Ehdotetun materiaalin esitys perustuu erilaisten stratigrafian ja paleogeografian tutkimuksen menetelmien ja periaatteiden rakenteeseen, joita tutkijat ovat ehdottaneet eri versioissa (Evdokimov, 1991; Gursky, 1979; Gursky et al., 1982, 1985; ja muut, taulukko). 1), johon ne on ryhmitelty ratkaistavien tehtävien mukaan.

Päämenetelmä on luonnonhistoriallinen, joka on joukko käytettävissä olevia nykyaikaisia ​​menetelmiä, jonka avulla tehdään maapallon kattavia tutkimuksia, joiden avulla voidaan tunnistaa maantieteellisen kuoren tila ja muutosprosessit ajassa ja tilassa selittääkseen niiden yhtäläisyyksiä ja eroja, samantyyppistä suhdetta luonnon komponenttien välillä, vertailla luonnonolosuhteita ja laatia ennusteita niiden kehityksestä. Näiden ongelmien ratkaisemisen ytimessä on kolme päätehtävää:

1) menneisyyden luonnonympäristön tutkiminen ajassa ja tilassa;

2) geosysteemien nykyvaiheen tilan arviointi alueellisen ja ajallisen kehityksen seurauksena;

3) luonnonympäristön kehityksen suuntausten ennustaminen menneisyyden ja nykyajan analyysinsä perusteella.

Näiden ongelmien ratkaisulla on käytännöllinen sovellus useissa näkökohdissa: geokronologiassa (geologisen menneisyyden tapahtumien iän määrittäminen), stratigrafiassa (kerrosten halkeaminen), paleogeografiassa (edellytysten luominen sedimenttien kerääntymiselle ja luonnonkomponenttien kehittymiselle). ympäristö ajassa ja tilassa) ja korrelaatio (luonnongeologisten tapahtumien vertailu yksittäisten alueiden sisällä, ja toisistaan ​​merkittävästi kaukana toisistaan ​​- pitkän kantaman korrelaatiot) ja perustuu nyt uniformitarismin syntymisen jälkeen syntyneisiin aktualismin ja historismin periaatteisiin. ja katastrofi. Se käyttää sellaisia tieteellisiä lähestymistapoja tilastollisina, ohjaavina muodoina, jäännöksinä ja eksoottisina, paleontologisina komplekseina ja evoluutiona. Tieteellisen tutkimuksen yleiset synteesimenetelmät tai -menetelmät ovat paleontologiset (biostratigrafiset: floristiset ja faunistiset), ei-paleontologiset (geologis-stratigrafiset tai litogeneettiset) ja fyysiset. Tosiasiallisen aineiston hankinta tapahtuu useiden yksityisten menetelmien ja analyyttisten tekniikoiden yhdistetyn soveltamisen perusteella. Yksityiset menetelmät tarjoavat ensisijaista tietoa, faktamateriaalia ja yleisiä menetelmiä- mahdollistaa jo saatavilla olevien tietojen käsittelyn niiden perusteella.

Fakta-aineiston keruu ja perustutkimus tehdään kentällä ilmakuvauksen ja geologisten tutkimusten, kaivojen porausten, geologisten esineiden kuvausten (luonnonpaljastumat, muinaisten kivien paljastumat, vulkaanisen toiminnan tuotteet sekä keinotekoiset) perusteella. työstö - kaivojen, kaivojen, kaivosten, louhosten ytimet) kirjanpidon ja fyysisten ominaisuuksien hakkuuasemien määritysten mukaan kiviä kaivoissa, näytteenotossa ja orgaanisissa jäännöksissä.

Kivien myöhempi käsittely suoritetaan laboratorio-olosuhteissa ja sisältää: näytteiden teknisen käsittelyn erilaisia ​​tyyppejä analyysit ja myöhemmät mikroskopiat (mukaan lukien esineiden valokuvaus), ilmakuvien tulkinta ja kirjausmateriaali.

Saatujen tietojen yleistäminen ja analysointi suoritetaan toimisto-olosuhteissa yleisillä tieteellisillä menetelmillä (mallinnus, järjestelmä, looginen, vertailu ja analogit) ja tekniikoilla (matemaattinen, tietokone, taulukko sekä graafinen kaavio kaavioiden, karttojen, profiilien muodossa) , reikäkortit, kaaviot, seismogrammit jne.) käsittelee vastaanotettuja tietoja. Maailman syvin kaivo, Kuolan kaivo, laskettiin vuonna 1970 ja sen suunnittelusyvyys on 15 km. Vuodesta 1961 lähtien amerikkalaiset geologit porasivat Challenger-erikoisaluksella 600 kaivoa 500-600 m syvyyteen eri puolille maailman valtameren pohjaa. -24" kulki kuun kivien läpi noin 2 metrin syvyyteen, otti näytteitä jotka tuotiin Maahan ja myöhemmin tutkittiin.

Kaiken historiallisen tutkimuksen, mukaan lukien historiallisen ja geologisen tutkimuksen, tavoitteena on tapahtumien ajallinen huomioiminen, mikä edellyttää näiden tapahtumien kronologian selvittämistä. Kronologia on välttämätön ja olennainen osa kaikkea geologista ja paleogeografista tutkimusta. Se mahdollistaa menneisyyden tapahtumien järjestämisen niiden luonnolliseen järjestykseen ja niiden muodollisten kronologisten suhteiden muodostamisen. Ilman kronologiaa ei voi olla historiaa (mukaan lukien geologinen historia). Mutta kronologia ei ole historiaa. I. Waltherin (1911) mukaan "vain silloin kronologia muuttuu historiaksi, kun suurten tapahtumien ykseys niiden alusta niiden alusta loppuun saa ilmaisun niiden esityksessä".

Sisään navigoimiseksi ääretön joukko Menneisyyden yksittäisten tapahtumien vuoksi on tarpeen luoda paitsi niiden muodolliset kronologiset suhteet, myös niiden sisäiset yhteydet (kronologiset ja spatiaaliset) toisiinsa. Siten niiden luonnolliset ryhmittymät voidaan tunnistaa, jolloin voidaan hahmotella geologisen kehityksen vastaavat vaiheet ja rajat, jotka muodostavat luonnollisen geologisen periodisoinnin perustan.

Geologisten tapahtumien historiallinen järjestys on painettu stratigrafian avulla tutkittavien maankuoren muodostavien geologisten yksiköiden (kerrostumien) muodostumisjärjestykseen.

Geokronologian ja stratigrafian välillä on läheinen yhteys. Geokronologian tehtävänä on määrittää Maan geologisen menneisyyden tapahtumien kronologia: sen ikä (sen syntymisen alkuaika aurinkokunnan planeetta - Proto-Maa; aikana muodostuneiden kivien ikä) protomaan evoluutio ja maankuoren muodostaminen; aikajärjestyksessä ajanjaksot, joiden aikana kivimassat muodostuivat. Koska täysin täydellisiä geologisia osia koko planeetan historian aikana ei ole olemassa missään pisteessä maapallolla, koska sedimenttien kertymisjaksot (kerääntymisen) korvattiin kivien tuhoutumis- ja purkamisjaksoilla (denudaatio), monet sivut Maan kivikronikasta revitään irti ja tuhotaan. Geologisen tietueen epätäydellisyys edellyttää suurten alueiden geologisten tietojen vertailua Maan historian rekonstruoimiseksi.

Kaikki nämä ongelmat ratkaistaan ​​alla käsiteltyjen suhteellisen geokronologian menetelmien perusteella. Tämän tuloksena kehitettiin geokronologinen (peräkkäinen sarja geokronologisia yksiköitä taksonomisessa alaisuudessa) ja stratigrafinen (joukko yhteisiä stratigrafisia yksiköitä järjestyksensä ja taksonomisen alisteisuuden mukaan) asteikolla, jossa on useita vastaavia yksiköitä evoluution perusteella. orgaaninen maailma. Stratigrafisia yksiköitä käytetään osoittamaan kivikerrosten komplekseja, ja vastaavia geokronologisia yksiköitä käytetään osoittamaan aikaa, jonka aikana nämä kompleksit laskeutuivat.

Suhteellisesta ajasta puhuttaessa käytetään geokronologisia yksiköitä ja tiettynä aikana muodostuneista kerrostumista stratigrafisia yksiköitä.

Leikkausten jako ja korrelaatio suoritetaan kerrosten mineralogisten ja petrografisten ominaisuuksien, niiden suhteiden ja kertymisolosuhteiden tai kivien sisältämien eläin- ja kasvieliöiden jäänteiden koostumuksen määrittämien kriteerien perusteella. Tämän mukaisesti on tapana erotella kerrosten koostumuksen ja niiden suhteiden tutkimukseen perustuvia menetelmiä (geologis-stratigrafiset menetelmät) sekä kallioiden paleontologisiin ominaisuuksiin perustuvia menetelmiä (biostratigrafiset menetelmät). Näillä menetelmillä voidaan määrittää kivikerrosten suhteellinen ikä ja tapahtumien järjestys geologisessa menneisyydessä (jotkut nuorempia tai aikaisempia, toiset vanhempia tai myöhempiä) sekä korreloida samanikäisiä kerroksia ja tapahtumia.

Tällainen kivien suhteellisen iän määritelmä ei anna todellista käsitystä Maan geologisesta iästä, geologisen menneisyyden tapahtumien kestosta ja geokronologisten jakojen kestosta. Suhteellinen geokronologia mahdollistaa vain yksittäisten geokronologisten yksiköiden ja tapahtumien ajallisen järjestyksen arvioimisen, mutta niiden todellinen kesto (tuhansissa ja miljoonissa vuosissa) voidaan määrittää geokronologisilla menetelmillä, joita usein kutsutaan absoluuttisen iän määritysmenetelmiksi.

Siten maantieteessä ja geologiassa on kaksi kronologiaa: suhteellinen ja absoluuttinen. Suhteellinen kronologia määrittää geologisten kohteiden ja tapahtumien iän suhteessa toisiinsa, muodostumisjärjestyksen ja kulun geologis-stratigrafisilla ja biostratigrafisilla menetelmillä. Absoluuttinen kronologia määrittää kivien esiintymisajan, geologisten prosessien ilmenemismuodot ja niiden keston tähtitieteelliset yksiköt(vuosia) radiometrisillä menetelmillä.

Tehtävien yhteydessä yksityiset maantieteelliset ja geologiset menetelmät yhdistetään kahteen suureen ryhmään: absoluuttiseen ja suhteelliseen geokronologiaan.

Absoluuttisen (radiometrisen, ydingeokronologian) menetelmät määrittävät kvantitatiivisesti geologisten kappaleiden (kerrosten, kerrosten) absoluuttisen (todellisen) iän niiden muodostumishetkestä alkaen. Näillä menetelmillä on suuri merkitys maapallon vanhimpien (mukaan lukien esikambrian) kerrosteiden ajoittamisessa, jotka sisältävät erittäin vähän orgaanisia jäänteitä.

Suhteellisen (vertailevan) geokronologian menetelmillä saadaan käsitys kivien suhteellisesta iästä, ts. määrittää geologisten kappaleiden muodostumisjärjestyksen, joka vastaa tiettyjä geologisia tapahtumia maapallon historiassa. Suhteellisen geokronologian ja stratigrafian menetelmillä voidaan vastata kysymykseen, mitkä vertailtuista esiintymistä ovat vanhempia ja mitkä nuorempia arvioimatta niiden muodostumisaikaa ja mihin aikaväliin tutkitut esiintymät kuuluvat, vastaavat geologiset prosessit, ilmasto. muutos, löydöt eläimistöstä, kasvistosta jne. .d.

Ihminen on aina ollut kiinnostunut kaikesta, mikä häntä ympäröi: mineraalit, kivet, vesi, tuli, ilma, kasvit, eläimet.

Muinaiset tiedemiehet keräsivät tosiasioita, ja sitten he systematisoivat ja vahvistivat malleja. Työssään he käyttivät eri tavoilla ja tekniikat, eli menetelmät (alkaen Kreikan sana"menetelmät" - tutkimuksen, teorian, opetuksen polku).

Kuten kaikilla tieteillä, maantiedolla on erityisiä menetelmiä tutkimusta. Tarkastellaanpa joitain niistä.

Maantieteellinen kuvaus

Tätä menetelmää käyttivät yleensä tutkimusmatkailijat, navigaattorit, matkailijat, jotka tallensivat ensimmäiset tiedot avoimista maista ja niissä asuvista kansoista. He yrittivät vastata kysymyksiin: missä se sijaitsee? Miltä se näyttää? Mitä ominaisuuksia siinä on?

Nyt tätä menetelmää käyttävät laajasti kenttätutkimusten ja tutkimusretkien osallistujat, jotka tutkivat kohokuviota, maailmanvaltamerta, maapallon ilmakehää sekä arktista aluetta ja Etelämannerta.

kartografinen menetelmä

Kartta on erityinen maantieteellisen tiedon lähde. Se heijastaa ja systematisoi havaintojen ja kuvausten kautta saatua tietoa.

Ensimmäinen maantieteelliset kartat ilmestyi antiikin Kreikassa VIII-VI-luvuilla. eKr uh... aika meni. Karttoja jalostettiin ja parannettiin. Tällä hetkellä tietokonekartat ovat laajalti käytössä.

Kartografit luovat erilaisia ​​karttoja - maantieteellisiä, ilmastollisia, mineraaleja jne. Kartografinen tutkimusmenetelmä on siis karttojen käyttö tieteellisiin ja käytännöllinen tieto niissä kuvatut esineet ja ilmiöt. Se on olennainen osa useimpia maantieteellisiä tutkimuksia.

Vertaileva maantieteellinen menetelmä

Vertaileva maantieteellinen menetelmä on yksi maantieteen vanhimmista. Sen avulla voidaan käyttää vertailua yleisten ja erityisten tunnistamiseen maantieteellisiä kohteita, ilmiöitä, prosesseja.

Ilmailumenetelmä

Tällä hetkellä tästä menetelmästä on tullut yksi maantieteen tärkeimmistä. Havainnot ja valokuvat lentokoneista, satelliiteista, avaruusasemilta mahdollistavat paitsi erittäin tarkkojen karttojen laatimisen, myös uusien mineraaliesiintymien löytämisen, ihmisen toiminnan, saastumisen seuraamisen maanpinta, saada tietoa muista aurinkokunnan planeetoista, galaksista, maailmankaikkeudesta.

Tilastollinen menetelmä

Tilastollista menetelmää käytetään tilastollisen - määrällisen ja laadullisen - tiedon analysointiin. Tilastollista kirjanpitoa tehtiin muinaisina aikoina. Esimerkiksi sisään Muinainen Kiina suoritettiin väestölaskennat. Tällä hetkellä tilastollinen menetelmä on käytössä lähes kaikilla toimialoilla. Maantieteessä tilastollinen materiaali esitetään oppikirjojen teksteissä, kartoissa sekä kaavioiden, kaavioiden, taulukoiden muodossa.

1. Miten muinaiset ihmiset tutkivat maapalloa?
2. Mikä on maantieteellisen kuvauksen menetelmä?
3. Mikä rooli kartografisella menetelmällä on meidän aikanamme?
4. Mikä antaa moderni maantiede ilmailumenetelmä?
5. Onko sitä käytetty vuosisadassa tietokone teknologia antiikin tutkijoiden käyttämät maantieteellisen tutkimuksen menetelmät?

Maa on ainutlaatuinen planeetta: vain sillä on elämää. Ne liittyvät läheisesti toisiinsa, ne muokkaavat ja täydentävät toisiaan. Luonnossa tapahtuvat ja sitä muuttavat prosessit jaetaan fysikaalisiin ja biologisiin. Ihmisellä on valtava vaikutus maapallon pinnan muuttamiseen.

Niitä kutsutaan luonnontieteiksi. Näitä ovat tähtitiede, fysiikka, kemia, maantiede, biologia, geologia, ekologia.

Se muodostaa ryhmän toisiinsa liittyviä tieteitä, joiden määrä kasvaa jatkuvasti. Siinä on kaksi pääosaa: fyysinen ja sosioekonominen maantiede.

Maantieteellisen tutkimuksen erityismenetelmiä ovat maantieteellinen kuvaus, kartografinen, vertaileva maantieteellinen, ilmailu- ja tilastollinen menetelmä.

Osion peruskäsitteet ja termit:

• Elävä luonto
• eloton luonto
• luonnonilmiöt: fyysiset, biologiset
• luonnontieteet
• Fysiografia
• sosioekonominen maantiede
• maantieteellisen tutkimuksen menetelmiä

Olisin kiitollinen, jos jaat tämän artikkelin sosiaalisessa mediassa:

Sivustohaku.

Menetelmät Maan rakenteen tutkimiseen

Suurin osa maapallon tieteistä on sen pinnan tieteitä, mukaan lukien ilmakehä. Kunnes ihminen tunkeutui syvemmälle kuin 12-15 km syvemmälle (Kola ultrasyvä kaivo). Syvyydestä noin 200 kilometriin asti suoliston aines kulkeutuu eri tavoin ja tulee tutkittavaksi. Tietoa lisää syviä kerroksia saatu epäsuorilla menetelmillä:

Seismisten aaltojen kulun luonteen rekisteröinti erilaisia ​​tyyppejä läpi maan sisäosien tutkimalla meteoriitteja menneisyyden jäänteinä, jotka heijastavat protoplanetaarisen pilven aineen koostumusta ja rakennetta maaplaneettojen muodostumisvyöhykkeellä. Tämän perusteella tehdään johtopäätöksiä tietyn tyyppisten meteoriittien aineen yhteensopivuudesta tiettyjen kerrosten aineen kanssa. maan syvyydet. Päätelmiä maan sisäosan koostumuksesta, jotka perustuvat tietoihin maan päälle putoavien meteoriittien kemiallisesta ja mineralogisesta koostumuksesta, ei pidetä luotettavina, koska aurinkokunnan muodostumiselle ja kehitykselle ei ole yleisesti hyväksyttyä mallia.

Maan rakenne

Maan suoliston tutkiminen seismisellä aallolla mahdollisti niiden kuorirakenteen ja erilaistumisen selvittämisen kemiallinen koostumus.

On 3 pääaluetta samankeskisesti: ydin, vaippa, kuori. Ydin ja vaippa puolestaan ​​on jaettu lisäkuoriksi, jotka eroavat fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista (kuva 51).

Kuva 51 Maan rakenne

Ydin sijaitsee maan geoidin keskialueella ja on jaettu 2 osaan. sisempi ydin on kiinteässä tilassa, se on ympäröity ulkoinen ydin, nestefaasissa. Sisä- ja ulkoytimien välillä ei ole selkeää rajaa, ne erotetaan toisistaan siirtymäalue. Uskotaan, että ytimen koostumus on identtinen rautameteoriitin kanssa. Sisäydin koostuu raudasta (80 %) ja nikkelistä (20 %). Vastaavan metalliseoksen sulamispiste maan sisäpuolen paineessa on luokkaa 4500 0 C. Ulkoydin sisältää rautaa (52 %) ja eutektiikkaa (nestemäinen seos) kiinteät aineet) muodostavat rauta ja rikki (48 %). Pieniä nikkelin epäpuhtauksia ei ole suljettu pois. Tällaisen seoksen sulamispisteeksi on arvioitu 3200 0 C. Jotta sisäydin pysyisi kiinteänä ja ulompi ydin nestemäisenä, lämpötila maan keskipisteessä ei saa ylittää 4500 0 C, mutta ei alle 3200 0 C. Ajatukset maan magnetismin luonteesta liittyvät ulkoytimen nestetilaan.

Paleomagneettiset luonnetutkimukset magneettikenttä kaukaisen menneisyyden planeetat, jotka perustuivat maanpäällisten kivien jäännösmagnetoitumisen mittauksiin, osoittivat, että yli 80 miljoonan vuoden ajan ei ollut vain magneettikenttää vaan myös moninkertaista systemaattista uudelleenmagnetoitumista, jonka seurauksena pohjoinen ja etelä magneettisesti Maan navat vaihtoivat paikkoja. Napaisuuden vaihtumisen aikoina oli hetkiä, jolloin magneettikenttä katosi täydellisesti. Siksi kestomagneetti ei voi luoda maamagnetismia ytimen tai sen osan kiinteän magnetisoinnin vuoksi. Oletetaan, että magneettikenttä syntyy prosessilla, jota kutsutaan itsevirittyväksi dynamoefektiksi. Dynamon roottorin (liikkuvan elementin) roolia voi pelata nesteytimen massa, joka liikkuu Maan pyöriessä akselinsa ympäri, ja viritysjärjestelmän muodostavat virrat, jotka luovat suljettuja silmukoita pallon sisällä ytimestä.

Vaipan tiheys ja kemiallinen koostumus seismisten aaltojen mukaan eroavat jyrkästi ytimen vastaavista ominaisuuksista. Vaipan muodostavat erilaiset silikaatit (piiin perustuvat yhdisteet). Oletetaan, että alemman vaipan koostumus on samanlainen kuin kivimeteoriittien (kondriittien) koostumus.

Ylempi vaippa on suoraan yhteydessä uloimpaan kerrokseen, kuoreen. Sitä pidetään "keittiönä", jossa valmistetaan monia kuoren muodostavia kiviä tai niiden puolivalmiita tuotteita. Uskotaan, että ylempi vaippa koostuu oliviinista (60 %), pyrokseenista (30 %) ja maasälpästä (10 %). SISÄÄN tietyillä alueilla Tässä kerroksessa tapahtuu mineraalien osittainen sulaminen ja muodostuu emäksisiä basaltteja - valtameren kuoren perustaa. Välimeren harjujen halkeamien kautta basaltit tulevat vaipasta maan pinnalle. Mutta tämä ei rajoitu kuoren ja vaipan vuorovaikutukseen. Hauras kuori, jolla on korkea jäykkyys, muodostaa yhdessä osan alla olevaa vaippaa kanssa noin 100 km paksuisen erityisen kerroksen, ns. litosfääri. Tämä kerros lepää ylemmän vaipan päällä, jonka tiheys on huomattavasti suurempi. Ylävaipassa on ominaisuus, joka määrää sen vuorovaikutuksen luonteen litosfäärin kanssa: lyhytaikaisten kuormien suhteen se käyttäytyy jäykkänä materiaalina ja pitkäaikaisen kuormituksen suhteen muovina. Litosfääri muodostaa jatkuvan kuormituksen ylempään vaippaan ja sen paineen alaisena alla olevaan kerrokseen ns. astenosfääri osoittaa muovisia ominaisuuksia. Litosfääri "kelluu" siinä. Tällaista vaikutusta kutsutaan isostaasia.

Astenosfääri puolestaan ​​on riippuvainen vaipan syvemmistä kerroksista, joiden tiheys ja viskositeetti kasvavat syvyyden myötä. Syynä tähän on kivien puristuminen, mikä aiheuttaa joidenkin rakenteellisen uudelleenjärjestelyn kemialliset yhdisteet. Esimerkiksi kiteisen piin normaalitilassa tiheys on 2,53 g / cm 3, kohonneiden paineiden ja lämpötilojen vaikutuksesta se siirtyy yhteen modifikaatioistaan, nimeltään stishovit, jonka tiheys on 4,25 g / cm 3. Tämän piin muunnelman muodostavilla silikaateilla on erittäin kompakti rakenne. Kaiken kaikkiaan litosfääriä, astenosfääriä ja muuta vaipan osaa voidaan pitää kolmikerroksisena järjestelmänä, jonka jokainen osa on liikkuva suhteessa muihin komponentteihin. Kevyt litosfääri, joka lepää ei liian viskoosin ja plastisen astenosfäärin päällä, erottuu erityisen liikkuvuudesta.

Maankuori, joka muodostaa litosfäärin yläosan, koostuu pääasiassa kahdeksasta kemiallisesta alkuaineesta: hapesta, piistä, alumiinista, raudasta, kalsiumista, magnesiumista, natriumista ja kaliumista. Puolet kuoren koko massasta muodostaa hapen, jota se sisältää sitoutuneissa olomuodoissa, pääasiassa metallioksidien muodossa. Geologiset ominaisuudet kuori määräytyy ilmakehän, hydrosfäärin ja biosfäärin yhteistoiminnasta siinä - nämä planeetan kolme ulkokuorta. Kuoren ja ulkokuoren koostumusta päivitetään jatkuvasti. Sään ja ajautumisesta johtuen mantereen pinnan substanssi uusiutuu täysin 80-100 miljoonassa vuodessa. Mannerten aineen menetystä täydentävät niiden kuoren ikivanhat kohoamat. Bakteerien, kasvien ja eläinten elintärkeään toimintaan liittyy ilmakehän hiilidioksidin täydellinen muutos 6-7 vuodessa, happi - 4000 vuodessa. Hydrosfäärin koko massa (1,4 · 10 18 tonnia) uusiutuu täysin 10 miljoonassa vuodessa. Vielä perustavanlaatuisempi aineen kierto planeetan pinnalla etenee prosesseissa, jotka yhdistävät kaikki sisäkuoret yhdeksi järjestelmäksi.

On olemassa kiinteitä pystysuuntaisia ​​virtauksia, joita kutsutaan vaippasuihkuiksi, ne nousevat alavaipasta ylempään ja kuljettavat sinne palavaa ainetta. Luonteeltaan samanlaisia ​​ilmiöitä ovat levynsisäiset "kuumat kentät", joihin liittyvät erityisesti suurimmat maapallon geoidin muodossa olevat poikkeavuudet. Siten maan sisäosan elämäntapa on erittäin monimutkainen. Poikkeamat mobilistisista asennoista eivät heikennä ajatusta tektonisista levyistä ja niiden vaakasuuntaisista liikkeistä. Mutta on mahdollista, että lähitulevaisuudessa planeetan yleisempi teoria ilmestyy, kun otetaan huomioon vaakasuuntaisia ​​liikkeitä levyt ja avoimet pystysuorat palavien aineiden siirrot vaipassa.

Maan ylimmät kuoret - hydrosfääri ja ilmakehä - eroavat huomattavasti muista kuorista, jotka muodostavat planeetan kiinteän kappaleen. Massaltaan tämä on hyvin pieni osa maapallosta, enintään 0,025 % sen kokonaismassasta. Mutta näiden kuorien merkitys planeetan elämässä on valtava. Hydrosfääri ja ilmakehä syntyivät planeetan muodostumisen varhaisessa vaiheessa ja ehkä samanaikaisesti sen muodostumisen kanssa. Ei ole epäilystäkään siitä, että valtameri ja ilmakehä olivat olemassa 3,8 miljardia vuotta sitten.

Maan muodostuminen eteni yhden prosessin mukaisesti, joka aiheutti sisätilojen kemiallisen erilaistumisen ja modernin ilmakehän ja hydrosfäärin esiasteiden ilmaantumisen. Aluksi Maan protoydin muodostui raskaiden haihtumattomien aineiden jyvistä, sitten se kiinnitti hyvin nopeasti aineen, josta tuli myöhemmin vaippa. Ja kun maapallo saavutti suunnilleen Marsin koon, sen pommituskausi alkoi planetosimalia. Iskuihin liittyi voimakasta paikallista kuumenemista ja maan kivien sulamista ja planetosimaalit. Samalla vapautui kivien sisältämiä kaasuja ja vesihöyryä. Ja kun planeetan keskimääräinen pintalämpötila pysyi alhaisena, vesihöyry tiivistyi muodostaen kasvavan hydrosfäärin. Näissä törmäyksissä Maa menetti vetyä ja heliumia, mutta säilytti raskaampia kaasuja. Inertin kaasun isotooppien pitoisuus moderni tunnelma voit arvioida lähteen, joka aiheutti ne. Tämä isotooppikoostumus on yhdenmukainen kaasujen ja veden iskualkuperää koskevan hypoteesin kanssa, mutta on ristiriidassa hypoteesin kanssa, joka koskee prosessia asteittaisesta kaasunpoistoprosessista Maan sisätiloissa ilmakehän ja hydrosfäärin muodostumisen lähteenä. Valtameri ja ilmakehä olivat varmasti olemassa paitsi koko Maan muodostuneen planeetan historian ajan, myös akkretion päävaiheen aikana, jolloin proto-maa oli Marsin kokoinen.

Ajatus iskukaasunpoistosta, jota pidetään hydrosfäärin ja ilmakehän muodostumisen päämekanismina, saa yhä enemmän tunnustusta. laboratoriokokeet iskuprosessien kyky vapauttaa huomattavia määriä kaasuja, mukaan lukien molekyylihappi, maan kivistä vahvistettiin. Ja tämä tarkoittaa, että tietty määrä happea oli läsnä maan ilmakehässä jo ennen kuin biosfääri syntyi sille. Myös muut tutkijat esittivät ajatuksia jonkin ilmakehän hapen osan abiogeenisesta alkuperästä.

Molemmat ulkokuoret– ilmakehä ja hydrosfääri – ovat läheisessä vuorovaikutuksessa keskenään ja muiden maapallon kuorien, erityisesti litosfäärin, kanssa. Aurinko ja kosmos vaikuttavat niihin suoraan. Jokainen näistä kuorista on avoin järjestelmä, jolla on tietty autonomia ja omat sisäiset kehityslakinsa. Jokainen, joka tutkii ilma- ja vesivaltameriä, on vakuuttunut. Että tutkimuskohteet paljastavat organisaation hämmästyttävän hienovaraisuuden, kyvyn itsesäätelyyn. Mutta samalla ei mikään maajärjestelmät eivät putoa pois yleisestä kokonaisuudesta, ja niiden rinnakkaiselo ei osoita vain osien summaa, vaan uutta laatua.

Maan kuorien yhteisön joukossa erityinen paikka miehittää biosfäärin. Se vangitsee litosfäärin ylemmän kerroksen, lähes koko hydrosfäärin ja ilmakehän alemmat kerrokset. Termi "biosfääri" toi tieteeseen vuonna 1875 itävaltalainen geologi E. Suess (1831 - 1914). Biosfääri ymmärrettiin planeetan pinnalla asuvan elävän aineen kokonaisuutena elinympäristön kanssa. V.I. antoi tälle käsitteelle uuden merkityksen. Vernadsky, joka piti biosfääriä systeeminen koulutus. Tämän järjestelmän merkitys ylittää puhtaasti maanpäällisen maailman, joka on linkki kosmisessa mittakaavassa.

Maan ikä

Vuonna 1896 löydettiin radioaktiivisuusilmiö, joka johti radiometristen ajoitusmenetelmien kehittämiseen. Sen olemus on seuraava. Joidenkin alkuaineiden (uraani, radium, torium ja muut) atomit eivät pysy vakioina. Alkuperäinen, jota kutsutaan emoelementiksi, hajoaa spontaanisti ja muuttuu vakaaksi lapseksi. Esimerkiksi uraani - 238, hajoaa, muuttuu lyijyksi - 206 ja kalium - 40 - argoniksi - 40. Mittaamalla alku- ja lapsielementtien lukumäärän mineraalissa, voit laskea sen muodostumisesta kuluneen ajan: mitä suurempi lapsielementtien prosenttiosuus, vanhempi mineraali.

Radiometrisen ajoituksen mukaan maan vanhimmat mineraalit ovat 3,96 miljardia vuotta vanhoja ja vanhimmat yksittäiskiteet 4,3 miljardia vuotta vanhoja. Tutkijat uskovat, että maa itse on vanhempi, koska radiometrinen luku on peräisin mineraalien kiteytymishetkestä ja planeetta oli olemassa sulassa tilassa. Nämä tiedot yhdessä meteoriiteissa olevien lyijy-isotooppien tutkimustulosten kanssa antavat meille mahdollisuuden päätellä, että koko aurinkokunta muodostui noin 4,55 miljardia vuotta sitten.

5.5. Mannerten alkuperä. Maankuoren evoluutio: levytektoniikka

Vuonna 1915 saksalainen geofyysikko A. Wegener (1880 - 1930) ehdotti maanosien ääriviivojen perusteella, että v. geologinen aikakausi siellä oli yksi ainoa maamassa, jonka hän oli nimennyt Pangea(kreikaksi "koko maa"). Pangea jakautui Laurasiaan ja Gondwanaan. 135 miljoonaa vuotta sitten Afrikka erottui Etelä-Amerikasta ja 85 miljoonaa vuotta sitten Pohjois-Amerikka erottui Euroopasta; 40 miljoonaa vuotta sitten Intian manner törmäsi Aasian ja Tiibetin kanssa ja Himalaja ilmestyi.

Ratkaiseva argumentti tämän käsitteen omaksumisen puolesta oli 1950-luvun 50-luvulla tehty empiirinen löytö merenpohjan laajentumisesta, joka toimi lähtökohtana litosfäärilevytektoniikan luomiselle. Tällä hetkellä uskotaan, että maanosat siirtyvät toisistaan ​​syvien, ylöspäin ja sivuille suuntautuvien konvektiivisten virtojen vaikutuksesta ja vetämällä levyjä, joilla maanosat kelluvat. Tämän teorian vahvistavat myös biologiset tiedot eläinten jakautumisesta planeetallamme. Litosfäärilevytektoniikkaan perustuva mantereen ajautumisen teoria on nyt yleisesti tunnustettu geologiassa.

Tätä teoriaa tukee myös se, että itäisen Etelä-Amerikan rannikko osuu silmiinpistävästi Länsi-Afrikan rannikon kanssa, kun taas itäisen rannikkoviiva Pohjois-Amerikka- Länsi-Euroopan rannikon kanssa.

Yksi moderneja teorioita, joka selittää maankuoren prosessien dynamiikkaa, kutsutaan uusmobilismin teoria. Sen alkuperä juontaa juurensa 1900-luvun 60-luvun lopulle, ja sen aiheutti sensaatiomainen löytö valtameren pohjalta maapallon kietoutuvan vuoristoketjun. Maalla ei ole mitään vastaavaa. Alpit, Kaukasus, Pamirit, Himalaja, jopa yhdessä, ovat vertaansa vailla löydettyyn valtameren harjujen kaistaleeseen. Sen pituus ylittää 72 tuhatta km.

Ihmiskunta ikään kuin löysi aiemmin tuntemattoman planeetan. Kapeita painaumia ja suuria altaita, syviä rotkoja, jotka ulottuvat lähes jatkuvasti pitkin keskialueen harjujen akselia, tuhansia vuoria, vedenalaisia ​​maanjäristyksiä, aktiivisia tulivuoria, voimakkaita magneettisia, gravitaatio- ja lämpöpoikkeavuuksia, kuumia syvänmeren lähteitä, kolloosiaakkumulaatioita ferromangaanikyhmyistä - kaikki tämä löydettiin lyhyessä ajassa. aikaa valtameren pohjassa.

Kuten kävi ilmi, valtameren kuorelle on ominaista jatkuva uusiutuminen. Se on peräisin halkeaman pohjasta, joka ylittää keskiharjanteet akselia pitkin. Itse harjanteet ovat samaa fonttia ja ovat myös nuoria. Valtameren kuori "kuolee" halkeamispaikoissa - missä se liikkuu viereisten levyjen alle. Uppoutuessaan syvälle planeettaan, vaippaan ja sulaessaan se onnistuu antamaan osan itsestään sekä siihen kertyneet sedimenttikertymät mannermaisen kuoren rakentamiseen. Maan sisäosan tiheyskerrostuminen saa aikaan eräänlaisen virtauksen vaipassa. Nämä virrat tarjoavat materiaalin kasvuun merenpohja. Ne myös pakottavat ajelehtimaan maailmanlaajuiset laatat, joiden mantereet ulkonevat valtameristä. Litosfäärin suurten levyjen ja niiden päälle kohoavan maan ajautumista kutsutaan uusmobilismi.

Mannerten liikkeen vahvistavat tällä hetkellä avaruusalusten havainnot. syntymästä valtameren kuori tutkijat näkivät omin silmin lähestyvän Atlantin, Tyynenmeren ja Intian valtameren pohjaa, Punaista merta. Huippuluokan syvänmeren sukellustekniikoita käyttäen sukeltajat löysivät halkeamia venyttävästä pohjasta ja nuoria tulivuoria, jotka kohosivat niistä.

Menetelmät maan sisäisen rakenteen ja koostumuksen tutkimiseksi

Maan sisäisen rakenteen ja koostumuksen tutkimusmenetelmät voidaan jakaa kahteen pääryhmään: geologisiin menetelmiin ja geofysikaalisiin menetelmiin. Geologiset menetelmät Ne perustuvat paljastusten, kaivoksen (kaivokset, kaivokset jne.) ja porausreikien kalliokerrosteiden suoran tutkimuksen tuloksiin. Samaan aikaan tutkijoilla on käytettävissään koko menetelmäarsenaali rakenteen ja koostumuksen tutkimiseksi, mikä määrittää saatujen tulosten korkean yksityiskohtaisuuden. Samaan aikaan näiden menetelmien mahdollisuudet planeetan syvyyksien tutkimisessa ovat hyvin rajalliset - maailman syvimmässä kaivossa on syvyys vain -12262 m (Venäjällä Kola supersyvä), porauksessa on saavutettu vielä pienempiä syvyyksiä. valtameren pohja (noin -1500 m, poraus amerikkalaisesta tutkimusaluksesta "Glomar Challenger"). Siten syvyydet, jotka eivät ylitä 0,19 % planeetan säteestä, ovat käytettävissä suoria tutkimuksia varten.

Tieto syvärakenteesta perustuu saatujen epäsuorien tietojen analyysiin geofysikaaliset menetelmät, lähinnä kuvioita muutos syvyys eri fyysiset parametrit(sähkönjohtavuus, mekaaninen ansioluku jne.) mitattuna geofysikaalisissa tutkimuksissa. Maan sisäisen rakenteen mallien kehittäminen perustuu ensisijaisesti seismisten aaltojen leviämislakeja koskeviin tietoihin perustuvien seismisten tutkimusten tuloksiin. Maanjäristysten ja voimakkaiden räjähdysten keskuksissa syntyy seismisiä aaltoja - elastisia värähtelyjä. Nämä aallot on jaettu tilavuusaaltoiksi - leviävät planeetan suolistossa ja "läpinäkyvät" ne kuten röntgensäteet, ja pinta-aaltoiksi - jotka etenevät yhdensuuntaisesti pinnan kanssa ja "koettelevat" planeetan ylempiä kerroksia kymmenien tai kymmenien syvyyteen. satoja kilometrejä.
Kehon aallot puolestaan ​​​​jaetaan kahteen tyyppiin - pituussuuntaisiin ja poikittaisiin. Pituussuuntaiset aallot, joilla on suuri nopeus eteneminen, tallennetaan ensin seismisellä vastaanottimella, niitä kutsutaan primääri- tai P-aaltoiksi ( englannista. ensisijainen - ensisijainen), "hitaampia" poikittaisaaltoja kutsutaan S-aalloiksi ( englannista. toissijainen - toissijainen). Poikittaisaaltojen tiedetään olevan tärkeä ominaisuus– ne leviävät vain kiinteässä alustassa.

Ominaisuudeltaan erilaisten välineiden rajoilla aallot taittuvat ja ominaisuuksien terävien muutosten rajoilla syntyy taittuneiden lisäksi heijastuneita ja muunnettuja aaltoja. Leikkausaallot voidaan siirtää kohtisuoraan tulotasoon nähden (SH-aallot) tai siirtyä tulotasossa (SV-aallot). Ylittäessäsi ominaisuuksiltaan erilaisten väliaineiden rajan SH-aallot kokevat tavallisen taittumisen ja SV-aallot taittuneiden ja heijastuneiden SV-aaltojen lisäksi virittävät P-aaltoja. Näin monimutkainen järjestelmä seismiset aallot, "läpinäkyvät" planeetan suolet.

Analysoimalla aallon etenemiskuvioita on mahdollista tunnistaa epähomogeenisuudet planeetan suolistossa - jos tietyllä syvyydellä havaitaan äkillinen muutos seismisten aaltojen etenemisnopeuksissa, niiden taittumisessa ja heijastumisessa, voimme päätellä, että tällä syvyydellä Maan sisäkuorilla on raja, jotka eroavat fyysisiltä ominaisuuksiltaan.

Maan suolistossa olevien seismisten aaltojen etenemistapojen ja -nopeuden tutkiminen mahdollisti seismisen mallin kehittämisen maan sisäisestä rakenteesta.

Maanjäristyksen lähteestä maan syvyyksiin leviävät seismiset aallot kokevat merkittävimmät nopeushypyt, taittuvat ja heijastuvat syvyyksissä sijaitseviin seismisiin osiin. 33 km Ja 2900 km pinnasta (katso kuva). Nämä terävät seismiset rajat mahdollistavat planeetan suoliston jakamisen kolmeen sisäiseen geosfääriin - maankuoreen, vaippaan ja ytimeen.

Maankuoren erottaa vaipasta terävä seisminen raja, jolla nopeus sekä pitkittäis- että leikkausaaltoja. Siten poikittaisten aaltojen nopeus kasvaa jyrkästi 6,7-7,6 km/s:sta kuoren alaosassa 7,9-8,2 km/s:iin vaipan alueella. Jugoslavialainen seismologi Mohorovičić löysi tämän rajan vuonna 1909, ja se nimettiin myöhemmin Mohorovićin raja(usein lyhennetty Moho- tai M-rajaksi). Rajan keskisyvyys on 33 km (on huomattava, että tämä on hyvin likimääräinen arvo eri geologisten rakenteiden eri paksuuksien vuoksi); samaan aikaan mantereiden alla Mohorovichichin osan syvyys voi olla 75-80 km (joka on kiinnitetty nuorten vuoristorakenteiden alle - Andit, Pamir), valtamerten alla se laskee saavuttaen vähimmäispaksuuden 3-4 km.

Vielä terävämpi seisminen raja, joka erottaa vaipan ja ytimen, on kiinnitetty syvyyteen 2900 km. Tällä seismisellä osuudella P-aallon nopeus laskee äkillisesti 13,6 km/s:sta vaipan juurella 8,1 km/s:iin ytimessä; S-aallot - 7,3 km / s - 0. Poikittaisaaltojen katoaminen osoittaa, että ytimen ulkoosassa on nesteen ominaisuuksia. Saksalainen seismologi Gutenberg löysi vuonna 1914 ytimen ja vaipan erottavan seismisen rajan, ja sitä kutsutaan usein nimellä Gutenbergin raja, vaikka tämä nimi ei ole virallinen.

Aaltojen kulun nopeudessa ja luonteessa havaitaan jyrkkiä muutoksia 670 km:n ja 5150 km:n syvyyksissä. Raja 670 km jakaa vaipan ylävaippaan (33-670 km) ja alavaippaan (670-2900 km). Raja 5150 km jakaa ytimen ulkoiseen nesteeseen (2900-5150 km) ja sisäiseen kiinteään aineeseen (5150-6371 km).

Merkittäviä muutoksia havaitaan myös seismisessä osassa 410 km jakaa ylemmän vaipan kahteen kerrokseen.

Saadut tiedot globaaleista seismisistä rajoista antavat perustan pohtia nykyaikaista maan syvän rakenteen seismiseä mallia.

ulkokuori kiinteä maa On Maankuori rajoittuu Mohorovichic-rajaan. Tämä on suhteellisen ohut kuori, jonka paksuus vaihtelee 4–5 kilometristä valtamerten alla 75–80 kilometriin mannerten vuoristorakenteiden alla. Ylempi kuori erottuu selvästi koostumuksesta sedimenttikerros, joka koostuu metamorfoimattomista sedimenttikivistä, joiden joukossa voi esiintyä tulivuoria, ja sen alla konsolidoitu, tai kiteinen,haukkua, muodostuu muodonmuutos- ja vulkaanisista tunkeutuvista kivistä. Maankuorta on kahta päätyyppiä - mannermainen ja valtamerinen, ja ne eroavat olennaisesti rakenteeltaan, koostumukseltaan, alkuperältään ja iältään.

mannermainen kuori sijaitsee mantereiden ja niiden vedenalaisten reunojen alla, sen paksuus on 35-45 km - 55-80 km, sen osassa erotetaan 3 kerrosta. Ylempi kerros koostuu pääsääntöisesti sedimenttikivistä, mukaan lukien pieni määrä heikosti metamorfoituneita ja magmaisia ​​kiviä. Tätä kerrosta kutsutaan sedimenttikerrokseksi. Geofyysisesti sille on ominaista alhainen P-aallon nopeus alueella 2-5 km/s. Sedimenttikerroksen keskimääräinen paksuus on noin 2,5 km.
Alla on ylempi kuori (graniittigneissi tai "graniitti" kerros), joka koostuu magmaisista ja metamorfisista kivistä, joissa on runsaasti piidioksidia (vastaa kemialliselta koostumukseltaan keskimäärin granodioriittia). P-aaltojen nopeus tässä kerroksessa on 5,9-6,5 km/s. Yläkuoren pohjalla erottuu Konradin seisminen osa, joka heijastaa seismisten aaltojen nopeuden kasvua siirtymisen aikana alempaan kuoreen. Mutta tämä osio ei ole kiinteä kaikkialla: mannerkuoressa kirjataan usein aallonopeuksien asteittaista kasvua syvyyden myötä.
Alemmalle kuorelle (granuliitti-mafinen kerros) on ominaista korkeampi aallonnopeus (6,7-7,5 km/s P-aalloilla), mikä johtuu kivikoostumuksen muutoksesta siirtymisen aikana ylävaipasta. Hyväksytyn mallin mukaan sen koostumus vastaa granuliittia.

Mannerkuoren muodostumiseen osallistuvat eri ikäiset kivet, vanhimpiin, noin 4 miljardia vuotta vanhoihin asti.

valtameren kuori sen paksuus on suhteellisen pieni, keskimäärin 6-7 km. Yleisimmässä muodossaan sen poikkileikkauksessa voidaan erottaa kaksi kerrosta. Yläkerros on sedimenttistä, jolle on ominaista alhainen paksuus (keskimäärin noin 0,4 km) ja alhainen P-aaltonopeus (1,6-2,5 km/s). Alempi kerros - "basaltti" - koostuu emäksisistä magmakivistä (ylä - basaltit, alla - perus- ja ultraemäksiset tunkeutuvat kivet). Nopeus pitkittäiset aallot"basaltti"-kerroksessa kasvaa basalttien 3,4-6,2 km/s:sta 7-7,7 km/s:iin maankuoren alimmilla horisonteilla.

Nykyaikaisen valtameren kuoren vanhimmat kivet ovat noin 160 miljoonaa vuotta vanhoja.

Vaippa Se on tilavuudeltaan ja massaltaan maan suurin sisäkuori, jota ylhäältä rajoittaa Moho-raja, alhaalta Gutenbergin raja. Koostumuksessaan ylempi vaippa ja alempi vaippa erottuvat toisistaan ​​670 km:n rajalla.

Ylempi mania on jaettu kahteen kerrokseen geofysikaalisten ominaisuuksien mukaan. Ylempi kerros - subcrustaalinen vaippa- ulottuu Mohon rajalta 50-80 km syvyyteen valtamerten ja 200-300 km mantereiden alle ja sille on ominaista sekä pitkittäisten että poikittaisten seismisten aaltojen nopeuden tasainen nousu, mikä selittyy kivien tiivistymisellä johtuen päällä olevien kerrosten litostaattisesta paineesta. Kuoren alaisen vaipan alla 410 km:n globaaliin rajapintaan on pieni kerros. Kuten kerroksen nimestä seuraa, seismiset aallonnopeudet siinä ovat pienemmät kuin kuorenalaisen vaipan. Lisäksi joillakin alueilla havaitaan linssejä, jotka eivät lähetä S-aaltoja ollenkaan, mikä antaa aihetta väittää, että vaippaaine näillä alueilla on osittain sulassa tilassa. Tätä kerrosta kutsutaan astenosfääriksi ( kreikasta "asthenes" - heikko ja "sphair" - pallo); termin otti käyttöön vuonna 1914 amerikkalainen geologi J. Burrell, jota englanninkielisessä kirjallisuudessa kutsutaan usein nimellä LVZ - Low Velocity Zone. Täten, astenosfääri- tämä on ylemmän vaipan kerros (sijaitsee noin 100 km:n syvyydessä valtamerten ja noin 200 km:n syvyydessä tai enemmän mantereiden alla), joka tunnistetaan seismisten aaltojen kulkunopeuden vähenemisen perusteella ja jolla on heikentynyt lujuus ja viskositeetti. Astenosfäärin pinta on vakiintunut resistiivisyyden jyrkän laskun ansiosta (noin 100 ohmin arvoihin . m).

Muovisen astenosfäärikerroksen läsnäolo, joka eroaa mekaanisilta ominaisuuksiltaan kiinteistä päällekkäisistä kerroksista, antaa perusteita eristykseen. litosfääri- Maan kiinteä kuori, mukaan lukien maankuori ja kuorenalainen vaippa, joka sijaitsee astenosfäärin yläpuolella. Litosfäärin paksuus on 50-300 km. On huomattava, että litosfääri ei ole planeetan monoliittinen kivikuori, vaan se on jaettu erillisiin levyihin, jotka liikkuvat jatkuvasti muovista astenosfääriä pitkin. Maanjäristysten ja nykyaikaisen vulkanismin keskukset rajoittuvat litosfäärilevyjen rajoihin.

Yli 410 km:n syvemmällä ylävaipassa sekä P- että S-aallot leviävät kaikkialle, ja niiden nopeus kasvaa suhteellisen yksitoikkoisesti syvyyden myötä.

SISÄÄN alempi vaippa 670 km:n jyrkän globaalin rajan erottamana P- ja S-aaltojen nopeus kasvaa monotonisesti, ilman äkillisiä muutoksia, vastaavasti 13,6 ja 7,3 km/s Gutenbergin osuuteen asti.

Ulkoytimessä P-aaltojen nopeus laskee jyrkästi 8 km/s:iin, kun taas S-aallot katoavat kokonaan. Poikittaisaaltojen katoaminen viittaa siihen, että Maan ulkoydin on nestetilassa. 5150 km:n osan alapuolella on sisäydin, jossa P-aaltojen nopeus kasvaa ja S-aallot alkavat jälleen levitä, mikä osoittaa sen kiinteän tilan.

Yllä kuvatun Maan nopeusmallin perusjohtopäätös on, että planeettamme koostuu sarjasta samankeskisiä kuoria, jotka edustavat rautapitoista ydintä, silikaattivaippaa ja alumiinisilikaattikuorta.

Maan geofysikaaliset ominaisuudet

Massan jakautuminen sisäisten geosfäärien välillä

Suurin osa Maan massasta (noin 68 %) putoaa sen suhteellisen kevyelle, mutta suurelle vaipalle, noin 50 % alemmalle vaipalle ja noin 18 % ylemmälle vaipalle. Loput 32% maan kokonaismassasta putoaa pääasiassa ytimeen, ja sen nestemäinen ulkoosa (29% maan kokonaismassasta) on paljon raskaampaa kuin kiinteä sisäosa (noin 2%). Vain alle 1 % planeetan kokonaismassasta on jäänyt kuoreen.

Tiheys

Kuorien tiheys kasvaa luonnollisesti kohti maan keskustaa (ks. kuva). Kuoren keskimääräinen tiheys on 2,67 g/cm 3 ; Mohon rajalla se nousee äkillisesti 2,9-3,0 arvosta 3,1-3,5 g/cm3. Vaipassa tiheys kasvaa vähitellen silikaattiaineen puristumisen ja vaihesiirrot(aineen kiderakenteen uudelleenjärjestely "sopeutumisen" aikana paineen nousuun) 3,3 g/cm 3:sta kuorenalaisessa osassa 5,5 g/cm 3:een alemmassa vaipassa. Gutenbergin rajalla (2900 km) tiheys lähes kaksinkertaistuu äkillisesti, jopa 10 g/cm 3 ulkoytimessä. Toinen tiheyden hyppy - 11,4 - 13,8 g / cm 3 - tapahtuu sisä- ja ulkoytimen rajalla (5150 km). Nämä kaksi terävää tiheyshypyä ovat luonteeltaan erilaisia: vaipan/ytimen rajalla aineen kemiallinen koostumus muuttuu (siirtymä silikaattivaipasta rautaytimeen), kun taas hyppy 5150 km rajalla liittyy muutokseen. aggregaation tila(siirtyminen nestemäisestä ulkoytimestä kiinteään sisäytimeen). Maan keskustassa aineen tiheys saavuttaa 14,3 g/cm 3 .

Paine

Maan sisäpuolen paine lasketaan sen tiheysmallin perusteella. Paineen nousu, kun siirryt pois pinnasta, johtuu useista syistä:

puristus päällä olevien kuorien painon vuoksi (litostaattinen paine);

faasisiirtymät kemiallisesti homogeenisissa kuorissa (erityisesti vaipassa);

erot kuorien kemiallisessa koostumuksessa (kuori ja vaippa, vaippa ja ydin).

Mannerkuoren juurella paine on noin 1 GPa (tarkemmin sanottuna 0,9 * 10 9 Pa). Maan vaipassa paine nousee vähitellen saavuttaen 135 GPa:n Gutenbergin rajalla. Ulkoytimessä paineen kasvugradientti kasvaa, kun taas sisemmässä ytimessä se päinvastoin pienenee. Lasketut painearvot sisä- ja ulkoytimen välisellä rajalla ja lähellä Maan keskustaa ovat vastaavasti 340 ja 360 GPa.

Lämpötila. Lämpöenergian lähteet

Maapallon pinnalla ja suolistossa tapahtuvat geologiset prosessit johtuvat ensisijaisesti lämpöenergiasta. Energialähteet jaetaan kahteen ryhmään: endogeeniset (tai sisäiset lähteet), jotka liittyvät lämmön muodostumiseen planeetan suolistossa, ja eksogeeniset (tai ulkoiset planeetan suhteen). Lämpöenergian virtauksen intensiteetti syvyydestä pintaan heijastuu geotermisen gradientin suuruuteen. geoterminen gradientti on lämpötilan nousu syvyyden kanssa ilmaistuna 0 C/km. "Käänteinen" ominaisuus on geoterminen vaihe- syvyys metreinä, joihin upottamisen jälkeen lämpötila nousee 1 0 С. alueet, joilla on rauhallinen tektoninen järjestelmä. Syvyyden myötä geotermisen gradientin arvo laskee merkittävästi, ja se on litosfäärissä keskimäärin noin 10 0 С/km ja vaipassa alle 1 0 С/km. Syynä tähän on lämpöenergian lähteiden jakautuminen ja lämmönsiirron luonne.

Endogeenisen energian lähteet ovat seuraavat.
1. Syvän painovoiman erilaistumisen energia, eli lämmön vapautuminen aineen tiheyden uudelleenjakautumisen aikana sen kemiallisten ja faasimuutosten aikana. Päätekijä tällaisissa muutoksissa on paine. Ytimen ja vaipan rajaa pidetään tämän energian vapautumisen päätasona.
2. Radiogeeninen lämpö syntyy radioaktiivisten isotooppien hajoamisen seurauksena. Joidenkin laskelmien mukaan tämä lähde määrittää noin 25 % lämpövirta maan lähettämä. On kuitenkin otettava huomioon, että tärkeimpien pitkäikäisten radioaktiivisten isotooppien - uraanin, toriumin ja kaliumin - kohonneita pitoisuuksia havaitaan vain mannerkuoren yläosassa (isotooppirikastusvyöhyke). Esimerkiksi uraanin pitoisuus graniiteissa saavuttaa 3,5 10 -4%, sedimenttikivissä - 3,2 10 -4%, kun taas valtameren kuoressa se on merkityksetön: noin 1,66 10 -7%. Radiogeeninen lämpö on siis lisälähde lämpöä mannerkuoren yläosassa, mikä määrää geotermisen gradientin korkean arvon tällä planeetan alueella.
3. Jälkilämpö, säilynyt syvyyksissä planeetan muodostumisesta lähtien.
4. Kiinteät vuorovedet kuun vetovoiman vuoksi. Kineettisen vuorovesienergian siirtyminen lämmöksi tapahtuu johtuen sisäinen kitka kivimassoissa. Tämän lähteen osuus koko lämpötaseesta on pieni - noin 1-2%.

Litosfäärissä hallitsee johtava (molekyylinen) lämmönsiirtomekanismi, maan sublitosfäärisessä vaipassa tapahtuu siirtymä pääasiassa konvektiiviseen lämmönsiirtomekanismiin.

Planeetan suoliston lämpötilojen laskelmat antavat seuraavat arvot: litosfäärissä noin 100 km:n syvyydessä lämpötila on noin 1300 0 C, 410 km:n syvyydessä - 1500 0 C, 670 km:n syvyydessä - 1800 0C, ytimen ja vaipan rajalla - 2500 0 C, 5150 km:n syvyydessä - 3300 0 С, Maan keskustassa - 3400 0 С. Tässä tapauksessa vain tärkein (ja todennäköisin) syvillä vyöhykkeillä) lämmönlähde, syvän gravitaatioerilaistumisen energia, otettiin huomioon.

Endogeeninen lämpö määrää globaalien geodynaamisten prosessien kulun. mukaan lukien litosfäärilevyjen liike

Planeetan pinnalla tärkein rooli on eksogeeninen lähde lämpö - auringonsäteily. Pinnan alla auringon lämmön vaikutus vähenee jyrkästi. Jo matalassa syvyydessä (jopa 20-30 m) on vakiolämpötilojen vyöhyke - syvyysalue, jossa lämpötila pysyy vakiona ja on yhtä suuri kuin alueen keskimääräinen vuotuinen lämpötila. Vakiolämpötilojen vyön alapuolella lämpö liittyy endogeenisiin lähteisiin.

Maan magnetismi

Maa on jättiläinen magneetti, jolla on magneettinen voimakenttä ja magneettiset navat, jotka ovat lähellä maantieteellistä, mutta eivät ole yhtäpitäviä niiden kanssa. Siksi kompassin magneettisen neulan lukemissa magneettinen deklinaatio ja magneettinen kaltevuus erotetaan.

Magneettinen deklinaatio on kulma kompassin magneettisen neulan suunnan ja maantieteellinen pituuspiiri tässä tilanteessa. Tämä kulma on suurin navoissa (90 0 asti) ja pienin päiväntasaajalla (7-8 0).

Magneettinen kaltevuus- kulma, jonka muodostaa magneettineulan kaltevuus horisonttiin nähden. Kun lähestyt magneettinapaa, kompassin neula ottaa pystyasennon.

Oletetaan, että magneettikentän esiintyminen johtuu järjestelmistä sähkövirrat, joka johtuu Maan pyörimisestä nestemäisen ulkoytimen konvektiivisista liikkeistä. Kokonaismagneettikenttä koostuu Maan pääkentän arvoista ja maankuoren kivissä olevista ferromagneettisista mineraaleista johtuvasta kentästä. Magneettiset ominaisuudet mineraaleille ominaisia ​​- ferromagneetteja, kuten magnetiitti (FeFe 2 O 4), hematiitti (Fe 2 O 3), ilmeniitti (FeTiO 2), pyrrotiitti (Fe 1-2 S) jne., jotka ovat mineraaleja ja muodostuvat magneettisesti poikkeavuuksia. Näille mineraaleille on ominaista remanenssiilmiö, joka perii maan magneettikentän suuntauksen, joka oli olemassa näiden mineraalien muodostumishetkellä. Maan magneettinapojen sijainnin rekonstruktio eri geologisilla aikakausilla osoittaa, että magneettikenttä koki ajoittain inversio- muutos, jossa magneettiset navat ovat käänteisiä. Magneettimerkin muuttamisprosessi geomagneettinen kenttä kestää useista sadaista useisiin tuhansiin vuosiin ja alkaa Maan päämagneettikentän voimakkaan heikkenemisellä lähes nollaan, sitten muodostuu käänteinen polariteetti, ja hetken kuluttua seuraa intensiteetin nopea palautuminen, mutta päinvastainen merkki. Pohjoisnapa otti eteläisen paikan ja päinvastoin, noin 5 kertaa miljoonassa vuodessa. Magneettikentän nykyinen suuntaus määritettiin noin 800 tuhatta vuotta sitten.

Lähetä hyvä työsi tietokanta on yksinkertainen. Käytä alla olevaa lomaketta

Opiskelijat, jatko-opiskelijat, nuoret tutkijat, jotka käyttävät tietopohjaa opinnoissaan ja työssään, ovat sinulle erittäin kiitollisia.

Isännöi osoitteessa http://www.allbest.ru/

VENÄJÄN LIITTOVALTION OPETUS- JA TIETEMINISTERIÖ

Ammattikorkeakoulun OPETUSLAITOS

KAZAN (VOLGA) liittovaltion yliopisto

Ekologian ja maantieteen instituutti

Maantieteen ja kartografian laitos

Essee

Maan etätutkimusmenetelmät

Valmistunut 3. vuoden opiskelija

ryhmä nro 02-106

Yalalov D.

Tieteellinen neuvonantaja:

Denmukhametov R.R.

Kazan - 2013

Johdanto

1. Etämenetelmät

2. Avaruusmenetelmien syntyminen

3. Ilmakuvaus

3.1. Ilmakuvauksen syntyminen

3.2. Ilmakuvauksen käyttö kansantaloudessa

4. Kaukokartoitus mineraalien etsinnässä

5. Menetelmät avaruusmateriaalien tulkinnan automatisoimiseksi

Johtopäätös

Luettelo käytetyistä lähteistä

Johdanto

Astronautikan nopea kehitys, edistyminen lähellä maapalloa ja planeettojen välistä avaruutta, paljasti erittäin korkean tehokkuuden Maanläheisen avaruuden ja avaruusteknologioiden käytössä monien maatieteiden edun mukaisesti: maantiede, hydrologia, geokemia, geologia, meritiede, geodesia, hydrologia, geotiede.

Keinotekoisten maasatelliittien käyttö viestintään ja televisioon, operatiivisiin ja pitkän aikavälin sääennusteisiin ja hydrometeorologisiin olosuhteisiin, navigointiin meri- ja lentoreiteillä, korkean tarkkuuden geodesiaan, maapallon luonnonvarojen tutkimiseen ja ympäristön hallintaan lisääntyy. yleinen. Lähitulevaisuudessa ja pidemmällä aikavälillä tilan ja avaruusteknologian monipuoliseen käyttöön eri aloilla talous kasvaa merkittävästi

1. etämenetelmiä

Etämenetelmät - yleinen nimi menetelmiä maanpäällisten esineiden ja avaruuskappaleiden tutkimiseksi kosketuksettomalla tavalla huomattavan etäisyyden päässä (esimerkiksi ilmasta tai avaruudesta) erilaisilla instrumenteilla spektrin eri alueilla (kuva 1). Etämenetelmillä voidaan arvioida tutkittavien kohteiden alueellisia piirteitä, jotka havaitaan suurilta etäisyyksiltä. Termi yleistyi sen jälkeen, kun vuonna 1957 laukaistiin maailman ensimmäinen keinotekoinen Maan satelliitti ja Neuvostoliitto ampui Kuun toiselta puolelta. automaattinen asema"Zond-3" (1959).

Riisi. 1. Skannausjärjestelmän tärkeimmät geometriset parametrit: - katselukulma; X ja Y - lineaariset skannauselementit; dx ja dy - elementit hetkellisen katselukulman muuttamiseen; W - liikesuunta

Erottaa aktiivinen etämenetelmät, jotka perustuvat esineiden heijastuman säteilyn käyttöön keinotekoisten lähteiden säteilytyksen jälkeen, ja passiivinen, jotka tutkivat kappaleiden omaa säteilyä ja niiden heijastumaa auringon säteilyä. Vastaanottimien sijainnista riippuen etämenetelmät jaetaan maahan (mukaan lukien pinta), ilmaan (ilmakehän tai ilma) ja avaruuteen. Etämenetelmillä erotetaan lentokoneen, helikopterin, ilmapallon, raketin ja satelliitin etämenetelmät kaluston tyypin mukaan (geologisessa ja geofysikaalisessa tutkimuksessa - ilmakuvaus, lentogeofyysinen valokuvaus ja avaruusvalokuvaus). Spektriominaisuuksien valinta, vertailu ja analysointi sähkömagneettisen säteilyn eri alueilla mahdollistavat esineiden tunnistamisen ja tiedon saamisen niiden koosta, tiheydestä, kemiallisesta koostumuksesta, fyysiset ominaisuudet ja kunto. Hakuja varten radioaktiivisia malmeja ja lähteet, g-kaistaa käytetään määrittämään kivien ja maaperän kemiallinen koostumus - spektrin ultraviolettiosa; valoalue on informatiivisin maaperää ja kasvillisuutta tutkittaessa, infrapuna (IR) - antaa arvioita kehon pintalämpötiloista, radioaallot - tietoa pinnan topografiasta, mineraalikoostumus, luonnollisten muodostumien ja ilmakehän kerrosten kosteus ja syväominaisuudet.

Säteilyvastaanottimen tyypin mukaan etämenetelmät jaetaan visuaalisiin, valokuvallisiin, valosähköisiin, radiometrisiin ja tutkaisiin. SISÄÄN visuaalinen menetelmä(kuvaus, arviointi ja luonnokset) rekisteröivä elementti on tarkkailijan silmä. Valokuvavastaanottimilla (0,3-0,9 mikronia) on akkumulaatiovaikutus, mutta niillä on erilainen herkkyys spektrin eri alueilla (selektiivinen). Valosähköiset vastaanottimet (säteilyenergia muunnetaan suoraan sähköiseksi signaaliksi valomonistimien, valokennojen ja muiden valoelektronisten laitteiden avulla) ovat myös selektiivisiä, mutta herkempiä ja vähemmän inertiaalisia. Absoluuttisen energian mittaamiseen kaikilla spektrin alueilla ja erityisesti IR:ssä käytetään vastaanottimia, jotka muuntavat lämpöenergian muihin muotoihin (useimmiten sähköisiksi) esittämään dataa analogisessa tai digitaalisessa muodossa magneettisilla ja muilla tiedonsiirtovälineillä. niiden analysointi tietokoneella. Television, skannerin (kuva), panoraamakameroiden, lämpökuvauksen, tutkan (sivu- ja ympärikatsominen) ja muiden järjestelmien vastaanottaman videoinformaation avulla on mahdollista tutkia esineiden avaruussijaintia, niiden esiintyvyyttä ja linkittää ne suoraan kartta.

2. Avaruusmenetelmien syntyminen

Avaruusvalokuvauksen historiassa voidaan erottaa kolme vaihetta. Ensimmäiseen vaiheeseen tulisi sisältyä Maan valokuvaaminen korkealta ja sitten ballistisista ohjuksista vuosilta 1945-1960. Ensimmäiset valokuvat maan pinnasta otettiin 1800-luvun lopulla. - 1900-luvun alku, toisin sanoen jo ennen ilmailun käyttöä näihin tarkoituksiin. Ensimmäiset kokeet kameroiden nostamiseksi raketteihin aloitettiin vuosina 1901-1904. Saksalainen insinööri Alfred Maul Dresdenissä. Ensimmäiset valokuvat otettiin 270-800 m korkeudelta, kehyksen koko oli 40x40 mm. Tässä tapauksessa valokuvaus suoritettiin raketin laskeutumisen aikana laskuvarjossa olevalla kameralla. 20-30 vuoden päästä. 20. vuosisata useissa maissa yritettiin käyttää raketteja maan pinnan tutkimiseen, mutta alhaisten korkeuksien (10-12 km) vuoksi ne eivät olleet tehokkaita.

Maapallon ammuminen ballistisista ohjuksista pelattiin tärkeä rooli eri avaruusalusten luonnonvarojen tutkimuksen esihistoriassa. Ballististen ohjusten avulla saatiin ensimmäiset pienimuotoiset kuvat maapallosta yli 90-100 km:n korkeudelta. Aivan ensimmäinen avaruuskuvia Maat tehtiin vuonna 1946 ballistisella Viking-2-ohjuksella noin 120 kilometrin korkeudelta White Sand -koepaikalla (New Mexico, USA). Vuosina 1946-1958. tällä kantamalla ballistisia ohjuksia laukaistiin pystysuunnassa ja saavutettuaan maksimikorkeuden (noin 400 km) ne putosivat maahan. Putoamisradalla otettiin valokuvakuvia maan pinnasta mittakaavassa 1:50 000 - 1:100 000. valokuvalaitteita alettiin asentaa myös Neuvostoliiton meteorologisiin raketteihin. Kuvat on otettu raketin pään laskuvarjolla. Vuosina 1957-1959. kuvaamiseen automaattitilassa käytettiin geofysikaalisia raketteja. Vuosina 1959-1960. Lennon aikana vakiintuneisiin korkean korkeuden optisiin asemiin asennettiin monipuoliset valokuvakamerat, joiden avulla saatiin kuvia maasta 100-120 km:n korkeudelta. Valokuvat otettiin eri suuntiin, eri vuodenaikoina, eri kellonaikoina. Tämä mahdollisti Maan luonnollisten piirteiden satelliittikuvan kausivaihteluiden jäljittämisen. Ballistisista ohjuksista otetut kuvat olivat erittäin epätäydellisiä: kuvamittakaavassa oli suuria eroja, pieni alue ja rakettien laukaisujen epäsäännöllisyys. Mutta nämä työt olivat välttämättömiä tekniikan ja metodologian kehittämiseksi maanpinnan kartoittamiseksi keinotekoisista maasatelliiteista ja miehitetyistä avaruusaluksista.

Maan avaruudesta kuvaamisen toinen vaihe kattaa ajanjakson 1961-1972 ja sitä kutsutaan kokeelliseksi. 12. huhtikuuta 1961 Yu. A. Gagarin, Neuvostoliiton (Venäjä) ensimmäinen kosmonautti, teki ensimmäisen visuaalisen havainnon Maasta Vostok-avaruusaluksen ikkunoiden kautta. 6. elokuuta 1961 kosmonautti G. S. Titov Vostok-2-avaruusaluksella suoritti havaintoja ja tutkimuksia maan pinnasta. Ammuskelu tehtiin ikkunoiden läpi erillisinä jaksoina koko lennon ajan. Tänä aikana tehdyllä tutkimuksella Sojuz-sarjan avaruusmiehitetyillä avaruusaluksilla on ainutlaatuinen tieteellinen arvo. Valokuvia maapallon päivä- ja hämärähorisontista, maan pinnasta sekä havaintoja taifuunista, sykloneista, metsäpaloja. Sojuz-4- ja Sojuz-5-avaruusalusten laudalta suoritettiin visuaalisia havaintoja maan pinnasta, valokuvattiin ja kuvattiin, mukaan lukien Kaspianmeren alueet. Isoja kokeiluja taloudellinen merkitys mukaan suoritettiin yhteinen ohjelma tutkimusalus "Akademik Shirshov", satelliitti "Meteor" ja miehitetty avaruusalus "Sojuz-9". Tutkimusohjelma tarjosi tässä tapauksessa Maan havainnointia käyttämällä optiset laitteet, geologisten ja maantieteellisten kohteiden valokuvaaminen geologisten karttojen ja mahdollisten mineraalien esiintymisalueiden laatimista varten, ilmakehän muodostumien tarkkailu ja valokuvaus sääennusteiden laatimista varten. Samaan aikaan tehtiin Maan tutka- ja lämpökuvausta sekä kokeellista valokuvausta näkyvän auringon spektrin eri vyöhykkeillä, jota myöhemmin kutsuttiin monivyöhykekuvaukseksi.

3. ilmakuvaus

Ilmakuvaus on maanpinnan kuvaamista lentokoneesta tai helikopterista. Se on tehty pystysuoraan alaspäin tai vinosti horisonttitasoon nähden. Ensimmäisessä tapauksessa saadaan suunniteltuja otoksia, toisessa - perspektiivisiä. Suuren alueen kuvan saamiseksi otetaan sarja ilmakuvia ja ne kiinnitetään sitten yhteen. Kuvat otetaan limittäin niin, että sama alue putoaa vierekkäisiin kehyksiin. Kaksi kehystä muodostavat stereoparin. Kun katsomme niitä stereoskoopin läpi, kuva näyttää kolmiulotteiselta. Ilmakuvaus tehdään valosuodattimilla. Näin voit nähdä luonnon piirteet, joita et huomaa paljaalla silmällä. Jos ammutaan sisään infrapunasäteet, niin voit nähdä paitsi maan pinnan, myös joitain geologisen rakenteen piirteitä, pohjaveden esiintymisen ehtoja.

Ilmakuvausta käytetään laajalti maisemien tutkimiseen. Sen avulla laaditaan tarkkoja topografisia karttoja ilman lukuisia vaikeita maastotutkimuksia maan pinnalla. Se auttaa arkeologeja löytämään jälkiä muinaisista sivilisaatioista. Italiassa haudattu etruskien Spinan kaupunki löydettiin ilmakuvauksen avulla. Viime vuosien maantieteilijät mainitsivat tämän kaupungin, mutta sitä ei voitu löytää ennen kuin kuivatustyöt aloitettiin Po-joen suoisessa suistossa. Meliorators käytti ilmakuvia. Jotkut niistä ovat herättäneet tutkijoiden asiantuntijoiden huomion. Näissä valokuvissa näkyy alanko tasainen pinta. Joten tämän alueen kuvissa joidenkin säännöllisten ääriviivat geometriset kuviot. Kaivausten alkaessa kävi selväksi, että aikoinaan rikas satamakaupunki Spina kukoisti täällä. Ilmakuvien avulla oli mahdollista nähdä hänen talojensa, kanaviensa ja katujensa sijainnit huomaamattomien kasvillisuuden ja suomuutosten ansiosta.

Ilmakuvat ovat suureksi avuksi geologeille, sillä ne auttavat jäljittämään kivien kulkua, tutkimaan geologisia rakenteita ja havaitsemaan kallioperän paljastumia pintaan.

Meidän aikanamme samoilla alueilla ilmakuvausta tehdään monta kertaa useiden vuosien aikana. Vertailemalla saatuja kuvia voit määrittää luonnonympäristön muutosten luonteen ja laajuuden. Ilmakuvaus auttaa tallentamaan ihmisen vaikutuksen luontoon. Toistuvissa kuvissa näkyy kestämättömän luonnonhoidon alueita, ja näiden kuvien perusteella suunnitellaan suojelutoimia.

3.1 ilmaantuminenilmakuvaus

Ilmakuvauksen syntyminen juontaa juurensa 1800-luvun lopulle. Ensimmäiset valokuvat maan pinnasta otettiin ilmapalloista. Vaikka niissä oli monia puutteita, hankinnan ja myöhemmän käsittelyn monimutkaisuus, niissä oleva kuva oli melko selkeä, mikä mahdollisti monien yksityiskohtien erottamisen sekä yleiskuvan tutkittavasta alueesta. Valokuvauksen, kameroiden ja ilmailun kehittäminen ja parantaminen johti siihen, että kuvauslaitteita alettiin asentaa lentäviin ajoneuvoihin, joita kutsutaan lentokoneiksi. Ensimmäisen maailmansodan aikana lentokoneista valokuvattiin tavoitteena ilmatiedustelu. Kuvattiin vihollisjoukkojen sijainti, linnoitukset ja varusteiden määrä. Näitä tietoja käytettiin taisteluoperaatioiden operatiivisten suunnitelmien laatimiseen.

Ensimmäisen maailmansodan päätyttyä, jo vallankumouksen jälkeisellä Venäjällä, ilmakuvausta alettiin käyttää kansantalouden tarpeisiin.

3.2 KäyttöilmakuvausVkansanau pair

Vuonna 1924 Mozhaiskin kaupungin lähelle perustettiin ilmatutkimuspaikka, jossa testattiin äskettäin luotuja ilmakameroita, ilmakuvausmateriaaleja (valokuvausfilmi, erikoispaperi, laitteet kuvien kehittämiseen ja tulostamiseen). Tämä laitteisto asennettiin silloin olemassa oleviin lentokoneisiin, kuten Yak, Il, uusi lentokone An. Nämä tutkimukset antoivat myönteisiä tuloksia, jotka mahdollistivat siirtymisen ilmakuvauksen laajaan käyttöön kansallinen talous. Ilmakuvaus tehtiin erityisellä kameralla, joka asennettiin lentokoneen pohjaan tärinää poistavilla laitteilla. Kamerakasetin filmin pituus oli 35-60 m ja leveys 18 tai 30 cm, yhden kuvan mitat olivat 18x18 cm, harvemmin - 30x30 cm. 20. vuosisata kuvien kuva oli mustavalkoinen, myöhemmin ne alkoivat vastaanottaa värillisiä ja sitten spektrikuvia.

Spektrikuvat tehdään valosuodattimella näkyvän auringon spektrin tietyssä osassa. Esimerkiksi on mahdollista valokuvata spektrin punaisissa, sinisissä, vihreissä ja keltaisissa osissa. Tämä käyttää kaksikerroksista emulsiota, joka peittää kalvon. Tämä kuvaustapa välittää maiseman vaadituissa väreissä. Joten esimerkiksi sekametsä spektrikuvauksen aikana antaa kuvan, joka voidaan helposti jakaa lajeihin, joissa kuvassa on eri värit. Filmin kehittelyn ja kuivaamisen jälkeen valokuvapaperille valmistetaan kontaktiprintit, jotka ovat kooltaan 18x18 cm tai 30x30 cm. Jokaisessa kuvassa on numero, pyöreä taso, jonka avulla voidaan arvioida kuvan vaakasuuntaisuusastetta sekä kello, joka määrittää kellonajan tämän kuvan ottohetkellä.

Minkä tahansa alueen valokuvaus suoritetaan lennon aikana, jolloin lentokone lentää lännestä itään, sitten idästä länteen. Ilmakamera toimii automaattitilassa ja ottaa kuvia, jotka sijaitsevat lentokoneen reitillä peräkkäin 60 % päällekkäin. Kuvien päällekkäisyys nauhojen välillä on 30 %. 70-luvulla. 20. vuosisata An-koneen pohjalta tätä tarkoitusta varten suunniteltiin erityinen An-30-lentokone. Se on varustettu viidellä kameralla, joita ohjataan laskukoneella ja tällä hetkellä tietokoneella. Lisäksi koneessa on tärinänvaimennuslaite, joka estää tuulen aiheuttaman sivusuunnan. Se kestää tietyn lentokorkeuden. Ensimmäiset kokeilut ilmakuvauksen käytöstä kansantaloudessa ovat 1920-luvun lopulla. 20. vuosisata Kuvia on käytetty vaikeapääsyisissä paikoissa Mologa-joen valuma-alueella. Heidän avullaan suoritettiin tämän alueen metsien laadun ja tuottavuuden (verotus) tutkimus, kartoitus ja määrittäminen. Lisäksi vähän myöhemmin tutkittiin Volgan väylää. Tämä joki muutti usein väylään joissakin osissa, matalikkoja, sylkejä ja penkereitä nousi, mikä häiritsi suuresti navigointia ennen altaiden luomista.

Ilmakuvamateriaalit mahdollistivat jokien sedimenttien muodostumisen ja laskeuman säännönmukaisuuksien paljastamisen. Toisen maailmansodan aikana ilmakuvausta käytettiin laajasti myös kansantaloudessa mineraalien etsinnässä sekä rintamalla vihollisen työvoiman ja kaluston liikkeen tunnistamiseen, linnoituksia ja mahdollisia sotilastoimintapaikkoja kartoittamaan. Sodan jälkeisenä aikana ilmakuvausta käytettiin myös monin tavoin.

4. etätutkimustakloetsiminenhyödyllinennyhfossiili

Siten hiilivetyesiintymien tutkimisen, öljyn ja kaasun tuotanto-, jalostus- ja kuljetuslaitosten suunnittelun, rakentamisen ja käytön varmistamiseksi ilmailu- ja avaruustietoa hyödyntävien tietojen avulla tutkitaan kohokuviota, kasvillisuutta, maaperää ja maaperää, niiden tilaa eri vuodenaikoina, mukaan lukien äärimmäinen luonnolliset olosuhteet esimerkiksi tulvien, kuivuuden tai kovien pakkasten aikana, asuin- ja liikenneinfrastruktuurin saatavuuden ja kunnon analysointi, maisemakomponenttien muutokset taloudellinen kehitys alueilla, mukaan lukien öljy- ja kaasukentillä ja putkistoissa tapahtuneiden onnettomuuksien seurauksena jne.

Tarvittaessa käytetään kuvien digitointia, fotogrammetrista ja fotometristä käsittelyä, niiden geometrista korjausta, skaalausta, kvantisointia, kontrastia ja suodatusta, värikuvien syntetisointia, mukaan lukien erilaisten suodattimien käyttöä jne.

Ilmailu- ja avaruusmateriaalien valinnassa ja kuvien tulkinnassa huomioidaan vuorokaudenaika ja kuvausaika, meteorologisten ja muiden tekijöiden vaikutus kuvaparametreihin, pilvien peittovaikutus sekä aerosolisaaste.

Ilmailu- ja avaruustiedon analysointimahdollisuuksien laajentamiseksi ei käytetä pelkästään suoria dekoodausominaisuuksia, jotka tunnetaan tai havaitaan a priori avaruuskuvien kohdennetussa tutkimuksessa, vaan myös epäsuoria ominaisuuksia, joita käytetään laajasti visuaalisessa tulkinnassa. Ne perustuvat ensisijaisesti kohokuvion, kasvillisuuden, pintavesien, maaperän ja maaperän indikaatioominaisuuksiin.

Erilaisia ​​tuloksia havaitaan kuvattaessa samoja kohteita spektrin eri vyöhykkeillä. Esimerkiksi infrapuna- ja radiotermisillä alueilla tehdyt tutkimukset tallentavat paremmin maan pinnan lämpötilan ja kosteuden, öljykalvon esiintymisen veden pinnalla, mutta tällaisten tutkimusten tulosten tarkkuus voidaan yliviivata. vahva vaikutus maanpinnan fyysinen heterogeenisuus tai aallot veden pinnalla.

5. Tekniikatautomaatiotulkitseminentilaamateriaaleja

Satelliittikuvamateriaalien käytön spesifisyyteen liittyy kohdennettu lähestymistapa etädatan tulkintaan, joka sisältää tietoa monista luonnonympäristön alueellisesti liittyvistä parametreista (maantieteelliset, maataloudellinen, geologinen, teknogeeninen jne.). Tietokonevisuaalinen tulkinta perustuu neliulotteisten (kaksi paikkakoordinaattia, kirkkaus ja aika) ja viisiulotteisen (lisäksi värikuva monivyöhykekuvauksessa) maaston elementtien ja esineiden heijastamien säteilyvirtojen jakaumien mittauksiin. Temaattinen kuvankäsittely sisältää loogisen ja aritmeettiset operaatiot, luokittelu, suodatus ja/tai lineamenttianalyysi ja joukko muita metodologisia tekniikoita. Tähän tulisi sisältyä myös tietokoneen näytöllä näkyvän kuvan visuaalinen tulkinta, joka suoritetaan stereoefektin avulla, sekä koko tietokoneen käsittely- ja kuvanmuunnostyökalujen arsenaali. Monivyöhykkeiden kuvien automaattiset luokittelut (standardien tai määritetyillä parametreilla peruskoulutuksella) avaavat tutkijalle runsaasti mahdollisuuksia. Luokittelut perustuvat siihen, mitä eri luonnon esineillä on eri alueilla sähkömagneettinen spektri erilaisia ​​kirkkauksia. Eri vyöhykkeillä olevien kohteiden kirkkauden analyysi (ROX - spektraaliset optiset ominaisuudet) mahdollistaa edustavien maisematyyppien, rakennemateriaalien (teolliset ja sosiaaliset) kompleksit sekä tietyt geologiset ja teknogeeniset kappaleet tunnistamisen ja hahmottamisen. Päivitä tekniikka satelliittikuvia visuaaliseen tulkintaan perustuvien digitaalisten topografisten karttojen tulisi tarjota seuraavat toiminnot:

1) alueen digitaalisen kartografisen tiedon ja digitaalikuvien vienti/tuonti;

2) avaruusvalokuvien tulkinta niiden käsittelyn optimaalisten edellytysten mukaisesti:

Lähdemateriaalien valmistelu maastoelementtien tunnistamiseen suurennetuilla positiiveilla (filmillä);

Kuvan resoluution arviointi ennen ensisijaista käsittelyä ja sen jälkeen;

Suorien ja epäsuorien tulkintaominaisuuksien määrittäminen sekä tyypillisten maastoelementtien ja vertailumateriaalien valokuvakuvien käyttö;

4) avaruuskuvien ja tulkintojen digitointi;

5) digitaalisen avaruuden kuvien muuntaminen (orto-muunnos);

6) maastoelementtien tietoominaisuuksien tilastollisten ja muiden ominaisuuksien valmistelu;

7) digitaalisen kartan sisällön elementtien muokkaaminen kuvantulkinnan tulosten perusteella;

8) päivitetyn digitaalisen topografisen kartan luominen;

9) digitaalisen topografisen tai teemakartan suunnittelu käyttäjälle yhdessä kuvan kanssa - digitaalisen valokuvatopografisen yhdistelmäkartan luominen.

Automaattisen ja interaktiivisen dekoodauksen avulla on lisäksi mahdollista simuloida signaalikenttiä ilmailu- ja avaruusvalvontajärjestelmien vastaanottolaitteiden sisääntulossa. ympäristöön; kuvan suodatus ja kuviontunnistustoiminnot.

Mutta eri menetelmillä saavutettavan kerroksen, vektoridigitaalisen kartan ja rasterikuvan yhteinen havainnointi näytöllä luo uusia, aiemmin käyttämättömiä mahdollisuuksia karttojen automatisoituun tulkintaan ja päivittämiseen.

Digitaalisen kartan alueellisen tai lineaarisen maastoelementin ääriviivakoordinaatit voivat toimia "pesmakerina" - osoittimena tietojen ottamiseksi maaston rasterikuvan pikseleistä, minkä jälkeen lasketaan ympäröivän alueen keskimääräiset ominaisuudet. mitat ja alueen ääriviivat tai vastaavan käyrän piirtäminen uuteen kerrokseen. Jos rasteriparametrit eivät täsmää kuvan seuraavassa pikselissä, on mahdollista vaihtaa seuraavaan samaa elementtiä vastaavaan kartalla ja sitä seuraavalla interaktiivisella aukkojen poistamisella. On mahdollista saada algoritmi pikselien keskiarvoisten naapurustojen tilastollisten ominaisuuksien epäjatkuvaksi saamiseksi (segmenttipisteet äärimmäisyyksien välillä tai splaineilla), ottaen huomioon rasterisävyn ominaisuuksien sallitun muutoksen, eikä koko tasaisin välimatkojen matriisia. testialueita käyrän varrella.

Karttatiedon käyttö maastossa mahdollistaa merkittävästi tehostaa dekoodausalgoritmien automatisointia erityisesti suoriin piirteisiin perustuvissa hydrologisissa ja geologisissa tietoryhmissä, käyttäen samaa geologisiin ja gravitaatiosuhteisiin perustuvaa sovitusmenetelmää.

Johtopäätös

Ilmailu- ja avaruusteknologian käyttö kaukokartoituksessa on yksi lupaavimmista tavoista kehittää tätä aluetta. Tietysti, kuten kaikilla tutkimusmenetelmillä, ilmailuluotauksella on hyvät ja huonot puolensa.

Yksi tämän menetelmän suurimmista haitoista on sen suhteellisen korkea hinta ja tähän mennessä saatujen tietojen riittämätön selkeys.

Yllä olevat puutteet ovat poistettavissa ja merkityksettömiä niiden mahdollisuuksien taustalla, jotka avautuvat ilmailu- ja avaruusteknologiat. Tämä on tilaisuus tarkkailla laajoja alueita pitkään ja saada dynaaminen kuva, kun otetaan huomioon eri tekijöiden vaikutus alueelle ja niiden suhde toisiinsa. Tämä avaa mahdollisuuden maapallon ja sen yksittäisten alueiden systemaattiseen tutkimukseen.

ilmakuvaus maanpäällinen etäavaruus

Listakäytettylähteet

1. S.V. Garbuk, V.E. Gershenzon "Maan kaukokartoituksen avaruusjärjestelmät", "Scan-Ex", Moskova 1997, 296 sivua.

2. Vinogradov B. V. Avaruusmenetelmät luonnonympäristön tutkimiseen. M., 1976.

3. Menetelmät avaruusmateriaalien dekoodauksen automatisoimiseksi - http://hronoinfotropos.narod.ru/articles/dzeprognos.htm

4. Etämenetelmät maan pinnan tutkimiseen - http://ib.komisc.ru

5. Ilmailumenetelmät. Valokuvaus - http://referatplus.ru/geografi

Isännöi Allbest.ru:ssa

Samanlaisia ​​asiakirjoja

opinnäytetyö, lisätty 15.2.2017


Dekoodaus - ilma- ja avaruustutkimusmateriaalien analysointi, jotta niistä saadaan tietoa maan pinnasta. Tiedon saaminen suorien havaintojen kautta ( yhteydenottotapa), menetelmän haittoja. Luokituksen purku.

esitys, lisätty 19.2.2011


Geologia tieteenä, tutkimuskohteet ja sen tieteelliset suunnat. Geologiset prosessit, jotka muodostavat maan pinnan helpotuksen. Mineraaliesiintymä, niiden luokittelu kansantalouden käytön mukaan. Rautametallien ja seostettujen metallien malmit.

testi, lisätty 20.1.2011


Hydrogeologinen tutkimus kiinteiden mineraalien esiintymien etsinnässä, tutkimuksessa ja kehittämisessä: ongelmat ja geotekniset menetelmät. Metallien maanalaisen liuottamisen, rikin sulatuksen, irtonaisten malmien poraushydraulisen louhinnan ydin ja sovellukset.

tiivistelmä, lisätty 7.2.2012


Maankuoren materiaalikoostumus: kemiallisten yhdisteiden päätyypit, alueellinen jakautuminen mineraalityypit. Metallien esiintyvyys maankuoressa. Geologiset prosessit, mineraalien muodostuminen, mineraaliesiintymien esiintyminen.

esitys, lisätty 19.10.2014


Ilmakuvaus ja avaruuskuvaus - kuvien saaminen maan pinnasta lentokoneista. Järjestelmä ensisijaisen tiedon hankkimiseksi. Ilmakehän vaikutus sähkömagneettiseen säteilyyn kuvaamisen aikana. Maan pinnalla olevien esineiden optiset ominaisuudet.

esitys, lisätty 19.2.2011


Kaivostoiminnan vaikutus luontoon. Nykyaikaiset kaivosmenetelmät: esiintymien etsintä ja kehittäminen. Luonnonsuojelu mineraalien kehityksessä. Kaatopaikkojen pintakäsittely avolouhoksen lopettamisen jälkeen.

tiivistelmä, lisätty 10.9.2014


Mineraalikerrosten kehitysvaiheet. Maan pinnan siirtymien ja muodonmuutosten odotettujen arvojen määrittäminen muodostuman iskun poikki suunnassa. Johtopäätös siirtymäkaukalon luonteesta ja rakentavien toimenpiteiden tarpeesta.

käytännön työ, lisätty 20.12.2015


Malminetsintä prosessina uusien etsintäarvoisten mineraaliesiintymien ennustamiseksi, tunnistamiseksi ja arvioimiseksi. Kentät ja poikkeavuudet nykyaikaisena perustana mineraalien etsinnässä. Tutkimusalojen ja poikkeavuuksien ongelma.

esitys, lisätty 19.12.2013


Geologisten lohkojen ja rinnakkaisten poikkileikkausten menetelmä mineraalivarantojen laskemiseksi. Tarkastettujen menetelmien edut ja haitat. Erilaisten menetelmien soveltaminen pohjaveden käyttövarantojen arviointiin. Maanalaisen virtausnopeuden määrittäminen.