Skip to main content

Streaming potential in nature

  • Measurements Of Self-Potential
  • Conference paper
  • First Online:

Part of the book series: Lecture Notes in Earth Sciences ((LNEARTH,volume 27))

Abstract

For the first time, QUINCKE found in 1859 the phenomenon of electric streaming potential. Twenty years later HELMHOLTZ published a mathematical expression for the streaming potential.

In the following years a number of scientists studied the phenomenon. BIKERMAN (1932) showed that each electric streaming potential causes an electric current in the contrary direction. SWARTZENDRUBER postulated in 1967 that this electric field tries to stop the streaming potential as a result of the energy balance.

It seems that streaming potentials are very general in nature. In applied geophysics streaming potential was used in the past in auger hole prospecting. But steaming potentials were determined in each soil type with sufficient capillarity (SCHUCH and WANKE 1968a), as also in peat bog (SCHUCH and WANKE 1967) and in living plants, e. g. spruce (SCHUCH and WANKE 1968b). It is not easy to measure streaming potentials. Besides streaming water or soil solution, temperature differences or concentration differences etc. cause electric potential differences. Unpolarized electrodes must be used. A special device with calomel electrodes shows good results.

This is a preview of subscription content, log in via an institution.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  • BIKERMAN J (1932) Ionentheorie der Elektroosmose, der Strömungsströme und der Oberflächenleitfähigkeit. Z phys Chem A 163: 378–394

    Google Scholar 

  • CHAPMAN D.L. (1913) A contribution to the theory of electrocapillarity. Philos Mag 25 (6): 475–481

    Google Scholar 

  • CLARK J.W. (1877) Über die beim Durchströmen von Wasser und Capillarröhren erzeugte elektromotorische Kraft. Ann Phys 2 (3): 335–346

    Google Scholar 

  • GOUY G (1910) Sur la constitution de la charge électrique à la surface d'un électrolyte. J Phys 9 (4): 457

    Google Scholar 

  • HELMHOLTZ H (1979) Studien über elektrische Grenzschichten. Ann Phys 7 (3): 337–382

    Google Scholar 

  • LAMB (1988) Philos Mag 25 (5): 52

    Google Scholar 

  • MILAZZO G (1952) Elektrochemie, theoretische Grundlagen und Anwendungen. Springer Wien

    Google Scholar 

  • NEALE S.M. (1946) Electrical double layer, the electrokinetic potential and the streaming current. Trans Karaday Soc 42: 473–478

    Google Scholar 

  • QUINCKE G (1859) Über eine neue Art elektrischer Ströme. Ann Phys 107 (2): 1–47

    Google Scholar 

  • SAXEN U (1892) Über die Reciprocität der electrischen Endomose und der Strömungsströme. Ann Phys 47 (3): 46–68

    Google Scholar 

  • SCHUCH M (1963) Beobachtung von Eigenpotentialen an Torflagerstätten mit verschiedenartigen Elektroden. Z Geophys 29 (4): 175–169

    Google Scholar 

  • SCHUCH M (1978) Regulation of water regime of heavy soils by drainage, subsoiling and liming and water movement in this soil. Proc Int Drainage Worksh Wageningen, Neth

    Google Scholar 

  • SCHUCH M (1985) Natürliche, elektrische Spannungen im Boden, im Torf und an der menschlichen Haut beim Moorbad. TELMA 15: 245–250

    Google Scholar 

  • SCHUCH M, WANKE R (1967) Strömungsspannungen in einigen Torf-und Sandproben. Z Geophys 33 (2): 94–109

    Google Scholar 

  • SCHUCH M, WANKE R (1968a) Die zeitliche Variation elektrischer Strömungsspannungen auf kurzen vertikalen Meßstücken in Mineralböden. Z Geophys 34: 599–610

    Google Scholar 

  • SCHUCH M, WANKE R (1968b) Die zeitlichen Variationen der elektrischen Strömungsspannung in einem Fichtenstamm, verursacht durch die tägliche Änderung des Saftstromes. Z Oecol Plant 3: 169–176

    Google Scholar 

  • SCHUCH M, WANKE R (1969a) Ein neues Verfahren zur Beobachtung der Wasserbewegung in Böden. Dtsch Gewässerkdl Mitt, Sonderh: 37–40

    Google Scholar 

  • SCHUCH M, WANKE R (1969b) Die zeitliche Variation der elektrischen Strömungsspannung auf kurzen Meßstrecken im Torfboden als Folge kapillarer Wasserbewegungen. Z Pflanzenernähr Bodenkd 2, 122: 112–128

    Google Scholar 

  • STERN O (1924) Zur Theorie der elektrischen Doppelschicht. Z Elektrochem 30: 508–516

    Google Scholar 

  • SWARTZENDRUBER D (1962) Non-Darcy flow behaviour in liquid saturated porous media. Soil Sci 93: 22–29

    Google Scholar 

  • SWARTZENDRUBER D (1967) Non-Darcian Movement of soil water. Proccedings II of Internat Soil Water Symposium Prag: 207–221

    Google Scholar 

  • VIDAL H, SCHUCH M (1966) Eine hochempfindliche Schlauchwaage mit photoelektrischer Registriereinrichtung. Z Felsmech Ing Geol IV/2: 154–159

    Google Scholar 

  • WANKE R (1967) Die Variation der elektrischen Strömungsspannungen auf kurzen Meßstrecken in Torf-und Mineralböden. Diss Naturwiss Fak Ludwig-Maximilians-Univ, München

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Editor information

Georg-Paul Merkler Heinz Militzer Heinz Hötzl Heinrich Armbruster Josef Brauns

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 1989 Springer-Verlag

About this paper

Cite this paper

Schuch, M. (1989). Streaming potential in nature. In: Merkler, GP., Militzer, H., Hötzl, H., Armbruster, H., Brauns, J. (eds) Detection of Subsurface Flow Phenomena. Lecture Notes in Earth Sciences, vol 27. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/BFb0011633

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BFb0011633

  • Published:

  • Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-540-51875-4

  • Online ISBN: 978-3-540-46834-9

  • eBook Packages: Springer Book Archive

Publish with us

Policies and ethics