციური ენერგია გაყოფილი ელექტრულ მუხტზე. ის სკალარული სიდიდეა და SIსისტემაში იზომება ვოლტებში. პოტენციალთა სხვაობას უწოდებენ ძაბვას და აღინიშნება Uასოთი). განსხვავება მხოლოდ ისაა, რომ პოტენციალთა სხვაობა და დენი იპ-ს შემთხვევაში წარმოიშვება, როგორც ერთგვარი გამოძახილი ხელოვნურად აღძრულ მუდმივ ან ცვლად ელექტრულ ველზე.
არაერთგვაროვან გარემოში, რომელიც შედგება მყარი და თხევადი ფაზისგან, ამ ფაზების საზღვარზე არსებობს მეორადი ელექტრული ფენა (მეორადი მუხტები), იონების მოწესრიგებული განლაგებით. რაიმე გარე წყაროს გამოჩენის შემდეგ ეს მოწესრიგებული განლაგება ხელს უწყობს რთული ელექტროქიმიური და ელექტროკინეტიკური პროცესების განვითარებას : ერთ უბანზე თანდათან გროვდება დადებითი მუხტები, ხოლო სხვა უბანზე- უარყოფითი. გარემოში წარმოიშვება ელექტრული დიპოლები, რომლებიც არიან წყარო მეორადი ველისა. შინაგანი ველის გამორთვის შემდეგ მეორადი მუხტები თანდათან გაიწოვება.
როგორც ავღნიშნეთ, ბუნებრივი ელექტრული ველისაგან განსხვავებით ინდუცირებული პოლარიზაციის მეთოდით შეისწავლიან დენის იმპულსით გამოწვეულ მეორად ველს მკვებავი დენის გამორთვის შემდეგ, ანუ წონასწორული მდგომარეობის აღდგენას იმპულსური ზემოქმედების შემდეგ (სურ.1)
სურ.1. ინდუცირებული პოლარიზაციის ელექტროსქემა.
მეორადი ველი, ანუ ინდუცირებული პოლარიზაცია, შეიძლება გამოწვეული იქნას ორი ძირითადი პროცესით: მადნეულის ჩანართების და ფოროვანი ხსნარის და მინერალების გამყოფ ზედაპირზე მოცულობითი მუხტის დაგროვებით(ელექტროდული პოლარიზაცია), ან თიხოვან ქანებში ადსორბციულ-დიფუზიური პროცესების გამო ფორების შემავსებელ ელექტროლიტში იონების პოლარიზებული განაწილებით (ე. წ. მემბრანული პოტენციალით).
ორივე შემთხვევაში მაპოლარიზებელი იმპულსის გავლენით იქმნება მოცულობითი მუხტი, რომელიც უნდა დაცხრეს იმპულსის გამორთვის შემდეგ. ამ გამოწვეული ველის ამპლიტუდა და დაცხრობის სიჩქარე დამოკიდებულია ქანების სტრუქტურასა და შემადგენლობაზე, რაც საშუაალებას იძლევა ინდუცირებული პოლარიზაცია გამოყენებული იქნას გეოლოგიური და ეკოლოგიური ამოცანების გადაწყვეტისათვის.
სურ.2. გამოწვეული პოლარიზაციის მეთოდით მიღებული გამოსახულება.
როგორც ელექტროდული, ისე მემბრანული პოტენციალები ზედაპირული პროცესებით არის განპირობებული და ამიტომაც ინდუცირებული პოტენციალი მით უფრო დიდია, რაც უფრო განვითარებულია ქანში გამყოფი ზედაპირების სისტემა, ანუ რაც უფრო წვრილმარცვლოვანია ფოროვანი ქანი. ფართო ფორები და ელექტროლიტის მაღალი გამტარობა ამცირებს ინდუცირებული პოტენციალის ეფექტს, ვინაიდან საერთოდ მუხტების რელაქსაცია მით უფრო სწრაფია, რაც უფრო გამტარია გარემო. თიხებში, მიუხედავად მათი გამტარობისა, პოლარიზებადობა მაღალია, ვინაიდან აქ რელაქსაციის ბუნება განსხვავებულია. ჩვეულებრივ ინდუცირებული პოტენციალი-ს ეფექტი მაპოლარიზებელი ძაბვის 1-2% შეადგენს.
გამოწვეული პოლარიზაცია შეიძლება ვიკვლიოთ მუდმივი დენის იმპულსების ან ცვლადი დენის გამოყენებით.
პირველ შემთხვევაში გრუნტში დამიწებულ ელექტროდებზე იგზავნება დაახლოებით 10 სეკუნდის ხანგრძლივობის მუდმივი დენის იმპულსი და იზომება სიდიდეVT/V0 ,სადაც V0არის ძაბვა მიმღებ ელექტროდებზე იმპულსის მოდების პირობებში, ხოლო VT -იგივე ძაბვაა დროის tმომენტში იმპულსის გამორთვის შემდეგ. VT/V0-სიდიდეს, გამოხატულს პროცენტებში, ეწოდება პოლარიზებადობა η.
სურ. 3. საკვლევი ფართობის პოლარიზაციის კოეფიციენტის რუკა.
სიხშირულ მეთოდში იზომება ქანების წინაღობა შედარებით მაღალ (1-10ჰც)-ρh და დაბალ (0,05-0,5ჰც) სიხშირეზე- ρl. მათ პროცენტებში გამოხატულ ფარდობას ეწოდება სიხშირული გამოწვეული პოლარიზაცია PEF.
PEF=100(ρl- ρh)/ρh
ცხადია, ეს სიდიდეც ასახავს პოლარიზებადობის თვისებას, ვინაიდან, რაც უფრო მეტად პოლარიზდება ქანი, მით უფრო დიდია განსხვავება მის დაბალ და მაღალსიხში- რულ წინაღობათა შორის. ცხადია, რომ მაქსიმალური პოლარიზაცია მიიღწევა დაბალ სიხშირეზე, ხოლო მაღალ სიხშირეზე პოლარიზაციის ჩამოყალიბება არ ხერხდება.
ინდუცირებული პოლარიზაციის მეთოდს გარკვეული უპირატესობა აქვს წინაღობის მეთოდთან შედარებით. იპ-მეთოდი კარგად გაარჩევს მინერალიზირებულ მიწისქვეშა წყლებს (რომლებსაც დაბალი დამუხტვადობა ახასიათებს) თიხებიდან (რომელთა დამუხტვადობა მაღალია), თუმცა ორივე ობიექტს ხშირად ერთნაირი (დაბალი) წინაღობა ახასიათებს.
ხშირად იყენებენ ორივე მეთოდს. ამ ორივე მეთოდის კომპლექსირებამ შესაძლო გახადა მინერალიზებული წყლის მატარებელი ქვიშაქვებისა და თიხის ფენის გარჩევა: თუმცა ორივე ამ წყებას დაბალი წინაღობა ახასიათებთ,მინერალიზებული წყლის შემცველი ქვიშები სუსტად პოლარიზდება, მაშინ როცა თიხები მაღალი პოლარიზიით ხასიათდება.
გამოწვეული პოლარიზაციის მეთოდი გამოიყენება აგრეთვე ტოქსიკური ნივთიერებების სამარხების შემოსაკონტურებლად, ნაგავსაყრელებში დამუხტვადი მასალის აღმოსაჩენად. დამუხტვად მასალებს მიეკუთვნება : ლითონური ნარჩენები, გალვანური ელემენტების ნარჩენები, გლაზირებული კერამიკა, ნაბეჭდი ქაღალდი, შლაკის ტიპის მასალები.
კარგი შედეგებია მიღებული იპ-ისმეთოდით მძიმე მეტალების (ტყვია, ქრომი, კადმიუმი, ნიკელი) ციანიდური კომპლექსებით გაჭუჭყიანებული მიწისქვეშა წყლების შემოკონტურებისას.
იპ-მეთოდით შესაძლოა აგრეთვე ორგანული ნარჩენებით გაჭუჭყიანებული არეების გამოყოფა.
იპ-მეთოდით კარგი შედეგები იქნა მიღებული მტკვრის მარჯვენა მხარეს ბორჯომი-წრომის რაიონში მეწყერის შესწავლაში და მათ პრონოზირებაში.
ამიტომ, ამ მეთოდის გამოყენება ძალიან ხელსაყრელია საქართველოს სხვადასხვა რეგიონში ასე მომძლავრებული მეწყრული პროცესების შესწავლისა და პროგნოზირებისათვის.
გამოწვეული პოლარიზაციის მეთოდი განსაკუთრებით ეფექტურია ნაკლებად შეცემენტებული ჩაწინწკლული ტიპის სულფიდური გამადნებების ძიების საქმეში (სადაც მუდმივი დენის მეთოდებით მიღებული ინფორმაცია სუსტია). ჩაწინწკლული ტიპის გამადნებები ბუნებაში შეიძლება გვხვდებოდეს როგორც დამოუკიდებელი სხეულების, ისე მასიური გამადნებების ირგვლივ შარავანდედების სახით. გამოწვეული პოლარიზაციის მეთოდს შეუძლია ასეთი შარავანდედების შემოკონტურება, რაც მუდმივი დენის მეთოდებით უმრავლეს შემთხვევაში არ ხერხდება.
ახასიათებს რა ქანების პოლარიზებადობის ხარისხს, გამოწვეული პოლარიზაციის მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნეს გეოლოგიური აგეგმვის მიზნით. ეს მეთოდი ფართოდაა დანერგილი ჰიდროლოგიურ გამოკვლევებში, იგი წარმატებით გამოიყენება მიწისქვეშა მტკნარი და მინერალიზებული წყლების ძიების დროს.
წყარო:
1.ჭელიძე თ.-გეოფიზიკური მეთოდები ბუნების დაცვაში.
თბილისი 2004;
2.შენგელაია გ.,მანაგაძე გ., ჩიქოვანი ჯ., ჯაში გ.,ჭიჭინაძე ვ.,
საყვარელიძე ე.,-საძიებო გეოფიზიკის კურსი 1994.