Gambar pertama Bumi dari luar angkasa diambil dengan kamera. Teknik ini masih digunakan sampai sekarang. Satelit Resurs-F1 M (Rusia) dengan perekaman fotografi memungkinkan untuk memotret Bumi dalam rentang panjang gelombang 0,4-0,9 m. Rekaman itu dibawa ke Bumi dan dikembangkan. Analisis gambar biasanya dilakukan secara visual dengan bantuan peralatan proyeksi, yang juga memungkinkan untuk mendapatkan cetakan foto berwarna. Metode ini memberikan akurasi geometris gambar yang tinggi; Anda dapat memperbesar gambar tanpa penurunan kualitas yang nyata. Namun, lambat karena gambar disajikan dalam bentuk foto dan tidak dalam bentuk digital, dan efektif dalam rentang IR tampak dan dekat.
Metode pemindaian tidak memiliki kekurangan ini. Pemindai dengan pemindaian silinder, pada prinsipnya, adalah pendulum yang dipasang pada satu titik dan berosilasi melintasi arah pergerakan peralatan (Gbr. 3). Di ujung bandul, di bidang fokusnya, ada objek dengan fotodetektor titik (pengganda foto, fotodioda, fotoresistor).
Beras. 3
Ketika peralatan bergerak di atas Bumi, sinyal diambil dari output fotodetektor, yang sebanding dengan iluminasi dalam rentang inframerah tampak atau dekat dari bagian permukaan bumi itu, yang sumbu lensanya saat ini diarahkan. Jika fotodetektor adalah fotoresistor, maka radiasi dalam kisaran inframerah termal dapat direkam dan suhu permukaan dan awan dapat ditentukan. Dalam praktiknya, pemindai diam, dan cermin berayun (berputar), pantulan dari mana melalui lensa memasuki fotodetektor. Informasi pemindai dalam bentuk digital ditransmisikan dari satelit secara real time atau direkam pada tape recorder onboard; di Bumi diproses di komputer.
Pemindai linier berisi elemen fotosensitif tetap 190-1000 dan lebih yang diatur dalam garis pada perangkat yang dipasangkan dengan muatan (CCD) - garis CCD atau beberapa garis seperti itu sepanjang sekitar satu sentimeter. Bayangan permukaan bumi difokuskan pada penggaris melalui lensa, semua elemen berada pada bidang fokus. Penggaris, yang berorientasi melintasi arah satelit, akan bergerak bersamanya, berturut-turut "membaca" sinyal yang sebanding dengan penerangan berbagai bagian permukaan dan awan. Pemindai garis CCD beroperasi dalam rentang IR yang terlihat dan dekat.
Pemindai MSU-SK, yang dipasang pada satelit Rusia "Resurs-O" dan lainnya, adalah satu-satunya yang menerapkan prinsip pemindaian kerucut yang menjanjikan, yang terdiri dari memindahkan sinar penglihatan di sepanjang permukaan kerucut dengan sumbu diarahkan ke nadir. Sinar pemindaian menggambarkan busur di sepanjang permukaan bola Bumi (biasanya di sektor pemindaian maju). Karena pergerakan satelit, gambar adalah kumpulan busur. Keuntungan dari jenis sapuan ini adalah keteguhan sudut antara permukaan bumi dan arah ke satelit, yang sangat penting ketika mempelajari vegetasi. Jarak L dari satelit ke setiap titik busur juga konstan, sehingga resolusi pemindai MSU-SK, tidak seperti pemindai dengan pemindaian silindris dan linier, konstan di seluruh gambar. Pada saat yang sama, untuk area gambar yang cukup besar, redaman atmosfer dari radiasi naik juga konstan dan tidak perlu koreksi atmosfer. Juga tidak ada distorsi gambar karena kelengkungan Bumi, yang khas untuk pemindai lain.
Selama survei geologis yang dilakukan dari pesawat terbang, pancaran atau pantulan gelombang elektromagnetik oleh benda-benda alam dicatat. Metode penginderaan jauh secara kondisional dibagi menjadi metode mempelajari Bumi di daerah spektrum inframerah yang terlihat dan dekat (pengamatan visual, pemotretan, pembuatan film televisi) dan metode rentang spektrum elektromagnetik yang tidak terlihat (survei inframerah, survei radar, survei spektrometri). , dll.). Mari kita membahas deskripsi singkat tentang metode ini. Penerbangan luar angkasa berawak telah menunjukkan bahwa, tidak peduli seberapa sempurna teknologinya, pengamatan visual tidak dapat diabaikan. Pengamatan Yu Gagarin dapat dianggap sebagai awal dari mereka. Kesan paling mencolok dari kosmonot pertama adalah pemandangan Bumi asalnya dari luar angkasa: "Jajaran pegunungan, sungai besar, hutan besar, bintik-bintik pulau tampak jelas ... Bumi senang dengan palet warna yang berair ...". Cosmonaut P. Popovich melaporkan: "Kota, sungai, gunung, kapal, dan objek lainnya terlihat jelas." Jadi, sudah dari penerbangan pertama menjadi jelas bahwa kosmonot dapat menavigasi dengan baik di orbit dan dengan sengaja mengamati benda-benda alam. Seiring waktu, program kerja astronot menjadi lebih rumit, penerbangan luar angkasa menjadi lebih lama dan lebih lama, informasi dari luar angkasa menjadi lebih dan lebih akurat dan terperinci.
Banyak astronot telah mencatat bahwa mereka melihat lebih sedikit objek di awal penerbangan daripada di akhir penerbangan. Jadi, kosmonot V. Sevastyanov mengatakan bahwa pada awalnya dia hampir tidak dapat membedakan apa pun dari ketinggian ruang, kemudian dia mulai memperhatikan kapal di lautan, kemudian kapal di tempat berlabuh, dan pada akhir penerbangan dia membedakan bangunan individu di daerah pesisir. .
Sudah dalam penerbangan pertama, para astronot melihat dari ketinggian benda-benda yang secara teoritis tidak dapat mereka lihat, karena diyakini bahwa resolusi mata manusia sama dengan satu menit busur. Tetapi ketika orang mulai terbang ke luar angkasa, ternyata benda-benda terlihat dari orbit, yang luas sudutnya kurang dari satu menit. Kosmonot, yang memiliki hubungan langsung dengan Pusat Kendali Misi, dapat menarik perhatian peneliti di Bumi terhadap perubahan fenomena alam apa pun dan menunjuk objek survei, yaitu, peran peneliti kosmonot meningkat dalam pengamatan dinamika. proses. Apakah tinjauan visual penting untuk studi objek geologi? Bagaimanapun, struktur geologis cukup stabil, dan karenanya dapat difoto, dan kemudian diperiksa dengan tenang di Bumi.
Ternyata seorang peneliti kosmonot yang telah menjalani pelatihan khusus dapat mengamati objek geologis dari sudut yang berbeda, pada waktu yang berbeda dalam sehari, dan melihat detail individualnya. Sebelum penerbangan, para kosmonot secara khusus terbang dengan ahli geologi di pesawat terbang, memeriksa detail struktur objek geologi, mempelajari peta geologi dan gambar satelit.
Berada di luar angkasa dan melakukan pengamatan visual, astronot mengungkapkan objek geologi baru yang sebelumnya tidak diketahui dan detail baru dari objek yang diketahui sebelumnya.
Contoh-contoh yang diberikan menunjukkan nilai besar pengamatan visual untuk mempelajari struktur geologis Bumi. Namun, harus diingat bahwa mereka selalu mengandung unsur subjektivisme dan oleh karena itu harus didukung oleh data instrumental yang objektif.
Ahli geologi telah bereaksi dengan penuh minat terhadap foto-foto pertama yang dibawa kosmonot G. Titov ke Bumi. Apa yang menarik perhatian mereka dalam informasi geologi dari luar angkasa? Pertama-tama, mereka mendapat kesempatan untuk melihat struktur Bumi yang sudah diketahui dari tingkat yang sama sekali berbeda.
Selain itu, menjadi mungkin untuk memeriksa dan menautkan peta yang berbeda, karena struktur individu ternyata saling berhubungan pada jarak yang jauh, yang secara objektif dikonfirmasi oleh gambar luar angkasa. Juga menjadi mungkin untuk memperoleh informasi tentang struktur daerah-daerah yang sulit dijangkau di Bumi. Selain itu, ahli geologi telah mempersenjatai diri dengan metode ekspres yang memungkinkan mereka dengan cepat mengumpulkan materi tentang struktur bagian tertentu dari Bumi, untuk menguraikan objek studi yang akan menjadi kunci untuk pengetahuan lebih lanjut tentang perut planet kita.
Saat ini, banyak "potret" planet kita telah dibuat dari luar angkasa. Bergantung pada orbit satelit buatan dan peralatan yang dipasang di atasnya, gambar Bumi diperoleh dalam berbagai skala. Diketahui bahwa gambar ruang dengan skala yang berbeda membawa informasi tentang berbagai struktur geologi. Oleh karena itu, ketika memilih skala gambar yang paling informatif, seseorang harus melanjutkan dari masalah geologi tertentu. Karena visibilitas yang tinggi, beberapa struktur geologis ditampilkan pada satu citra satelit sekaligus, yang memungkinkan untuk menarik kesimpulan tentang hubungan di antara mereka. Keuntungan menggunakan informasi ruang untuk geologi juga dijelaskan oleh generalisasi alami elemen lanskap. Karena itu, efek penyembunyian tanah dan tutupan vegetasi berkurang dan objek geologis “terlihat” lebih jelas pada citra satelit. Fragmen struktur terlihat pada foto-foto ruang berbaris di zona tunggal. Dalam beberapa kasus, gambar struktur yang terkubur dalam dapat ditemukan. Mereka tampaknya bersinar melalui endapan di atasnya, yang memungkinkan kita untuk berbicara tentang fluoroskopikitas gambar ruang angkasa tertentu. Fitur kedua dari survei dari luar angkasa adalah kemampuan untuk membandingkan objek geologi dengan perubahan harian dan musiman dalam karakteristik spektralnya. Perbandingan foto-foto dari area yang sama yang diambil pada waktu yang berbeda memungkinkan untuk mempelajari dinamika aksi proses geologis eksogen (eksternal) dan endogen (internal): air sungai dan laut, angin, vulkanisme, dan gempa bumi.
Saat ini, banyak pesawat ruang angkasa membawa foto atau perangkat televisi yang mengambil gambar planet kita. Diketahui bahwa orbit satelit Bumi buatan dan peralatan yang dipasang di atasnya berbeda, yang menentukan skala gambar luar angkasa. Batas bawah pemotretan dari luar angkasa ditentukan oleh ketinggian orbit pesawat ruang angkasa, yaitu, ketinggian sekitar 180 km. Batas atas ditentukan oleh kemanfaatan praktis skala gambar dunia yang diperoleh dari stasiun antarplanet (puluhan ribu kilometer dari Bumi). Bayangkan sebuah struktur geologi difoto pada skala yang berbeda. Pada gambaran rinci, kita dapat melihatnya secara keseluruhan dan berbicara tentang detail struktur. Saat skala berkurang, struktur itu sendiri menjadi detail gambar, elemen penyusunnya. Garis besarnya akan sesuai dengan kontur gambar keseluruhan, dan kita akan dapat melihat hubungan objek kita dengan benda geologi lainnya. Memperkecil secara berurutan, Anda bisa mendapatkan gambar umum, di mana struktur kami akan menjadi elemen dari beberapa formasi geologis. Analisis gambar skala berbeda dari wilayah yang sama menunjukkan bahwa objek geologis memiliki sifat fotogenik, yang memanifestasikan dirinya dengan cara yang berbeda, tergantung pada skala, waktu, dan musim pemotretan. Sangat menarik untuk mengetahui bagaimana gambar suatu objek akan berubah dengan peningkatan generalisasi dan apa yang sebenarnya menentukan dan menekankan "potret" -nya. Sekarang kita memiliki kesempatan untuk melihat objek dari ketinggian 200, 500, 1000 km dan lebih. Spesialis sekarang memiliki pengalaman yang cukup dalam mempelajari objek alam menggunakan foto udara yang diperoleh dari ketinggian 400 m hingga 30 km. Tetapi bagaimana jika semua pengamatan ini dilakukan secara bersamaan, termasuk pekerjaan lapangan? Kemudian kita akan dapat mengamati perubahan sifat fotogenik objek dari tingkat yang berbeda - dari permukaan hingga ketinggian kosmik. Saat memotret Bumi dari ketinggian yang berbeda, selain untuk informasi murni, tujuannya adalah untuk meningkatkan keandalan objek alam yang teridentifikasi. Pada gambar skala terkecil dari generalisasi global dan sebagian regional, objek terbesar dan paling jelas ditentukan. Citra skala menengah dan besar digunakan untuk memeriksa skema interpretasi, untuk membandingkan objek geologi pada citra satelit dan data yang diperoleh pada permukaan indikator. Hal ini memungkinkan spesialis untuk memberikan gambaran tentang komposisi material batuan yang muncul ke permukaan, untuk menentukan sifat struktur geologi, yaitu. e.mendapatkan bukti nyata sifat geologis formasi yang diteliti. Kamera fotografi yang beroperasi di luar angkasa adalah sistem pencitraan yang secara khusus diadaptasi untuk memotret dari luar angkasa. Skala foto yang dihasilkan bergantung pada panjang fokus lensa kamera dan tinggi pemotretan. Keunggulan utama fotografi adalah kandungan informasi yang tinggi, resolusi yang baik, sensitivitas yang relatif tinggi. Kelemahan fotografi luar angkasa termasuk sulitnya mengirimkan informasi ke Bumi dan mengambil gambar hanya di siang hari.
Saat ini, sejumlah besar informasi ruang angkasa jatuh ke tangan para peneliti berkat sistem televisi otomatis. Peningkatan mereka telah mengarah pada fakta bahwa kualitas gambar mendekati foto luar angkasa dengan skala yang sama. Selain itu, gambar televisi memiliki sejumlah keunggulan: mereka memastikan transmisi informasi yang cepat ke Bumi melalui saluran radio; frekuensi pemotretan; merekam informasi video pada pita magnetik dan kemungkinan menyimpan informasi pada pita magnetik. Saat ini, dimungkinkan untuk menerima gambar televisi hitam-putih, berwarna dan multi-zona Bumi. Resolusi gambar televisi lebih rendah daripada gambar diam. Pembuatan film televisi dilakukan dari satelit buatan yang beroperasi dalam mode otomatis. Sebagai aturan, orbit mereka memiliki kemiringan besar ke khatulistiwa, yang memungkinkan untuk mencakup hampir semua garis lintang dengan survei.
Satelit sistem Meteor diluncurkan ke orbit dengan ketinggian 550-1000 km. Sistem televisinya menyala sendiri setelah matahari terbit di atas cakrawala, dan pencahayaan diatur secara otomatis karena perubahan iluminasi selama penerbangan. "Meteor" untuk satu revolusi mengelilingi Bumi dapat menghilangkan area yang luasnya kira-kira 8% dari permukaan bola dunia.
Dibandingkan dengan foto skala tunggal, foto televisi memiliki visibilitas dan generalisasi yang lebih besar.
Skala gambar televisi adalah dari 1: 6.000.000 hingga 1: 14.000.000, resolusi 0,8 - 6 km, dan area yang difilmkan berkisar dari ratusan ribu hingga satu juta kilometer persegi. Gambar berkualitas baik dapat diperbesar 2-3 kali tanpa kehilangan detail. Ada dua jenis pemotretan televisi - bingkai dan pemindai. Selama pemotretan bingkai, eksposur berurutan dari berbagai bagian permukaan dilakukan dan gambar ditransmisikan melalui saluran radio komunikasi ruang angkasa. Selama eksposur, lensa kamera membuat gambar pada layar peka cahaya yang dapat difoto. Selama pemotretan pemindai, gambar terbentuk dari pita terpisah (pemindaian), yang dihasilkan dari "melihat" area secara rinci oleh sinar melintasi pergerakan pembawa (pemindaian). Gerakan translasi media memungkinkan Anda untuk mendapatkan gambar dalam bentuk pita kontinu. Semakin detail gambar, semakin sempit petak pemotretan.
Gambar TV kebanyakan tidak menjanjikan. Untuk meningkatkan bandwidth penangkapan pada satelit sistem Meteor, pemotretan dilakukan oleh dua kamera televisi, yang sumbu optiknya menyimpang dari vertikal sebesar 19°. Dalam hal ini, skala gambar berubah dari garis proyeksi orbit satelit sebesar 5-15%, yang memperumit penggunaannya.
Gambar televisi memberikan sejumlah besar informasi, sehingga memungkinkan untuk menyoroti fitur regional dan global utama dari struktur geologis Bumi.
ISIPendahuluan 3
Profesi astronot bumi
Tahapan utama dalam pengembangan kosmonotika di Uni Soviet dan signifikansinya untuk studi Bumi 6
Bab I. Bumi - planet tata surya 11
Bentuk, ukuran dan orbit Bumi. Bandingkan dengan planet lain di tata surya. Pandangan umum tentang struktur Bumi 18
Metode untuk mempelajari interior bumi 21
Fitur radiasi permukaan bumi 23
Bab II. Survei geologi dari orbit 26
Jenis pesawat ruang angkasa Fitur informasi geologis dari orbit yang berbeda
Karakteristik metode penelitian 29
Pakaian Bumi Berwarna 37
Bumi dalam jangkauan tak terlihat dari spektrum osilasi elektromagnetik 42
Bab III. Informasi ruang apa yang disediakan untuk geologi 49
Cara bekerja dengan gambar luar angkasa
Lineament 53
Struktur cincin 55
Apakah mungkin untuk menemukan kekayaan bijih dan minyak dari luar angkasa 63
Penelitian luar angkasa dan perlindungan lingkungan 65
Planetologi komparatif 66
Kesimpulan 76
Sastra 78
PROFESI RUANG RUANG BUMI
Besar sekali tugas-tugas yang diselesaikan oleh rakyat Soviet, yang dipimpin oleh Partai Komunis, di bidang pembangunan ekonomi.
Banyak yang dilakukan di sini untuk pertama kalinya, banyak yang dilakukan dalam skala yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam sejarah umat manusia. Setiap langkah maju adalah pertemuan dengan masalah baru, tantangan kreatif, terkait dengan tanggung jawab besar, dan terkadang risiko. Sains dengan percaya diri membuka jalan ke masa depan, membuat lompatan kualitatif dalam pengetahuan tentang alam. Fitur utama dari revolusi ilmiah dan teknologi modern adalah karakternya yang komprehensif dan mencakup segalanya. Misalnya, perkembangan kosmonotika menyebabkan kemajuan banyak cabang ilmu pengetahuan dan teknologi "terestrial".
Gagasan membuat pesawat ruang angkasa pada awalnya hanya dikaitkan dengan studi tentang planet-planet tata surya dan dunia yang jauh. Fisikawan dan astronom berusaha mengirimkan instrumen dan pengamat mereka ke objek yang diteliti, untuk mengatasi pengaruh atmosfer, yang selalu rumit, dan terkadang membuat banyak eksperimen menjadi tidak mungkin. Dan harapan mereka tidak sia-sia. Astronomi dan fisika ekstra-atmosfer telah membuka cakrawala yang sama sekali baru bagi sains. Menjadi mungkin untuk mempelajari sumber radiasi ultraviolet dan sinar-X yang diserap oleh atmosfer. Kesempatan baru. terbuka untuk astronomi sinar gamma. Peluncuran teleskop radio ke luar angkasa memungkinkan untuk dilakukan pengembangan lebih lanjut dari penelitian astronomi radio.
Ciri penting perkembangan kosmonotika saat ini adalah penerapannya untuk memecahkan masalah ekonomi nasional. Saat ini, metode penelitian ruang angkasa digunakan. dalam meteorologi, geologi, geografi, air, kehutanan dan pertanian, oseanologi, industri perikanan, untuk perlindungan lingkungan dan di banyak bidang ilmu pengetahuan dan ekonomi nasional lainnya.
Meteorologi menempati urutan pertama dalam hal volume informasi ruang yang digunakan. Ahli meteorologi mempelajari cangkang atas planet kita - atmosfer - dengan bantuan satelit Bumi buatan. Setelah menerima foto-foto kekeruhan pertama, para ilmuwan yakin akan kebenaran banyak hipotesis mereka tentang keadaan fisik atmosfer. dikumpulkan dari data dari stasiun meteorologi konvensional. Selain itu, satelit memberikan informasi yang luas tentang struktur global atmosfer. Ternyata tergantung sifatnya
arus udara di cangkang bawahnya (tropo- dan stratosfer) ada sel konvektif besar dengan arus massa udara yang naik dan turun. Informasi besar dibawa oleh satelit tentang awan cumulonimbus, penyebab utama hujan deras, menyebabkan begitu banyak masalah bagi orang-orang. Vortisitas tropis telah terdeteksi dari luar angkasa. Diketahui apa dampak fenomena meteorologi terhadap kehidupan manusia dan aktivitas ekonomi, oleh karena itu, berbagai program saat ini sedang dilaksanakan yang menyelidiki berbagai proses yang "mengendalikan" cuaca dan iklim.
Berkat penggunaan satelit, para ilmuwan sekarang hampir memecahkan salah satu masalah meteorologi yang paling sulit saat ini - kompilasi ramalan cuaca dua-tiga minggu.
Metode ruang memberikan informasi yang bagus untuk banyak cabang geologi: geotektonik, geomorfologi, seismologi,
geologi teknik, hidrogeologi, lapisan es, pencarian mineral, dll. Seiring dengan semakin luasnya pengetahuan kita tentang Bumi, pengetahuan tentang fitur umum planet dari strukturnya menjadi penting. Pesawat ruang angkasa membantu dalam ilmu ini. Pada gambar yang diperoleh dari luar angkasa, dimungkinkan untuk membedakan daerah dengan struktur tektonik yang berbeda, dan semua yang diketahui dari data studi berbasis darat dapat dilihat dalam bentuk umum pada satu gambar. Bergantung pada skala gambar, kita dapat mempelajari benua secara keseluruhan, platform dan area geosinklinal, lipatan dan celah individu. Pandangan dari ketinggian ruang memungkinkan untuk menarik kesimpulan tentang konjugasi struktur individu dan struktur tektonik umum wilayah tersebut. Pada saat yang sama, dalam banyak kasus dimungkinkan untuk secara objektif menunjukkan posisi dan memperjelas struktur permukaan dan struktur dalam yang terkubur di bawah penutup endapan yang lebih muda. Ini berarti bahwa ketika menganalisis citra satelit, informasi baru muncul pada fitur struktural wilayah, yang secara signifikan akan menyempurnakan atau menyusun peta geologi dan tektonik baru yang ada dan dengan demikian meningkatkan dan membuat pencarian mineral lebih terarah, memberikan perkiraan yang wajar tentang seismisitas, teknik kondisi geologi dan lain-lain. Citra satelit memungkinkan untuk menetapkan sifat dan arah gerakan tektonik muda, sifat dan intensitas proses geologi modern. Dari gambar, seseorang dapat dengan jelas melacak hubungan antara relief dan jaringan hidro dan fitur geologis dari objek yang diteliti. Informasi dari luar angkasa memungkinkan untuk menilai dampak aktivitas ekonomi manusia terhadap keadaan lingkungan alam.
Dengan bantuan pesawat ruang angkasa, dimungkinkan untuk mempelajari relief, komposisi material, dan struktur tektonik dari cangkang atas planet lain. Ini sangat penting untuk geologi, karena memungkinkan Anda membandingkan struktur planet, untuk menemukan ciri-ciri umum dan khasnya.
Metode ruang juga banyak digunakan dalam geografi. Tugas utama geografi luar angkasa adalah mempelajari komposisi, struktur
niya, dinamika, ritme lingkungan alam sekitar kita dan keteraturannya. perubahannya. Dengan bantuan teknologi luar angkasa, kita memiliki kesempatan untuk menilai dinamika topografi permukaan bumi, mengidentifikasi faktor-faktor pembentuk relief utama, dan mengevaluasi efek destruktif dari air sungai dan laut serta kekuatan eksogen lainnya. Sama pentingnya untuk mempelajari dari luar angkasa tutupan vegetasi baik di daerah yang berpenghuni maupun yang sulit dijangkau. Survei luar angkasa memungkinkan untuk mengetahui keadaan tutupan salju dan gletser untuk menentukan cadangan salju. Berdasarkan data tersebut, diperkirakan kadar air sungai, kemungkinan hujan salju dan longsor di pegunungan, kadaster gletser disusun, dinamika pergerakannya dipelajari, curah hujan di zona kering diperkirakan, dan area banjir. banjir ditentukan. Semua data ini diterapkan pada peta fotografi yang dipasang dari citra satelit dalam proyeksi yang diperlukan. Peta yang disusun dengan mempertimbangkan informasi ruang memiliki banyak keunggulan, yang utamanya adalah objektivitas.
Secara aktif menggunakan informasi ruang angkasa dan pertanian kita. Pengamatan dari luar angkasa memungkinkan spesialis pertanian menerima informasi tepat waktu tentang kondisi cuaca. Informasi ruang memungkinkan untuk merekam dan mengevaluasi lahan, memantau keadaan lahan pertanian, menilai aktivitas dan pengaruh proses eksogen, menentukan area lahan yang terkena hama pertanian, dan memilih area yang paling cocok untuk padang rumput.
Salah satu masalah yang dihadapi kehutanan negara - pengembangan metode akuntansi dan penyusunan peta hutan - sudah diselesaikan dengan bantuan citra satelit. Mereka memungkinkan Anda untuk mendapatkan informasi terkini tentang sumber daya hutan. Dengan bantuan teknologi luar angkasa, kebakaran hutan terdeteksi, yang sangat penting untuk daerah yang sulit dijangkau. Tugas yang diselesaikan berdasarkan citra satelit juga sangat relevan - pemetaan area hutan yang rusak secara tepat waktu.
Pekerjaan skala besar dengan menggunakan satelit juga sedang dilakukan pada studi Samudra Dunia. Pada saat yang sama, suhu permukaan laut diukur, gelombang laut dipelajari, kecepatan pergerakan air laut ditentukan, lapisan es dan polusi Lautan Dunia dipelajari.
Dengan akurasi orde derajat, dimungkinkan untuk mengukur suhu permukaan laut menggunakan radiometer inframerah yang dipasang pada satelit bumi buatan. Pada saat yang sama, pengukuran dapat dilakukan hampir secara bersamaan di seluruh wilayah perairan Samudra Dunia. Informasi ruang juga memberikan solusi untuk masalah yang diterapkan dalam navigasi. Ini termasuk pencegahan bencana alam, yang memungkinkan untuk memastikan keselamatan navigasi laut, meramalkan kondisi es, dan menentukan koordinat kapal dengan akurasi tinggi. Informasi satelit dapat digunakan untuk mencari konsentrasi komersial ikan di perairan Samudra Dunia.
Kami hanya membahas beberapa contoh penggunaan informasi ruang angkasa yang terkait dengan studi sumber daya alam Bumi. Tentu saja cakupan penerapan metode keantariksaan dan teknologi antariksa dalam perekonomian nasional jauh lebih luas. Misalnya, satelit komunikasi khusus memungkinkan untuk melakukan dan menerima program TV dari sudut paling terpencil di planet ini, puluhan juta pemirsa menonton program TV melalui sistem Orbita. Hasil penelitian dan pengembangan keantariksaan yang berkaitan dengan penyiapan dan pelaksanaan eksperimen di ruang angkasa (di bidang elektronika, teknologi komputer, energi, ilmu material, kedokteran, dan lain-lain) sudah dimanfaatkan dalam perekonomian nasional.
Apakah secara kebetulan metode luar angkasa mendapatkan popularitas seperti itu? Bahkan tinjauan singkat tentang penerapan teknologi ruang angkasa dalam ilmu bumi memungkinkan kita untuk menjawab - tidak. Memang, kami sekarang memiliki informasi terperinci tentang struktur wilayah ini atau itu dan proses yang terjadi di sana. Tetapi kita dapat secara objektif mempertimbangkan proses-proses ini secara keseluruhan, dalam interkoneksi, di tingkat global hanya dengan penggunaan informasi ruang angkasa. Ini memungkinkan kita untuk mempelajari planet kita sebagai mekanisme tunggal dan melanjutkan ke deskripsi fitur lokal dari strukturnya, berdasarkan tingkat pengetahuan kita yang baru. Keuntungan utama dari metode ruang adalah analisis sistem, globalitas, efisiensi dan efektivitas. Proses pengenalan luas metode penelitian ruang angkasa adalah alami, telah disiapkan oleh sejarah perkembangan semua ilmu pengetahuan. Kami menyaksikan munculnya arah baru dalam ilmu Bumi - geografi luar angkasa, yang sebagiannya adalah geologi luar angkasa. Ini mempelajari komposisi material, struktur dalam dan permukaan kerak bumi, pola distribusi mineral, menggunakan informasi dari pesawat ruang angkasa.
TAHAP UTAMA PENGEMBANGAN KOSMONAUTOIK DI USSR DAN SIGNIFIKANSINYA UNTUK KAJIAN BUMI
Satelit Bumi buatan pertama di dunia diluncurkan di Uni Soviet pada 4 Oktober 1957. Pada hari ini, Tanah Air kita mengibarkan bendera era baru dalam kemajuan ilmiah dan teknologi umat manusia. Pada tahun yang sama kami merayakan 40 tahun Revolusi Sosialis Oktober Besar. Peristiwa dan tanggal ini terhubung dengan logika sejarah. Dalam waktu singkat, negara agraris yang terbelakang industri berubah menjadi kekuatan industri yang mampu mewujudkan impian paling berani umat manusia. Sejak itu, sejumlah besar pesawat ruang angkasa dari berbagai jenis telah dibuat di negara kita - satelit Bumi buatan (AES), pesawat ruang angkasa berawak (PCS), stasiun orbital (OS), stasiun otomatis antarplanet (MAC). Sebuah front yang luas telah dikerahkan, penelitian ilmiah di ruang dekat Bumi. Bulan, Mars, Venus menjadi tersedia untuk studi langsung. Tergantung pada tugas yang harus diselesaikan, satelit buatan Bumi dibagi menjadi ilmiah, meteorologi, navigasi, komunikasi, oseanografi, eksplorasi sumber daya alam, dll. Setelah Uni Soviet, Amerika Serikat pergi ke luar angkasa (1 Februari 1958), meluncurkan satelit I "Explorer-1" . Kekuatan luar angkasa ketiga adalah Prancis x (26 November 1965, satelit Asterix-1); keempat - Jepang i (11 Februari 1970, satelit Osumi); kelima - Cina (24 April 1970, satelit Dongfanghong); keenam - Inggris Raya (28 Oktober 1971, satelit Prospero); ketujuh - India (18 Juli 1980, satelit Rohini). Setiap satelit yang disebutkan diluncurkan ke orbit oleh kendaraan peluncuran domestik.
Satelit buatan pertama berupa bola dengan diameter 58 cm dan berat 83,6 kg. Ia memiliki orbit elips memanjang dengan ketinggian 228 km di perigee dan 947 km di apogee dan ada sebagai benda kosmik selama sekitar tiga bulan. Selain memverifikasi kebenaran perhitungan dasar dan solusi teknis, ini adalah yang pertama mengukur kepadatan atmosfer atas dan memperoleh data tentang perambatan sinyal radio di ionosfer.
Satelit Soviet kedua diluncurkan pada 3 November 1957. Anjing Laika ada di sana, studi biologi dan astrofisika dilakukan. Satelit Soviet ketiga (laboratorium geofisika ilmiah pertama di dunia) dimasukkan ke orbit pada 15 Mei 1958, program penelitian ilmiah yang luas dilakukan, dan zona luar sabuk radiasi ditemukan. Belakangan di negara kita, satelit untuk berbagai keperluan dikembangkan dan diluncurkan. Satelit seri "Kosmos" diluncurkan (penelitian ilmiah di bidang astrofisika, geofisika, kedokteran dan biologi, studi sumber daya alam, dll.), satelit meteorologi seri "Meteor", satelit komunikasi, stasiun ilmiah dan untuk studi tentang aktivitas matahari (AES "Prognoz") dan lain-lain.
Hanya tiga setengah tahun setelah peluncuran satelit pertama, seorang pria, warga negara Uni Soviet, Yuri Alekseevich Gagarin, terbang ke luar angkasa. Pada 12 April 1961, pesawat ruang angkasa Vostok, yang dikemudikan oleh kosmonot Yu. Gagarin, diluncurkan ke orbit dekat Bumi di Uni Soviet. Penerbangannya berlangsung 108 menit. Yu Gagarin adalah orang pertama yang melakukan pengamatan visual permukaan bumi dari luar angkasa. Program penerbangan berawak di pesawat ruang angkasa Vostok menjadi fondasi yang mendasari pengembangan kosmonotika berawak domestik. Pada 6 Agustus 1961, pilot-kosmonot G. Titov memotret Bumi dari luar angkasa untuk pertama kalinya. Tanggal ini dapat dianggap sebagai awal dari fotografi ruang angkasa yang sistematis di Bumi. Di Uni Soviet, gambar televisi pertama Bumi* diperoleh dari satelit Molniya-1 pada 1966 dari jarak 40.000 km.
Logika perkembangan astronotika menentukan langkah selanjutnya dalam eksplorasi ruang angkasa. Sebuah pesawat ruang angkasa berawak baru "Soyuz" telah dibuat. Stasiun orbital "berawak (OS) jangka panjang memungkinkan untuk menjelajahi ruang dekat Bumi secara sistematis dan terarah. Stasiun orbital jangka panjang Salyut adalah jenis pesawat ruang angkasa baru.
tunggul otomatisasi peralatan onboard dan semua sistem memungkinkan untuk melakukan beragam program penelitian tentang sumber daya alam bumi. Salyut OS pertama diluncurkan pada April 1971. Pada Juni 1971, kosmonot G. Dobrovolsky, V. Volkov, dan V. Patsaev melakukan jam tangan multi-hari pertama di stasiun Salyut. Pada tahun 1975, kosmonot P. Kli-muk dan V. Sevastyanov melakukan penerbangan 63 hari di atas stasiun Salyut-4, mereka menyampaikan materi ekstensif tentang studi sumber daya alam ke Bumi. Survei terintegrasi mencakup wilayah Uni Soviet di garis lintang tengah dan selatan.
Pada pesawat ruang angkasa Soyuz-22 (1976, kosmonot V. Bykovsky dan V. Aksenov), permukaan bumi difoto dengan kamera MKF-6 yang dikembangkan di GDR dan Uni Soviet dan diproduksi di GDR. Kamera memungkinkan pemotretan dalam 6 rentang spektrum osilasi elektromagnetik. Para kosmonot dikirim ke Bumi lebih dari 2000 gambar, yang masing-masing mencakup area seluas 165X115 km. Fitur utama foto yang diambil dengan kamera MKF-6 adalah kemampuan untuk memperoleh kombinasi gambar yang diambil di bagian spektrum yang berbeda. Dalam gambar seperti itu, transmisi cahaya tidak sesuai dengan warna sebenarnya dari objek alami, tetapi digunakan untuk meningkatkan kontras antara objek dengan kecerahan yang berbeda, mis., kombinasi filter memungkinkan Anda untuk menaungi objek yang dipelajari dalam rentang warna yang diinginkan. .
Sejumlah besar pekerjaan di bidang penelitian Bumi dari luar angkasa dilakukan dari stasiun orbit Salyut-6 generasi kedua, diluncurkan pada September 1977. Stasiun ini memiliki dua node docking. Dengan bantuan kapal kargo pengangkut Progress (dibuat berdasarkan pesawat ruang angkasa Soyuz), bahan bakar, makanan, peralatan ilmiah, dll. dikirim ke sana, yang memungkinkan untuk menambah durasi penerbangan. Untuk pertama kalinya, kompleks "Salyut-6" - "Soyuz" - "Kemajuan" bekerja di ruang dekat Bumi. Di stasiun Salyut-6, penerbangan yang berlangsung 4 tahun 11 bulan (dan dalam mode berawak 676 hari), 5 penerbangan panjang dilakukan (96, 140, 175, 185 dan 75 hari). Selain penerbangan jangka panjang (ekspedisi), peserta ekspedisi kunjungan jangka pendek (satu minggu) bekerja sama dengan kru utama di stasiun Salyut-6. Dari Maret 1978 hingga Mei 1981, penerbangan kru internasional dari warga Uni Soviet, Cekoslowakia, Polandia, GDR, NRB, VNR, SRV, Kuba, MPR, SRR dilakukan di atas stasiun orbital Salyut-6 dan pesawat ruang angkasa Soyuz . Penerbangan-penerbangan ini dilakukan sesuai dengan program kerja sama di bidang eksplorasi dan pemanfaatan luar angkasa, dalam kerangka kerja sama multilateral antara negara-negara komunitas sosialis, yang disebut "Intercosmos".
Pada 19 April 1982, stasiun orbit jangka panjang Salyut-7, yang merupakan versi modern dari stasiun Salyut-6, dimasukkan ke dalam orbit. PKK Soyuz digantikan oleh kapal baru yang lebih modern dari seri Soyuz-T (penerbangan berawak uji pertama dari PKK seri ini dilakukan pada tahun 1980).
Pada 13 Mei 1982, pesawat ruang angkasa Soyuz T-5 diluncurkan dengan kosmonot V. Lebedev dan A. Berezov. Penerbangan ini merupakan yang terpanjang dalam sejarah astronotika, berlangsung selama 211 hari. Tempat yang signifikan dalam pekerjaan diberikan untuk mempelajari sumber daya alam Bumi. Untuk tujuan ini, para kosmonot secara teratur mengamati dan memotret permukaan bumi dan perairan Samudra Dunia. Sekitar 20 ribu gambar permukaan bumi telah diterima. Selama penerbangan mereka, V. Lebedev dan A. Berezovoy bertemu kosmonot dari Bumi dua kali. Pada 25 Juli 1982, kru internasional yang terdiri dari pilot-kosmonot V. Dzhanibekov, A. Ivanchenkov dan warga negara Prancis Jean-Loup Chretien tiba di kompleks orbital Sa-lut-7 - Soyuz T-5. Dari 20 hingga 27 Agustus 1982, kosmonot L. Popov, A. Serebrov dan peneliti kosmonot wanita kedua di dunia S. Savitskaya bekerja di stasiun tersebut. Bahan-bahan yang diterima selama penerbangan 211 hari sedang diproses dan sudah digunakan secara luas di berbagai bidang ekonomi nasional negara kita.
Selain studi tentang Bumi, area penting kosmonotika Soviet adalah studi tentang planet terestrial dan benda langit lainnya di Galaksi. Pada 14 September 1959, stasiun otomatis Soviet "Luna-2" untuk pertama kalinya mencapai permukaan Bulan, pada tahun yang sama, sisi terjauh Bulan pertama kali difoto dari stasiun "Luna-3". Permukaan Bulan kemudian difoto berkali-kali oleh stasiun kami. Tanah Bulan dikirim ke Bumi (stasiun "Luna-16, 20, 24"), komposisi kimianya ditentukan.
Stasiun antarplanet otomatis (AMS) menjelajahi Venus dan Mars.
7 AMS dari seri "Mars" diluncurkan ke planet Mars. Pada tanggal 2 Desember 1971, pendaratan lunak pertama di permukaan Mars dalam sejarah kosmonotika (kendaraan keturunan Mars-3 AMS) dilakukan.Peralatan yang dipasang di stasiun Mars mengirimkan informasi ke Bumi tentang suhu dan tekanan di atmosfer, tentang struktur dan komposisi kimianya. Gambar-gambar TV dari permukaan planet diperoleh.
16 pesawat ruang angkasa seri "Venus" diluncurkan ke planet Venus. Pada tahun 1967, untuk pertama kalinya dalam sejarah kosmonotika, pengukuran ilmiah langsung langsung dilakukan di atmosfer Venus (tekanan, suhu, kepadatan, komposisi kimia) selama penurunan parasut kendaraan penurunan Venera-4 AMS, dan pengukuran hasilnya ditransmisikan ke Bumi. Pada tahun 1970, kendaraan keturunan Venera-7 untuk pertama kalinya di dunia melakukan pendaratan lunak dan mengirimkan informasi ilmiah ke Bumi, dan pada tahun 1975, kendaraan keturunan Venera-9 dan Venera-10 turun ke permukaan planet di interval 3 hari, ditransmisikan ke Bumi gambar panorama permukaan Venus (situs pendaratan mereka terpisah 2200 km satu sama lain). Stasiun itu sendiri menjadi satelit buatan pertama Venus.
Sesuai dengan program penelitian lebih lanjut, pada tanggal 30 Oktober dan 4 November 1981, pesawat ruang angkasa Venera-13 dan Venera-14 diluncurkan, mereka mencapai Venus pada awal Maret 1983. Dua hari sebelum memasuki atmosfer dari stasiun Venera-13, 13, kendaraan turun terpisah, dan stasiun itu sendiri lewat pada jarak 36.000 km dari permukaan planet. Kendaraan turun melakukan pendaratan lunak, selama percobaan penurunan dilakukan untuk mempelajari atmosfer Venus. Perangkat pengambil keruk pengeboran dipasang pada perangkat dalam waktu 2 menit. jauh ke dalam tanah permukaan planet, analisisnya dilakukan dan datanya dikirim ke Bumi. Telefotometer mentransmisikan ke Bumi gambar panorama planet (survei dilakukan melalui filter warna), gambar warna permukaan planet diperoleh. Kendaraan turun dari stasiun Venera-14 melakukan pendaratan lunak sekitar 1000 km dari yang sebelumnya. Dengan bantuan peralatan yang terpasang, sampel tanah juga diambil dan gambar planet ditransmisikan. Stasiun Venera-13 dan Venera-14 melanjutkan penerbangan mereka dalam orbit heliosentris.
Penerbangan Soyuz-Apollo Soviet-Amerika memasuki sejarah kosmonotika. Pada bulan Juli 1975, kosmonot Soviet A. Leonov dan V. Kubasov dan astronot Amerika T. Stafford, V. Brand dan D. Slayton melakukan penerbangan bersama pertama dari pesawat ruang angkasa Soviet dan Amerika Soyuz dan Apollo dalam sejarah astronotika.
Kerjasama ilmiah Soviet-Prancis telah berhasil dikembangkan (selama lebih dari 15 tahun) - eksperimen bersama sedang dilakukan, peralatan ilmiah dan program eksperimen sedang dikembangkan bersama oleh spesialis Soviet dan Prancis. Pada tahun 1972, satu kendaraan peluncuran Soviet meluncurkan satelit komunikasi Molniya-1 dan satelit MAS Prancis ke orbit, dan pada tahun 1975, satelit Molniya-1 dan satelit MAS-2. Saat ini, kerjasama ini berhasil dilanjutkan.
Dua satelit bumi buatan India diluncurkan dari wilayah Uni Soviet.
Dari satelit pertama yang kecil dan relatif sederhana hingga satelit Bumi modern, stasiun antarplanet otomatis paling kompleks, pesawat ruang angkasa berawak, dan stasiun orbital - itulah jalur astronotika dalam dua puluh lima tahun.
Sekarang penelitian luar angkasa berada pada tahap baru. Kongres CPSU ke-26 mengajukan tugas penting untuk pengetahuan lebih lanjut dan eksplorasi praktis luar angkasa.
BAB 1. BUMI - PLANET SISTEM SURYA
Bahkan di zaman kuno, orang memperhatikan lima benda langit di antara bintang-bintang, secara lahiriah sangat mirip dengan bintang, tetapi berbeda dari yang terakhir karena mereka tidak mempertahankan posisi konstan di konstelasi, tetapi berkeliaran di langit, seperti Matahari dan Bulan. . Tokoh-tokoh ini diberi nama para dewa - Merkurius, Venus, Mars, Jupiter dan Saturnus. Dalam dua abad terakhir, tiga benda langit serupa telah ditemukan: Uranus (1781), Neptunus (1846) dan Pluto (1930). Benda-benda langit yang mengelilingi Matahari dan bersinar dengan cahaya yang dipantulkan disebut planet. Jadi, selain Bumi, ada 8 planet lagi yang berputar mengelilingi Matahari.
BENTUK, UKURAN DAN ORBIT BUMI.
PERBANDINGANNYA DENGAN PLANET LAIN DARI SISTEM SURYA
Selama 20-25 tahun terakhir kita telah belajar lebih banyak tentang Bumi daripada abad-abad sebelumnya. Data baru diperoleh sebagai hasil dari penerapan metode geofisika, pengeboran ultra-dalam, pesawat ruang angkasa, yang tidak hanya mempelajari Bumi, tetapi juga planet-planet lain di tata surya. Planet-planet tata surya dibagi menjadi dua kelompok - planet tipe Bumi dan planet raksasa tipe Jupiter. Planet-planet terestrial adalah Bumi, Mars, Venus, Merkurius. Pluto sering termasuk dalam kelompok ini, berdasarkan ukurannya yang kecil. Planet-planet ini dicirikan oleh ukuran yang relatif kecil, kepadatan tinggi, kecepatan rotasi yang signifikan di sekitar sumbu, massa rendah, mereka mirip satu sama lain baik dalam komposisi kimia maupun dalam struktur internal. Planet-planet raksasa termasuk planet-planet yang paling jauh dari Matahari - Yupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus. Ukurannya berkali-kali lebih besar daripada ukuran planet terestrial, dan kepadatannya jauh lebih rendah (Tabel 1). Di antara planet-planet Tata Surya, Bumi menempati urutan ketiga dalam hal jarak dari Matahari (Gbr. 1). Terpisah darinya pada jarak (rata-rata) 149.106 km. Bumi berputar mengelilingi Matahari dalam orbit elips, surut sepanjang tahun sebanyak mungkin (di aphelion) pada jarak 152,1 10® km dan mendekat (di perihelion) pada 147,1 10® km.
Pertanyaan tentang menentukan bentuk dan ukuran Bumi terkait erat satu sama lain dan diselesaikan oleh para ilmuwan secara paralel. Diketahui bahwa sedini 530 SM. e. Pythagoras sampai pada kesimpulan tentang kebulatan Bumi, dan sejak zaman Ptolemy gagasan ini telah menyebar luas. Pada tahun 1669-1676. Ilmuwan Prancis Picard mengukur busur meridian Paris dan menentukan nilai jari-jari Bumi - 6372 km. Pada kenyataannya, bentuk Bumi lebih kompleks dan tidak sesuai dengan bentuk geometris biasa. Itu ditentukan oleh ukuran planet, kecepatan rotasi, kepadatan dan banyak faktor lainnya. Nilai konstan Bumi berikut diterima: jari-jari kutub adalah 6356,863 km, jari-jari khatulistiwa adalah 6378,245 km, jari-jari rata-rata Bumi adalah 6371 jam 11 km. Nilai rata-rata busur 1° sepanjang meridian diasumsikan 111 km. Berdasarkan ini, para ilmuwan percaya bahwa luas permukaan Bumi adalah 510 juta km, volumenya 1,083-1012 km3, dan massanya adalah 6-1027 g. Dari angka-angka geometris, Bumi dekat dengan ellipsoid biaksial. rotasi, yang disebut elipsoid Krasovsky ( dengan nama, surveyor Soviet Profesor F. N. Krasovsky). Tetapi bentuk nyata Bumi berbeda dari sosok geometris mana pun, karena hanya ketidakrataan relief di Bumi yang memiliki amplitudo sekitar 20 km (gunung tertinggi - 8-9 km, depresi air dalam - 10-11 km) . Agak lebih dekat dengan sosok geometris kompleks Bumi adalah geoid. Permukaan laut diambil sebagai permukaan geoid, secara mental diperpanjang di bawah benua sedemikian rupa sehingga pada titik mana pun di atasnya arah gravitasi (garis tegak lurus) akan tegak lurus terhadap permukaan ini. Kami memiliki kebetulan terbesar dari sosok Bumi dengan geoid di lautan. Benar, perubahan terakhir menunjukkan bahwa ada penyimpangan hingga 20 m di wilayah perairan (di darat, penyimpangan mencapai ± 100-150 m).
Sebagai aturan, ketika mempelajari posisi Bumi, lingkungan planet lain di tata surya dan strukturnya, planet ini dianggap bersama dengan Bulan dan sistem Bumi-Bulan disebut planet ganda, karena ukurannya yang relatif besar. massa Bulan.
Bulan, satu-satunya satelit alami Bumi, bergerak mengelilingi planet kita dalam orbit elips pada jarak rata-rata 384-103 km. Itu jauh lebih dekat ke Bumi daripada benda langit lainnya, sehingga langkah pertama dalam ilmu planet komparatif terkait dengan studi Bulan. Dalam beberapa tahun terakhir, berkat keberhasilan penelitian ruang angkasa, material yang signifikan telah terakumulasi pada relief dan strukturnya. Stasiun otomatis Soviet dan astronot Amerika mengirimkan tanah bulan ke Bumi. Kami memiliki foto-foto terperinci dari sisi Bulan yang terlihat dan tidak terlihat, yang menjadi dasar penyusunan peta tektoniknya. Di permukaan Bulan, daerah yang relatif rendah dibedakan, yang disebut "laut", diisi dengan batuan beku seperti basal. Zona bantuan gunung ("benua") dikembangkan secara luas, yang terutama berlaku di sisi jauh Bulan. Fitur utama permukaannya diciptakan oleh proses magmatik. Relief Bulan dihiasi dengan kawah, dan banyak di antaranya adalah hasil jatuhnya meteorit. Secara umum, wajah Bulan dicirikan oleh asimetri dalam susunan "laut" dan "benua", yang juga diamati di Bumi. Relief Bulan dipengaruhi oleh meteorit, fluktuasi suhu selama hari lunar, dan radiasi kosmik. Data seismik menunjukkan bahwa Bulan memiliki struktur berlapis. Memiliki kerak setebal 50-60 km, di bawahnya hingga kedalaman 1000 km terdapat mantel. Usia batuan bulan adalah 4,5-109 tahun, yang memungkinkan kita untuk menganggapnya seusia dengan planet kita. Mineral mendominasi dalam komposisi tanah bulan: piroksen, plagioklas, olivin, ilmenit, dan batuan jenis anorthosite adalah karakteristik "tanah". Semua komponen ini ditemukan di Bumi. Diameter Bulan adalah 3476 km, massanya 81 kali lebih kecil dari massa Bumi. Tidak ada unsur berat di perut Bulan - kerapatan rata-ratanya adalah 3,34 g / cm3, percepatan gravitasi 6 kali lebih kecil daripada di Bumi. Tidak ada hidrosfer dan atmosfer di Bulan.
Setelah berkenalan dengan Bulan, kita beralih ke kisah Merkurius. Ini adalah planet terdekat dengan Matahari dan memiliki orbit elips yang sangat memanjang. Diameter Merkurius 2,6 kali lebih kecil dari bumi, 1,4 kali lebih besar dari bulan dan 4880 km. Kepadatan planet - 5,44 g/cm3 - mendekati kerapatan Bumi. Merkurius berputar di sekitar porosnya dalam 58,65 hari Bumi dengan kecepatan 12 km per jam di khatulistiwa, dan periode rotasi mengelilingi Matahari adalah 88 hari kita. Suhu di permukaan planet mencapai +415 °C di daerah yang diterangi matahari dan turun hingga -123°C di sisi bayangan. Karena kecepatan rotasi yang tinggi, Merkurius memiliki atmosfer yang sangat langka. Planet ini adalah bintang yang terang, tetapi tidak mudah untuk melihatnya di langit. Faktanya adalah, berada di dekat Matahari,
Beras. 2. Foto-foto planet terestrial dan satelitnya yang diperoleh dari stasiun otomatis antarplanet seperti "Zond", "Mariner", "Venus", "Voyager": I - Earth; 2 - Deimos; 3 - Phobos; 4 - Merkuri; 5 - Mars; 6 - Venus; 7 - Luia.
Merkuri selalu terlihat di dekat piringan matahari. Hanya 6-7 tahun yang lalu, sangat sedikit yang diketahui tentang permukaan Merkurius, karena pengamatan teleskopik dari Bumi memungkinkan untuk membedakannya hanya objek cincin individu dengan diameter hingga 300 km. Data baru di permukaan Merkurius diperoleh dengan menggunakan stasiun luar angkasa Amerika Mariner 10, yang terbang di dekat Merkurius dan mengirimkan gambar televisi planet tersebut ke Bumi. Stasiun itu memotret lebih dari setengah permukaan planet. Berdasarkan foto-foto ini, peta geologi Merkurius disusun di Uni Soviet. Ini menunjukkan distribusi formasi struktural, usia relatifnya dan memungkinkan untuk mengembalikan urutan perkembangan bantuan Merkurius. Dengan mempelajari gambar-gambar permukaan planet ini, seseorang dapat menemukan analogi dalam struktur Bulan dan Merkurius. Bentang alam Merkurius yang paling banyak adalah kawah, lingkaran, cekungan besar berbentuk oval, "teluk" dan "laut". Misalnya, "laut" Zhara memiliki diameter 1300 km. Pada struktur cincin dengan diameter lebih besar dari 130 km, struktur lereng bagian dalam dan dasar terlihat jelas. Beberapa di antaranya dibanjiri oleh aliran lava vulkanik yang lebih muda. Selain struktur cincin asal meteorit, gunung berapi telah ditemukan di Merkurius. Yang terbesar dari mereka - Mauna Loa - memiliki diameter dasar 110 km, dan diameter kaldera puncak adalah 60 km. Di Merkurius, sistem patahan dalam dikembangkan - retakan
kita. Dalam relief, mereka sering dinyatakan sebagai tepian yang membentang puluhan dan ratusan kilometer. Ketinggian tepian adalah dari beberapa meter hingga tiga kilometer. Mereka, sebagai suatu peraturan, memiliki bentuk melengkung dan berliku-liku, menyerupai tusukan bumi. Diketahui bahwa gaya dorong terjadi dalam kondisi kompresi, sehingga sangat mungkin Merkurius dalam kondisi kompresi yang kuat. Mungkin, gaya tekan memainkan peran tertentu ke arah tepian ini. Kondisi geodinamika serupa juga ada di masa lalu di Bumi.
Planet kedua dalam urutan dari Matahari adalah Venus, terletak pada jarak 108,2-10 km darinya. Orbitnya hampir melingkar, jari-jari planet adalah 6050 km, kepadatan rata-rata adalah 5,24 g/cm3. Berbeda dengan Merkurius, sangat mudah untuk menemukannya. Dalam hal kecemerlangan, Venus adalah termasyhur ketiga di langit, jika yang pertama adalah Matahari, dan yang kedua adalah Bulan. Ini adalah benda angkasa besar terdekat dengan kita setelah Bulan. Oleh karena itu, nampaknya kita harus mengetahui secara detail struktur permukaan planet tersebut. Sebenarnya tidak. Atmosfer padat Venus, dengan ketebalan sekitar 100 km, menyembunyikan permukaannya dari kita, sehingga tidak tersedia untuk pengamatan langsung. Apa yang ada di bawah tutupan awan ini? Pertanyaan-pertanyaan ini selalu menarik minat para ilmuwan. Selama dekade terakhir, para ilmuwan telah menerima jawaban atas banyak pertanyaan ini. Studi permukaan Venus dilakukan dengan dua cara - dengan bantuan kendaraan turun ke permukaan planet dan dengan bantuan metode radar (dari satelit buatan Venus dan menggunakan teleskop radio berbasis darat). Pada tanggal 22 dan 25 Oktober, kendaraan keturunan Venera-9 dan Venera-10 mengirimkan gambar panorama permukaan Venus untuk pertama kalinya. AMS "Venera-9, 10" menjadi satelit buatan Venus. Pemetaan radar dilakukan oleh pesawat ruang angkasa Amerika "Pioneer - Venus". Ternyata struktur Venus kurang lebih sama dengan struktur Bulan, Mars. Struktur cincin dan retakan serupa telah ditemukan di Venus. Relief sangat dibedah, yang menunjukkan aktivitas proses, batuannya dekat dengan basal. Venus praktis tidak memiliki medan magnet, ia 3000 kali lebih lemah dari bumi.
Tetangga terdekat Bumi dari sisi yang berlawanan dengan Matahari adalah Mars. Ini dapat dengan mudah ditemukan di langit karena warnanya yang merah. Mars yang terletak pada jarak dari Matahari 206,7-10° km pada perigee dan 227,9-106 km pada apogee, memiliki orbit yang memanjang. Jarak dari Bumi ke Mars sangat bervariasi dari 400-10 ° km hingga 101,2-106 km selama oposisi besar. Mars mengelilingi Matahari dalam 687 hari, dan harinya berlangsung 24 jam 33 menit 22 detik. Sumbu planet ini condong ke bidang orbit sebesar 23,5°, oleh karena itu, seperti di Bumi, Mars memiliki zonalitas iklim. Mars setengah ukuran Bumi, jari-jarinya di sepanjang khatulistiwa adalah 3394 km, jari-jari kutub kurang dari 30-50 km. Kepadatan planet ini adalah 3,99 g/cm3, gaya gravitasinya 2,5 kali lebih kecil daripada di Bumi. Iklimnya lebih dingin daripada Bumi: suhunya hampir selalu di bawah 0 °, kecuali di zona khatulistiwa, yang mencapai +220C. Di Mars, seperti di Bumi, ada dua kutub: utara dan selatan. Ketika yang satu adalah musim panas, yang lain adalah musim dingin.
Terlepas dari keterpencilannya, dalam hal tingkat studi, Mars mendekati Bulan. Dengan bantuan stasiun otomatis Soviet "Mars" dan stasiun Amerika "Mariner" dan "Viking", studi sistematis tentang playet dilakukan. Berdasarkan foto-foto permukaan Mars, peta geomorfologi dan tektonik planet ini disusun. Mereka menyoroti area "benua" dan "samudera", yang berbeda tidak hanya dalam morfologi relief, tetapi, seperti di Bumi, dalam struktur kerak. Secara umum, permukaan Mars memiliki struktur asimetris, sebagian besar ditempati oleh "laut", seperti planet terestrial lainnya, penuh dengan kawah. Asal usul kawah ini dikaitkan dengan pemboman meteorit yang intens di permukaan. Gunung berapi besar ditemukan di atasnya, yang terbesar - Olympus - memiliki ketinggian 27 km. Di antara struktur linier, yang paling ekspresif adalah lembah keretakan, yang membentang ribuan kilometer. Sesar besar, seperti parit yang dalam, mengobrak-abrik struktur "benua" dan "samudera". Kulit atas planet ini diperumit oleh sistem sesar ortogonal dan diagonal yang membentuk struktur balok. Formasi termuda di relief Mars adalah lembah erosi dan bentuk bergerigi. Proses pelapukan berlangsung secara intensif di permukaan.
Ditemukan pada tahun 1930, planet Pluto adalah planet terjauh di tata surya. Jaraknya maksimal dari Matahari pada 5912-106 km. dan mendekati 4425-10 km. Pluto sangat berbeda dari planet-planet raksasa dan ukurannya hampir sama dengan planet-planet terestrial. Informasi tentangnya tidak lengkap, dan bahkan teleskop paling kuat pun tidak memberikan gambaran tentang struktur permukaannya (lihat Tabel 1).
Kami telah mempertimbangkan beberapa karakteristik planet terestrial. Bahkan tinjauan sepintas mengungkapkan persamaan dan perbedaan di antara mereka. Fakta mengatakan bahwa Merkurius berkembang menurut hukum yang sama dengan Bulan kita. Banyak fitur struktur relief Merkurius adalah karakteristik Mars, Venus, dan Bumi. Menariknya, melihat Bumi dari luar angkasa juga menunjukkan perkembangan luas struktur cincin dan garis di planet kita. Sifat beberapa struktur cincin dikaitkan dengan "bekas luka" meteorit. Tentu saja, tahapan perkembangan struktural planet tidak sama. Namun inilah yang membuat perbandingan planetologi menjadi menarik, karena dengan mempelajari relief, komposisi material, dan struktur tektonik kulit bagian atas planet lain, kita dapat mengungkap lembaran sejarah kuno planet kita dan menelusuri perkembangannya. Seiring dengan planet terestrial, planet raksasa - Jupiter, Saturnus, Uranus dan Neptunus - juga sedang dipelajari. Mereka dalam banyak hal mirip satu sama lain dan sangat berbeda dari planet terestrial (lihat Tabel 1). Massa mereka jauh lebih tinggi daripada Bumi, dan kepadatan rata-rata mereka, sebaliknya, lebih rendah. Planet-planet ini memiliki jari-jari yang besar dan berputar cepat di sekitar porosnya. Planet-planet raksasa masih kurang dipahami. Kesulitan mempelajarinya dikaitkan dengan jarak yang sangat jauh dari Bumi. Dalam mempelajari planet raksasa, hasil yang paling menarik
memberikan stasiun antarplanet otomatis. Ternyata planet-planet ini sangat aktif. Baru-baru ini, foto-foto detail Jupiter dan satelitnya diperoleh dari stasiun Voyager Amerika. Eksplorasi planet terus berlanjut.
PANDANGAN UMUM TENTANG STRUKTUR BUMI
Salah satu sifat paling khas dari dunia adalah heterogenitasnya. Ini terdiri dari cangkang konsentris. Cangkang bumi dibagi menjadi eksternal dan internal. Eksternal meliputi atmosfer dan hidrosfer; internal - kerak bumi, berbagai lapisan mantel dan inti. Kerak bumi adalah yang paling banyak dipelajari dan merupakan cangkang tipis yang sangat rapuh. Ini memiliki tiga lapisan. Bagian atas, sedimen, terdiri dari pasir, batupasir, lempung, batugamping, yang dihasilkan dari penghancuran mekanis, kimiawi dari batuan yang lebih tua, atau sebagai akibat dari aktivitas vital organisme. Kemudian muncul lapisan granit, dan di dasar kerak terletak lapisan basal. Nama-nama lapisan kedua dan ketiga selalu diberi tanda kutip, karena mereka hanya membuktikan dominasi batuan di dalamnya, yang sifat fisiknya dekat dengan basal dan granit.
Fitur paling khas dari struktur modern Bumi adalah asimetrinya: satu belahan bumi adalah samudera, yang lain adalah benua. Benua dan depresi lautan adalah elemen tektonik terbesar dari kerak bumi. Mereka dibatasi oleh lereng benua. Di bawah lautan, kerak bumi tipis, tidak ada lapisan "granit", dan di balik sedimen tipis ada lapisan "basal" setebal 10 km.
Di bawah benua, ketebalan kerak bumi meningkat karena lapisan "granit", serta pertumbuhan ketebalan lapisan "basal" dan sedimen. Mencapai ketebalan terbesarnya - 50-70 km - di tempat-tempat sistem gunung modern. Di daerah datar, kerak bumi jarang melebihi 40 km. Benua memiliki struktur yang lebih kompleks. Mereka dapat dibagi menjadi inti kuno - platform dengan ruang bawah tanah Archean-Lower Proterozoic - dan sabuk lipat yang membingkainya, yang berbeda dalam struktur dan waktu pembentukan kerak bumi (Gbr. 3). Platform kuno adalah area kerak bumi yang stabil dan tidak aktif, di mana permukaan rata dari fondasi ditutupi dengan batuan sedimen dan vulkanik. Sepuluh platform kuno dibedakan di benua. Yang terbesar adalah Afrika, meliputi hampir seluruh daratan dan terletak di tengah belahan bumi kontinental. Ada enam platform di Eurasia: Eropa Timur, Siberia, Hindustan, Sino-Korea, Cina Selatan, dan Indo-Sinai. Inti dari daratan Amerika Utara adalah platform Amerika Utara, yang meliputi Greenland dan Pulau Baffin. Platform kuno Amerika Selatan yang luas berpartisipasi dalam struktur geologis Amerika Selatan. Bagian barat daratan Australia ditempati oleh platform kuno. Bagian tengah dan timur Antartika juga merupakan platform. Massa benua ini dikelompokkan ke dalam sabuk meridional yang dipisahkan oleh depresi samudera. Menurut struktur dan sejarah perkembangan geologi, benua menunjukkan kesamaan besar dalam arah garis lintang. Sabuk utara benua menonjol, berbatasan dengan Samudra Arktik, ini termasuk inti kuno benua Amerika Utara dan Eurasia. Sejajar dengan sabuk ini, tetapi di belahan bumi selatan, sabuk garis lintang Amerika Selatan, Afrika, Arab, Hindustan, dan Australia membentang. Di selatan, ia memberi jalan ke sabuk samudera Samudra Selatan, yang berbatasan dengan platform Antartika.
Inti platform kuno dipisahkan oleh sabuk geosinklinal bergerak, yang terdiri dari wilayah geosinklinal. Para ilmuwan membedakan lima sabuk besar: Pasifik, Mediterania, Ural-Mongolia, Atlantik, dan Arktik (lihat Gambar 3).
Sabuk bergerak terbesar adalah Pasifik. Surga barat setengahnya membentang di sepanjang pinggiran Asia dan Australia dan dibedakan oleh lebarnya yang sangat besar - hingga 4000 km. Bagian penting dari sabuk terus berkembang secara aktif. Saat ini, di sinilah terdapat daerah vulkanisme yang intens dan gempa bumi yang kuat. Bagian timur dari sabuk Pasifik relatif sempit (hingga 160 (3 km) lebar), terutama ditempati oleh struktur pegunungan Cordilleras dari benua Amerika dan Antartika Andes.Sabuk Mediterania juga merupakan salah satu yang terbesar; sabuk bergerak Bumi Ini paling sepenuhnya diekspresikan di Mediterania, di Tengah dan Timur Tengah, di mana ia mencakup struktur penyimpanan gunung Krimea, Kaukasus, Turki, Iran, Afghanistan, bergabung dengan sabuk Pasifik melalui Himalaya dan Indonesia.
Sabuk Ural-Mongolia membentuk busur besar, cembung ke selatan. Di wilayah Laut Aral dan Tien Shan, bersentuhan dengan sabuk Mediterania, di utara, di wilayah Novaya Zemlya, dengan sabuk Arktik, dan di timur, di wilayah Laut Okhotsk , dengan sabuk Pasifik (lihat Gambar 3).
Jika kita memplot sabuk bergerak benua di peta dan memasukkan sistem pegunungan lautan di dalamnya, maka, dengan pengecualian Samudra Pasifik, kita akan mendapatkan kisi-kisi sabuk latitudinal, di mana sel-selnya memiliki inti benua kuno berada. Dan jika kita memiliki kesempatan untuk melihat Bumi kita melalui teleskop dari planet lain, kita akan melihat daerah isometrik besar yang dipisahkan oleh saluran linier misterius, yaitu, seperti inilah tampilan Mars bagi kita baru-baru ini. Tentu saja, baik saluran Mars, dan sabuk gunung yang terlipat di Bumi, dan blok isometrik memiliki struktur yang sangat kompleks, heterogen, dan sejarah perkembangan yang panjang.
Untuk sabuk geosinklinal, akumulasi lapisan sedimen yang tebal (hingga 25 km), gerakan vertikal dan horizontal, perkembangan luas proses magmatik, aktivitas seismik dan vulkanik adalah tipikal. Bebatuan di sini sangat terdeformasi, berlipat-lipat, dan reliefnya terbelah dengan tajam. Elemen karakteristik struktur sabuk geosinklinal adalah sesar yang memisahkan struktur lipatan. Sesar terbesar memiliki panjang beberapa ribu kilometer dan berakar di mantel, hingga kedalaman 700 km. Studi terbaru menunjukkan bahwa kesalahan sangat menentukan pengembangan struktur platform.
Selain formasi linier, struktur cincin menempati tempat yang signifikan dalam struktur kerak bumi. Mereka sangat berbeda dalam skala dan asalnya, misalnya, depresi raksasa Samudra Pasifik, yang menempati hampir setengah dari planet ini, dan puncak miniatur kerucut gunung berapi aktif dan telah lama punah. Sejumlah besar struktur cincin yang berbeda sekarang dikenal di Bumi. Mungkin, pada tahap awal perkembangan Bumi, ada lebih banyak struktur seperti itu, tetapi karena proses geologis permukaan yang intensif, jejaknya telah hilang. Selama sejarah panjang perkembangan geologi, dan memiliki sekitar 4,5 109 tahun, rencana struktural planet kita secara bertahap dibuat dan dibangun kembali. Wajah modern Bumi adalah hasil dari proses geologis di masa lalu yang relatif baru. Jejak proses kuno dilestarikan dalam batuan, mineral, struktur, yang studinya memungkinkan kita untuk menciptakan kembali kronik sejarah geologis.
Jika kita secara singkat mendefinisikan tugas ahli geologi, maka itu bermuara pada studi tentang komposisi material Bumi dan evolusinya sepanjang sejarah perkembangan geologis. Dengan kata lain, seorang ahli geologi harus mengetahui komposisi, sifat-sifat materi, pengaturan spasialnya, dan batasannya pada struktur geologi tertentu. Struktur dan komposisi interior bumi dipelajari dengan banyak metode (Gbr. 4). Salah satunya adalah studi langsung batuan di singkapan alam, serta di tambang dan lubang bor.
Di dataran, Anda dapat mengetahui komposisi lapisan geologis yang terletak di kedalaman hanya puluhan meter. Di pegunungan, di sepanjang lembah sungai, di mana air menembus punggung bukit yang kuat, kami sudah melihat pada kedalaman 2-3 km. Sebagai akibat dari penghancuran struktur gunung, bebatuan dari perut yang dalam muncul di permukaan. Oleh karena itu, pelajarilah mereka; seseorang dapat menilai struktur kerak bumi pada kedalaman 15-20 km. Komposisi massa yang terletak jauh dapat dinilai dari zat yang dikeluarkan selama letusan gunung berapi, yang muncul dari kedalaman puluhan dan ratusan kilometer. Mereka memungkinkan Anda untuk melihat ke dalam perut Bumi dan tambang, tetapi dalam kebanyakan kasus kedalamannya tidak melebihi 1,5-2,5 km. Tambang terdalam di Bumi terletak di India Selatan. Kedalamannya 3187 m. Ratusan ribu sumur dibor oleh ahli geologi. Sumur individu mencapai kedalaman 8-9 km. Misalnya, sumur Bert-Rogers, yang terletak di Oklahoma (AS), memiliki tanda 9583 m.Sebuah sumur di Semenanjung Kola mencapai rekor kedalaman 10.000 m. Namun, jika kita membandingkan angka-angka yang diberikan dengan jari-jari planet kita (R = 6371 km), kita dapat dengan mudah melihat betapa terbatasnya pandangan kita ke perut bumi. Oleh karena itu, kata penentu dalam studi struktur dalam termasuk metode penelitian geofisika. Mereka didasarkan pada studi tentang bidang fisik Bumi yang dibuat secara alami dan buatan. Ada lima metode geofisika utama: seismik, gravimetri, magnetometri, elektrometri, dan termometrik. ^ Metode seismik memberikan informasi paling banyak. Esensinya adalah untuk mencatat osilasi yang dibuat atau terjadi secara artifisial selama gempa bumi, yang merambat ke segala arah dari sumbernya, termasuk jauh ke dalam Bumi. Gelombang seismik, setelah bertemu dalam perjalanannya dengan batas-batas media dengan kepadatan yang berbeda, sebagian dipantulkan. Sinyal yang dipantulkan dari antarmuka yang lebih dalam tiba di pengamat dengan beberapa penundaan. Memperhatikan sinyal yang masuk secara berurutan dan mengetahui kecepatan rambat gelombang, kita dapat membedakan cangkang dengan kepadatan berbeda di perut Bumi.
Metode gravimetri mempelajari distribusi gravitasi di permukaan, yang disebabkan oleh perbedaan densitas batuan yang terletak di dalam Bumi. Penyimpangan besaran gravitasi disebabkan oleh heterogenitas batuan di kerak bumi. Peningkatan medan gravitasi (anomali positif) dikaitkan dengan terjadinya batuan yang lebih padat di kedalaman, terkait dengan intrusi dan pendinginan magma pada strata sedimen yang kurang padat. Anomali negatif menunjukkan adanya batuan yang kurang padat, seperti garam batu. Jadi, dengan mempelajari medan gravitasi, kita memiliki kesempatan untuk menilai struktur internal Bumi.
Planet kita adalah magnet besar dengan medan magnet di sekitarnya. Diketahui bahwa batuan memiliki kemampuan magnetisasi yang berbeda-beda. Batuan beku yang dihasilkan dari pembekuan magma, misalnya, lebih aktif secara magnetis daripada batuan sedimen, karena mengandung sejumlah besar elemen feromagnetik (besi, dll.). Oleh karena itu, batuan beku menciptakan medan magnetnya sendiri, yang dicatat oleh instrumen. Berdasarkan ini, peta medan magnet disusun, yang digunakan untuk menilai komposisi material kerak bumi. Ketidakhomogenan struktur geologi menyebabkan ketidakhomogenan medan magnet.
Metode elektrometri didasarkan pada pengetahuan tentang kondisi aliran arus listrik melalui batuan. Inti dari metode ini adalah bahwa batuan memiliki sifat listrik yang berbeda, sehingga perubahan sifat medan listrik dikaitkan dengan perubahan komposisi batuan atau sifat fisiknya.
Metode termometrik didasarkan pada sifat-sifat medan termal planet kita, yang muncul sebagai akibat dari proses internal di perut Bumi. Di tempat-tempat dengan aktivitas tektonik tinggi, misalnya, di mana gunung berapi aktif, aliran panas dari kedalaman signifikan. Di daerah yang secara tektonik tenang, medan termal akan mendekati normal. Setiap anomali medan termal menunjukkan kedekatan sumber panas dan aktivitas proses geokimia di perut Bumi.
Seiring dengan metode geofisika untuk mempelajari struktur dalam dan. komposisi bumi yang banyak digunakan metode geokimia. Dengan bantuan mereka, keteraturan distribusi unsur-unsur kimia di Bumi, distribusinya, dan usia mutlak mineral dan batuan ditentukan. Mengetahui waktu paruh unsur radioaktif, kita dapat menentukan dengan jumlah produk peluruhan berapa tahun telah berlalu sejak pembentukan mineral atau batuan.
Metode jarak jauh mencakup seluruh rangkaian penelitian, yang dilakukan dari pesawat terbang dan pesawat ruang angkasa. Dasar fisik dari metode penelitian jarak jauh adalah radiasi atau refleksi gelombang elektromagnetik oleh benda-benda alam. Citra udara atau ruang angkasa adalah distribusi spasial bidang kecerahan dan warna objek alam. Subjek homogen memiliki kecerahan dan warna yang sama pada gambar.
Dengan menggunakan citra udara dan satelit, ahli geologi mempelajari fitur struktural daerah tersebut, kekhasan distribusi batuan, dan membangun hubungan antara relief dan struktur dalamnya. Metode penginderaan jauh, baik berbasis aero dan luar angkasa, telah menjadi mapan dalam praktik dan, bersama dengan metode lain, membentuk gudang peneliti modern.
FITUR RADIASI PERMUKAAN BUMI
Karakteristik utama dari radiasi elektromagnetik permukaan bumi adalah frekuensi osilasi elektromagnetik. Mengetahui kecepatan rambat cahaya, seseorang dapat dengan mudah menghitung ulang frekuensi radiasi dengan panjang gelombang elektromagnetik.
Osilasi elektromagnetik memiliki rentang panjang gelombang yang lebar. Jika kita beralih ke spektrum osilasi elektromagnetik, maka
Anda dapat melihat bahwa rentang yang terlihat hanya menempati area kecil dengan panjang gelombang X = 0; 38-0,76 mikron. Radiasi yang terlihat dengan panjang gelombang yang berbeda dirasakan oleh mata sebagai sensasi cahaya dan warna.
Meja 2
Dalam interval ini, sensitivitas mata dan instrumen optik lainnya tidak sama dan ditentukan oleh fungsi sensitivitas spektral mata manusia. Nilai maksimum fungsi visibilitas mata manusia sesuai dengan panjang gelombang
A. \u003d 0,556 mikron, yang sesuai dengan warna kuning-hijau dari bagian spektrum yang terlihat. Pada panjang gelombang di luar kisaran ini, mata manusia dan perangkat optik serupa tidak merespons gelombang elektromagnetik, atau, seperti yang mereka katakan, koefisien visibilitas adalah 0.
Di sebelah kanan rentang yang terlihat (dalam arah kenaikan) adalah rentang radiasi inframerah 0,76-1000 mikron, diikuti oleh rentang gelombang radio dari rentang ultrashort, shortwave dan longwave. Di sebelah kiri rentang yang terlihat (dalam arah penurunan) adalah rentang radiasi ultraviolet, yang digantikan oleh sinar-X dan rentang gamma (Gbr. 5).
Dalam kebanyakan kasus, benda nyata memancarkan energi dalam rentang spektral yang luas. Metode penelitian jarak jauh didasarkan pada studi tentang radiasi permukaan bumi dan radiasi pantul dari sumber eksternal dalam berbagai rentang. Sumber iradiasi eksternal Bumi yang paling aktif adalah Matahari. Penting bagi peneliti untuk mengetahui di bagian spektrum mana radiasi terbesar dari objek yang diteliti terkonsentrasi. Kurva "radiasi termal, yang mencirikan distribusi energi radiasi benda yang dipanaskan, memiliki maksimum, semakin jelas, semakin tinggi suhunya. Ketika suhu meningkat, panjang gelombang yang sesuai dengan spektrum maksimum bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih pendek. Kami mengamati pergeseran radiasi menuju gelombang pendek ketika warna benda panas berubah tergantung pada suhu. Pada suhu kamar, hampir semua radiasi berada di wilayah inframerah (wilayah IR) dari spektrum. Saat suhu naik, radiasi yang terlihat mulai muncul. Awalnya, ia jatuh di bagian merah spektrum, akibatnya objek tampak merah. Ketika suhu naik ke 6000 ° K, yang sesuai dengan suhu permukaan Matahari, radiasi didistribusikan sedemikian rupa sehingga kesan warna putih tercipta.
Fluks radiasi total mengalami perubahan signifikan terkait dengan penyerapan dan hamburan energi radiasi oleh atmosfer.
Dalam atmosfer transparan, radiasi inframerah dan gelombang mikro menyebar jauh lebih lemah daripada radiasi sinar tampak dan ultraviolet. Dalam rentang yang terlihat, hamburan bagian biru-ungu dari spektrum terlihat, sehingga pada siang hari dalam cuaca tak berawan langit berwarna biru, dan saat matahari terbit dan terbenam berwarna merah.
Selain hamburan, ada juga penyerapan radiasi di bagian panjang gelombang pendek dari spektrum. Redaman radiasi yang ditransmisikan tergantung pada panjang gelombang. Bagian ultravioletnya hampir sepenuhnya diserap oleh oksigen atmosfer dan ozon. Di bagian spektrum gelombang panjang (inframerah), pita penyerapan disebabkan oleh adanya uap air dan karbon dioksida; "jendela transparansi" digunakan untuk pengamatan. Karakteristik optik atmosfer, redaman dan hamburan bervariasi dengan musim dan garis lintang. Misalnya, jumlah utama uap air terkonsentrasi di atmosfer yang lebih rendah, dan konsentrasinya di dalamnya tergantung pada garis lintang, ketinggian, musim, dan kondisi meteorologi setempat.
Dengan demikian, penerima radiasi yang dipasang di pesawat terbang atau laboratorium ruang angkasa secara bersamaan mencatat radiasi permukaan (intrinsik dan pantulan), dilemahkan oleh atmosfer, dan radiasi kabut atmosfer (hamburan ganda).
Keberhasilan pengamatan jarak jauh permukaan bumi dari pesawat satelit sangat tergantung pada pilihan yang tepat dari bagian spektrum osilasi elektromagnetik di mana efek selubung gas pada radiasi bumi minimal.
Beras. 5. Spektrum osilasi elektromagnetik.
BAB II. SURVEI GEOLOGI DARI ORBIT
JENIS KENDARAAN RUANG ANGKASA.
FITUR INFORMASI GEOLOGI DARI ORBIT YANG BERBEDA
Gudang besar teknologi luar angkasa digunakan untuk mempelajari struktur geologis planet kita. Ini termasuk roket penelitian ketinggian tinggi (HR), stasiun antarplanet otomatis (AMS), satelit Bumi buatan (AES), pesawat ruang angkasa berawak (PCS) dan stasiun orbital jangka panjang (DOS). Pengamatan dari luar angkasa, sebagai suatu peraturan, dilakukan dari tiga tingkat, yang secara kondisional dapat dibagi menjadi rendah, sedang, tinggi. Dari tingkat orbit rendah (ketinggian orbit hingga 500 km) pengamatan dilakukan dari satelit VR, PKK. Roket ketinggian memungkinkan untuk mendapatkan gambar di atas area seluas 0,5 juta km2. Mereka diluncurkan ke ketinggian 90 hingga 400 km dan memiliki orbit parabola, dan peralatan kembali ke Bumi dengan parasut. Pesawat ruang angkasa orbit rendah termasuk PKK dan DOS dari jenis Soyuz dan Salyut, satelit dari jenis Kosmos terbang di orbit sublatitudinal pada ketinggian hingga 500 km. Gambar yang dihasilkan dicirikan oleh informasi berkualitas tinggi. Pesawat ruang angkasa orbit menengah termasuk IS dengan ketinggian penerbangan 500-1500 km. Ini adalah satelit Soviet dari sistem Meteor, Landsat Amerika, dan lainnya yang beroperasi dalam mode otomatis dan dengan cepat mengirimkan informasi ke Bumi melalui saluran radio. Perangkat ini memiliki orbit dekat kutub dan digunakan untuk mensurvei seluruh permukaan dunia (Gbr. 6).
Untuk mendapatkan gambar permukaan dengan skala yang sama dan kemudahan bingkai docking antara satu sama lain, orbit satelit harus dekat dengan lingkaran. Dengan memvariasikan ketinggian penerbangan satelit, serta sudut kemiringan orbit; adalah mungkin untuk meluncurkan satelit ke dalam apa yang disebut orbit sinkron matahari, menembak dari mana memungkinkan Anda untuk terus-menerus mensurvei permukaan bumi pada waktu yang sama sepanjang hari. Satelit "Meteor" dan satelit "Landsat" diluncurkan ke orbit sinkron matahari.
Survei Bumi dari orbit yang berbeda memungkinkan untuk mendapatkan gambar dari skala yang berbeda. Berdasarkan visibilitas, mereka dibagi menjadi empat jenis: global, regional, lokal dan rinci. Gambar global memberikan gambar dari seluruh bagian bumi yang diterangi. Mereka dapat membedakan kontur benua dan struktur geologi terbesar (Gbr. 7). Gambar regional mencakup area dari 1 hingga 10 juta km, membantu menguraikan struktur negara pegunungan, daerah dataran rendah, dan mengidentifikasi objek individu (Gbr. 8 a, b).
Beras. 7. Citra global Bumi; diterima dari dewan stasiun otomatis antarplanet Soviet "Zond-7". Ini menggambarkan Bumi dan tepi Bulan secara bersamaan. Jarak ke Bulan adalah 2 ribu km, jarak ke Bumi adalah 390 ribu km. Gambar menunjukkan belahan bumi timur, orang dapat membedakan Semenanjung Arab, Hindustan, zona terpisah dari benua Eurasia. Australia. Daerah perairan terlihat lebih gelap. Awan dibaca oleh phototone cahaya dan pola pusaran gambar.
Beras. 8. a - Citra satelit lokal taji barat Tien Shan, diperoleh dari stasiun Salyut-5 dari ketinggian 262 km. Menurut nada foto dan tekstur gambar, tiga zona dibedakan dalam foto. Jajaran pegunungan di bagian tengah dicirikan oleh fototon gelap, tekstur pola shagreen, di mana bentuk punggungan seperti sisir yang dibatasi oleh tepian curam dibedakan dengan jelas. Dari tenggara dan dari barat laut, pegunungan dibatasi oleh depresi antar gunung (Fergana dan Talas), yang sebagian besar memiliki pola mosaik gambar fotografi, karena keberadaan vegetasi yang melimpah. Jaringan sungai dan tepian curam terbatas pada sistem patahan, yang terbaca dalam bentuk fotoanomali linier,
Gambar lokal memungkinkan survei wilayah dari 100 ribu hingga 1 juta km2. Gambar detail memiliki sifat yang mirip dengan foto udara, meliputi area dari 10.000 hingga 100.000 km2. Masing-masing jenis citra satelit yang terdaftar memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Misalnya, visibilitas yang lebih besar memberikan skala yang berbeda dari berbagai bagian gambar karena kelengkungan Bumi. Distorsi ini sulit untuk diperbaiki bahkan dengan teknologi fotogrametri tingkat modern. Di sisi lain; ulasan yang bagus-
Beras. 8. b - Skema interpretasi geologis dari citra satelit: 1 - kompleks kuno; 2- depresi antar pegunungan; 3- kesalahan.
Kepadatan tinggi mengarah pada fakta bahwa detail kecil lanskap menghilang dan pola struktur bawah tanah yang menonjol ke permukaan planet menjadi terlihat. Oleh karena itu, tergantung pada tugas geologi tertentu, diperlukan seperangkat peralatan ilmiah yang optimal dan serangkaian gambar multi-skala.
KARAKTERISTIK METODE PENELITIAN
Selama survei geologis yang dilakukan dari pesawat terbang, pancaran atau pantulan gelombang elektromagnetik oleh benda-benda alam dicatat. Metode penginderaan jauh secara kondisional dibagi menjadi metode mempelajari Bumi secara kasat mata dan
Beras. 9. a Foto Danau Balkhash diambil dari stasiun Salyut-5 pada tahun 1976. Ketinggian foto adalah 270 km. Gambar menunjukkan bagian tengah danau. Dari selatan, delta Sungai Ili dengan banyak saluran kering mendekatinya. Di pantai selatan danau, beting terlihat, ditumbuhi semak alang-alang.
daerah spektrum inframerah dekat (pengamatan visual, fotografi, fotografi televisi) dan metode jangkauan spektrum elektromagnetik yang tidak terlihat (fotografi inframerah, fotografi radar, fotografi spektrometri, dll.). Mari kita membahas deskripsi singkat tentang metode ini. Penerbangan luar angkasa berawak telah menunjukkan bahwa, tidak peduli seberapa sempurna teknologinya, pengamatan visual tidak dapat diabaikan. Pengamatan Yu Gagarin dapat dianggap sebagai awal dari mereka. Kesan paling jelas dari kosmonot pertama adalah pemandangan Bumi asalnya dari luar angkasa: "Jajaran pegunungan, sungai besar, hutan besar, bintik-bintik pulau muncul dengan jelas ... Bumi senang dengan palet warna yang berair ...". Cosmonaut P. Popovich melaporkan: "Kota, sungai, gunung, kapal, dan objek lainnya terlihat jelas." Jadi, sudah dari penerbangan pertama menjadi jelas bahwa kosmonot dapat menavigasi dengan baik di orbit dan dengan sengaja mengamati benda-benda alam. Seiring waktu, program kerja astronot menjadi lebih rumit, penerbangan luar angkasa menjadi lebih lama dan lebih lama, informasi dari luar angkasa menjadi lebih dan lebih akurat dan terperinci.
Banyak astronot telah mencatat bahwa mereka melihat lebih sedikit objek di awal penerbangan daripada di akhir penerbangan. Jadi, kosmonot V. Sevastyanov
Dia mengatakan bahwa pada awalnya dia hampir tidak dapat membedakan apa pun dari ketinggian ruang, kemudian dia mulai memperhatikan kapal di lautan, kemudian kapal di tempat berlabuh, dan pada akhir penerbangan dia membedakan bangunan individu di daerah pesisir.
Sudah dalam penerbangan pertama, para astronot melihat dari ketinggian benda-benda yang secara teoritis tidak dapat mereka lihat, karena diyakini bahwa resolusi mata manusia sama dengan satu menit busur. Tetapi ketika orang mulai terbang ke luar angkasa, ternyata benda-benda terlihat dari orbit, yang luas sudutnya kurang dari satu menit. Kosmonot, yang memiliki hubungan langsung dengan Pusat Kendali Misi, dapat menarik perhatian peneliti di Bumi terhadap perubahan fenomena alam apa pun dan menunjuk objek survei, yaitu, peran peneliti kosmonot meningkat dalam pengamatan dinamika. proses. Apakah tinjauan visual penting untuk studi objek geologi? Bagaimanapun, struktur geologis cukup stabil, dan karenanya dapat difoto, dan kemudian diperiksa dengan tenang di Bumi.
Ternyata seorang peneliti kosmonot yang telah menjalani pelatihan khusus dapat mengamati objek geologis dari sudut yang berbeda, pada waktu yang berbeda dalam sehari, dan melihat detail individualnya. Sebelum penerbangan, para kosmonot secara khusus terbang dengan ahli geologi di pesawat terbang, memeriksa detail struktur objek geologi, mempelajari peta geologi dan gambar satelit.
Berada di luar angkasa dan melakukan pengamatan visual, astronot mengungkapkan objek geologi baru yang sebelumnya tidak diketahui dan detail baru dari objek yang diketahui sebelumnya.
Contoh-contoh yang diberikan menunjukkan nilai besar pengamatan visual untuk mempelajari struktur geologis Bumi. Namun, harus diingat bahwa mereka selalu mengandung unsur subjektivisme dan oleh karena itu harus didukung oleh data instrumental yang objektif.
Ahli geologi telah bereaksi dengan penuh minat terhadap foto-foto pertama yang dibawa kosmonot G. Titov ke Bumi. Apa yang menarik perhatian mereka dalam informasi geologi dari luar angkasa? Pertama-tama, mereka mendapat kesempatan untuk melihat struktur Bumi yang sudah diketahui dari tingkat yang sama sekali berbeda.
Selain itu, menjadi mungkin untuk memeriksa dan menautkan peta yang berbeda, karena struktur individu ternyata saling berhubungan pada jarak yang jauh, yang secara objektif dikonfirmasi oleh gambar luar angkasa. Juga menjadi mungkin untuk memperoleh informasi tentang struktur daerah-daerah yang sulit dijangkau di Bumi. Selain itu, ahli geologi telah mempersenjatai diri dengan metode ekspres yang memungkinkan mereka dengan cepat mengumpulkan materi tentang struktur bagian tertentu dari Bumi, untuk menguraikan objek studi yang akan menjadi kunci untuk pengetahuan lebih lanjut tentang perut planet kita.
Banyak "potret" planet kita dari luar angkasa kini telah dibuat. Bergantung pada orbit satelit buatan dan peralatan yang dipasang di atasnya, gambar Bumi diperoleh dalam berbagai skala. Diketahui bahwa gambar ruang yang berbeda
timbangan membawa informasi tentang berbagai struktur geologi. Oleh karena itu, ketika memilih skala gambar yang paling informatif, seseorang harus melanjutkan dari masalah geologi tertentu. Karena visibilitas yang tinggi, beberapa struktur geologis ditampilkan pada satu citra satelit sekaligus, yang memungkinkan untuk menarik kesimpulan tentang hubungan di antara mereka. Keuntungan menggunakan informasi ruang untuk geologi juga dijelaskan oleh generalisasi alami elemen lanskap. Karena itu, efek penyembunyian tanah dan tutupan vegetasi berkurang dan objek geologis “terlihat” lebih jelas pada citra satelit. Fragmen struktur terlihat pada foto-foto ruang berbaris di zona tunggal. Dalam beberapa kasus, gambar struktur yang terkubur dalam dapat ditemukan. Mereka tampaknya bersinar melalui endapan di atasnya, yang memungkinkan kita untuk berbicara tentang fluoroskopikitas gambar ruang angkasa tertentu. Fitur kedua dari survei dari luar angkasa adalah kemampuan untuk membandingkan objek geologi dengan perubahan harian dan musiman dalam karakteristik spektralnya. Perbandingan foto-foto dari area yang sama yang diambil pada waktu yang berbeda memungkinkan untuk mempelajari dinamika aksi proses geologis eksogen (eksternal) dan endogen (internal): air sungai dan laut, angin, vulkanisme, dan gempa bumi.
Saat ini, banyak pesawat ruang angkasa memiliki perangkat foto atau televisi yang mengambil gambar planet kita. Diketahui bahwa orbit satelit Bumi buatan dan peralatan yang dipasang di atasnya berbeda, yang menentukan skala gambar luar angkasa. Batas bawah pemotretan dari luar angkasa ditentukan oleh ketinggian orbit pesawat ruang angkasa, yaitu, ketinggian sekitar 180 km. Batas atas ditentukan oleh kemanfaatan praktis skala gambar dunia yang diperoleh dari stasiun antarplanet (puluhan ribu kilometer dari Bumi). Bayangkan sebuah struktur geologi difoto pada skala yang berbeda. Pada gambaran rinci, kita dapat melihatnya secara keseluruhan dan berbicara tentang detail struktur. Saat skala berkurang, struktur itu sendiri menjadi detail gambar, elemen penyusunnya. Garis besarnya akan sesuai dengan kontur gambar keseluruhan, dan kita akan dapat melihat hubungan objek kita dengan benda geologi lainnya. Memperkecil secara berurutan, Anda bisa mendapatkan gambar umum, di mana struktur kami akan menjadi elemen dari beberapa formasi geologis. Analisis gambar skala berbeda dari wilayah yang sama menunjukkan bahwa objek geologis memiliki sifat fotogenik, yang memanifestasikan dirinya dengan cara yang berbeda, tergantung pada skala, waktu, dan musim pemotretan. Sangat menarik untuk mengetahui bagaimana gambar suatu objek akan berubah dengan peningkatan generalisasi dan apa yang sebenarnya menentukan dan menekankan "potret" -nya. Sekarang kita memiliki kesempatan untuk melihat objek dari ketinggian 200.500, 1000 km atau lebih. Spesialis sekarang memiliki pengalaman yang cukup dalam mempelajari objek alam menggunakan foto udara yang diperoleh dari ketinggian 400 m hingga 30 km. Tetapi bagaimana jika semua pengamatan ini dilakukan secara bersamaan, termasuk pekerjaan lapangan? Kemudian kita akan dapat mengamati perubahan sifat fotogenik objek dari tingkat yang berbeda - dari permukaan hingga ketinggian kosmik. Saat memotret Bumi dari ketinggian yang berbeda, selain untuk informasi murni, tujuannya adalah untuk meningkatkan keandalan objek alam yang teridentifikasi. Pada gambar skala terkecil dari generalisasi global dan sebagian regional, objek terbesar dan paling jelas ditentukan. Citra skala menengah dan besar digunakan untuk memeriksa skema interpretasi, untuk membandingkan objek geologi pada citra satelit dan data yang diperoleh pada permukaan indikator. Hal ini memungkinkan spesialis untuk memberikan gambaran tentang komposisi material batuan yang muncul ke permukaan, untuk menentukan sifat struktur geologi, yaitu. e.mendapatkan bukti nyata sifat geologis formasi yang diteliti. Kamera fotografi yang beroperasi di luar angkasa adalah sistem pencitraan yang secara khusus diadaptasi untuk memotret dari luar angkasa. Skala foto yang dihasilkan bergantung pada panjang fokus lensa kamera dan tinggi pemotretan. Keunggulan utama fotografi adalah kandungan informasi yang tinggi, resolusi yang baik, sensitivitas yang relatif tinggi. Kelemahan fotografi luar angkasa termasuk sulitnya mentransmisikan informasi ke Bumi dan memotret hanya di siang hari.
Saat ini, sejumlah besar informasi ruang angkasa jatuh ke tangan para peneliti berkat sistem televisi otomatis. Peningkatan mereka telah mengarah pada fakta bahwa kualitas gambar mendekati foto luar angkasa dengan skala yang sama. Selain itu, gambar televisi memiliki sejumlah keunggulan: mereka memastikan transmisi informasi yang cepat ke Bumi melalui saluran radio; frekuensi pemotretan; merekam informasi video pada pita magnetik dan kemungkinan menyimpan informasi pada pita magnetik. Saat ini, dimungkinkan untuk menerima gambar televisi hitam-putih, berwarna dan multi-zona Bumi. Resolusi gambar televisi lebih rendah daripada gambar diam. Pembuatan film televisi dilakukan dari satelit buatan yang beroperasi dalam mode otomatis. Sebagai aturan, orbit mereka memiliki kemiringan besar ke khatulistiwa, yang memungkinkan untuk mencakup hampir semua garis lintang dengan survei.
Satelit sistem Meteor diluncurkan ke orbit dengan ketinggian 550-1000 km. Sistem televisinya menyala sendiri setelah matahari terbit di atas cakrawala, dan pencahayaan diatur secara otomatis karena perubahan iluminasi selama penerbangan. "Meteor" untuk satu revolusi mengelilingi Bumi dapat menghilangkan area yang luasnya kira-kira 8% dari permukaan bola dunia.
Dibandingkan dengan foto skala tunggal, foto televisi memiliki visibilitas dan generalisasi yang lebih besar.
Skala gambar televisi adalah dari 1: 6.000.000 hingga 1: 14.000.000, resolusi 0,8 - 6 km, dan area yang difilmkan berkisar dari ratusan ribu hingga satu juta kilometer persegi. Gambar berkualitas baik dapat diperbesar 2-3 kali tanpa kehilangan detail. Ada dua jenis pemotretan televisi - bingkai dan pemindai. Selama pemotretan bingkai, eksposur berurutan dari berbagai bagian permukaan dilakukan dan gambar ditransmisikan melalui saluran radio komunikasi ruang angkasa. Selama eksposur, lensa kamera membuat gambar pada layar peka cahaya yang dapat difoto. Selama pemotretan pemindai, gambar terbentuk dari pita terpisah (pemindaian), yang dihasilkan dari "melihat" area secara rinci oleh sinar melintasi pergerakan pembawa (pemindaian). Gerakan translasi media memungkinkan Anda untuk mendapatkan gambar dalam bentuk pita kontinu. Semakin detail gambar, semakin sempit petak pemotretan.
Gambar TV kebanyakan tidak menjanjikan. Untuk meningkatkan bandwidth penangkapan pada satelit sistem Meteor, pemotretan dilakukan oleh dua kamera televisi, yang sumbu optiknya menyimpang dari vertikal sebesar 19°. Dalam hal ini, skala gambar berubah dari garis proyeksi orbit satelit sebesar 5-15%, yang memperumit penggunaannya.
Gambar televisi memberikan sejumlah besar informasi, sehingga memungkinkan untuk menyoroti fitur regional dan global utama dari struktur geologis Bumi.
PAKAIAN BERWARNA DARI BUMI
Berkat sifat benda alam apa kita mendapatkan informasi tentang permukaan planet kita?
Pertama-tama, karena "garis warna" Bumi atau sifat reflektif tanah, vegetasi, singkapan batuan, dll. Dengan kata lain, warna memberi kita informasi primer dan dasar dari permukaan dan objek dangkal.
Pada awalnya, metode utama penginderaan jauh permukaan bumi adalah memotret pada film hitam-putih dan mentransmisikan gambar televisi hitam-putih. Struktur geologi, bentuk, ukuran dan distribusi spasial dipelajari dari foton dan garis geometris pola. Kemudian mereka mulai menggunakan film warna dan spektral-zonal, setelah menerima kesempatan untuk menggunakan warna sebagai fitur tambahan objek. Tetapi pada saat yang sama, persyaratan untuk bahan yang diperoleh dari luar angkasa meningkat, dan tugas yang harus diselesaikan menjadi lebih rumit.
Diketahui bahwa film berwarna memiliki tiga lapisan sensitif di tiga zona spektrum - biru, hijau dan merah. Membuat positif pada film tiga lapis dengan struktur serupa memungkinkan Anda mereproduksi aslinya dalam warna alami. Film spektrozonal juga memiliki tiga lapisan fotosensitif, tetapi, tidak seperti film berwarna, ia tidak memiliki lapisan biru, tetapi ada lapisan yang peka terhadap sinar inframerah. Oleh karena itu, sumber asli yang direproduksi dari film spektrum-zonal tanpa bagian biru dari spektrum memiliki warna yang terdistorsi (gambar warna semu). Tetapi spektrum radiasi benda-benda alam mengandung banyak karakteristik fraksional.
Oleh karena itu, dengan mengurangkan beberapa zona spektrum, kita akan menangkap perubahan paling halus pada gambar warna dan kecerahan objek yang tidak dapat ditangkap oleh film berwarna.
Dengan demikian, para spesialis datang dengan ide untuk memotret area yang sama pada waktu yang sama dalam warna yang berbeda, atau, seperti yang mereka katakan, di zona spektrum yang berbeda. Dengan pemotretan multi-zona seperti itu, selain gambar yang difoto dalam rentang spektrum yang sempit, dimungkinkan untuk membuat gambar berwarna yang disintesis dengan menggabungkan bingkai yang diperoleh di zona terpisah. Selain itu, sintesis gambar warna dapat dilakukan dalam warna alami, sehingga objek alami memiliki kontras warna yang biasa. Gambar berwarna yang disintesis dapat dibuat dengan berbagai kombinasi gambar pita sempit. Dalam hal ini, berbagai kombinasi kontras warna muncul, ketika objek alami individu yang berbeda dalam kecerahan dan karakteristik warnanya digambarkan dalam warna bersyarat. Tujuan akhir dari mendapatkan gambar seperti itu adalah untuk memaksimalkan
pembagian nominal benda-benda alam dengan kontras warna. Jelas bahwa, berbeda dengan pencitraan warna dan zona terang, memperoleh gambar yang disintesis akan memungkinkan seseorang untuk menerapkan teknik pemrosesan yang lebih modern dan memilih kombinasi optimal dari zona yang dapat dijumlahkan untuk mengidentifikasi objek.
Selama penerbangan pesawat ruang angkasa Soyuz-22, kosmonot V. Bykovsky dan V. Aksenov melakukan survei multi-zona permukaan bumi. Untuk tujuan ini, kamera MKF-6 dipasang di kapal, yang dikembangkan bersama oleh spesialis dari Institut Penelitian Luar Angkasa dari Akademi Ilmu Pengetahuan Uni Soviet dan Institut Elektronik dari Akademi Ilmu Pengetahuan GDR dan diproduksi di GDR. Pemotretan multizona dilakukan dengan menggunakan enam perangkat, yang masing-masing memiliki filter cahaya khusus yang dirancang untuk mendapatkan gambar dalam rentang spektrum tertentu (Tabel 3).
Pencitraan multi-zona di luar angkasa memiliki sejarah panjang. Fondasi pencitraan multizonal diletakkan pada 1930-an oleh seorang ilmuwan Soviet
V.A.Fass. Pada tahun 1947, sebuah buku oleh E. A. Krinov diterbitkan, di mana ia pertama kali menunjukkan kemungkinan membandingkan objek individu dengan spektral.
karakteristik refleksi. Selanjutnya, katalog yang mencerminkan karakteristik objek alam disusun: singkapan batuan dan tanah, tutupan vegetasi, permukaan air. Pada tahun-tahun berikutnya, informasi tentang sifat reflektif formasi terestrial telah berkembang secara signifikan. Dan fakta-fakta yang berhasil dikumpulkan oleh E. A. Krinov menjadi dasar untuk katalog sifat-sifat yang mencerminkan benda-benda alam dan kombinasinya (mereka merupakan semacam "bank" memori untuk komputer ketika membandingkan objek). Oleh karena itu, saat memotret berbagai objek alami, dimungkinkan untuk memilih bagian spektrum yang paling disukai untuk fotografi (Gbr. 11).
Seiring waktu, ide pemotretan multi-zona telah dikembangkan secara kreatif. Dan sudah dari papan Soyuz-12, kosmonot V. Lazarev dan O. Makarov mengambil lebih dari 100 foto yang diambil di enam, dan di beberapa area di sembilan zona spektrum. Citra dari Soyuz-12 mencakup wilayah luas Afrika Timur Laut, pegunungan Asia Kecil, dataran tinggi vulkanik Armenia, daerah stepa Dagestan, Laut Kaspia, perairan Laut Mediterania, dan Laut Kaspia. Seperti yang ditunjukkan oleh analisis foto multi-zona Soyuz-12, hasil menarik diperoleh ketika mempelajari lanskap bawah laut di area perairan dengan kedalaman dangkal, serta area rawa asin. Menurut para ahli, dalam pemotretan multi-zona, ketika mempertimbangkan gambar yang diambil di zona biru, dimungkinkan untuk memisahkan kontur pasir dan rawa-rawa dengan percaya diri, karena gambar kerak garam tidak kehilangan kecerahan, sedangkan kontras objek di sekitarnya menurun. Berkat gambar-gambar ini, peta salinitas batuan pembentuk tanah menjadi mungkin untuk dikoreksi. Dalam foto-foto Libya, diambil di zona spektrum merah dan kuning, kontur cahaya dari endapan berpasir muncul dengan sangat detail, dan di pita gelombang pendek (biru, hijau), area yang dibasahi dilacak. Peneliti Amerika menguji citra satelit versi multi-zona pada pesawat ruang angkasa Apollo 9 pada tahun 1969, dan kemudian pada stasiun otomatis Landsat dan stasiun orbit Skylab.
Perangkat untuk pengambilan gambar pada Landsat-1 adalah perangkat pemindaian multi-zona yang menggunakan spektrum zona hijau, merah dan dua inframerah. Zona hijau paling jelas menunjukkan distribusi sedimen dasar dan menandai zona paparan dengan kedalaman yang berbeda. Di zona merah, tampilan gambar secara keseluruhan lebih jelas. Bangunan dan penanaman buatan, struktur tanah terlihat jelas di atasnya. Nada suara area daratan zona inframerah adalah yang paling terang. Mereka menunjukkan area berbagai jenis batuan dengan lebih jelas. Kemampuan kamera multizona Landsat paling jelas dimanifestasikan dalam memperoleh gambar berwarna yang disintesis. Selain itu, dalam beberapa kasus ternyata lebih menguntungkan untuk "mengurangi" satu gambar dari yang lain dan dengan demikian membuat informasi tambahan dari kisaran tertentu. Pada saat yang sama, ternyata citra multizonal juga mengandung informasi geokimia. Misalnya, oksida besi lebih mudah diidentifikasi dalam gambar yang disintesis daripada di gambar zona tunggal. Mengubah rasio antara berbagai jenis batuan dan mineral besi dapat digunakan dalam pemetaan geologi.
Menggunakan rasio nilai refleksi pada gambar yang diambil di zona spektrum yang berbeda, menjadi mungkin untuk menyusun peta menggunakan metode pengenalan otomatis, di mana Anda dapat menyorot singkapan batuan individu dan mengidentifikasi kelompok karakteristik yang dapat digunakan sebagai standar objek geologi. .
Dengan menggunakan contoh, kami akan menunjukkan kemungkinan survei multi-zona untuk mempelajari objek alami negara kami. Untuk melakukan ini, pertimbangkan foto-foto multi-zona dari salah satu wilayah Kirgistan, yang diperoleh dari stasiun Salyut-4 selama penerbangan kosmonot P. Klimuk dan V. Sevastyanov di atasnya. Survei dilakukan pada 27 Juli 1979 dari ketinggian 340 km dengan blok empat kamera, yang
Beras. Gambar 12. Citra satelit multizona yang diambil dari stasiun orbit "Salyut-4" di atas wilayah Kirgistan: a - zona pertama 0,5-0,6 mikron; b - zona kedua 0,6-0,7 mikron; c - zona ketiga 0,7 - 0,84 mikron; d - skema interpretasi geologis: 1 - fragmen kerak bumi kuno; 2 - bebatuan terlipat dari kompleks Caledonian; 3 - pelanggaran terputus-putus; 4 - batuan terlipat dari kompleks Herzen; 5 - sampul median massif Kazakhstan Tengah; 6 - depresi antar pegunungan; gambar sampul kiri atas - foto berwarna dari wilayah Kirghizia Soviet. Gambar diambil dari stasiun orbit jangka panjang Salyut-4; gambar sampul kiri tengah. Gambar diperoleh dengan sintesis optik dari tiga gambar hitam-putih asli. Dalam versi gambar sintetis ini, vegetasi gunung menonjol dengan baik: setiap rona merah muda, merah, dan cokelat sesuai dengan berbagai jenis vegetasi; gambar sampul kiri bawah. Warna coklat kemerahan pada gambar sintetis ini adalah hutan, semak belukar, padang rumput, dan lahan pertanian beririgasi; gambar sampul kanan atas. Tanah (aluvium modern) terlihat sangat jelas pada gambar ini.
dalam depresi antar gunung; gambar sampul kanan bawah. Citra warna bersyarat diperoleh dengan metode optik-elektronik. Skala warna diskrit (terputus) digunakan untuk mengkodekan interval kerapatan optik dari gambar hitam-putih asli. Warna menekankan batas-batas berbagai formasi alam.
secara bersamaan memfilmkan area Bumi yang sama di berbagai zona spektrum osilasi elektromagnetik: (zona 0,5-0,6 m), dalam hijau-biru-oranye (zona 0,5-0,6 m), oranye dan merah (zona 0,6-0,7 m), pewarna dan inframerah (zona 0,70-0,84 m) (Gbr. 12 a, b, c, d). Pada saat yang sama, pemotretan dilakukan pada film berwarna biasa. Foto menunjukkan daerah pegunungan Kirgistan antara danau Issyk-Kul dan Sonkel. Ini adalah taji Pegunungan Kirghiz, Pegunungan Kungei- dan Terskey-Ala-Too, lembah sungai gunung Naryn dan Chu, tempat pemukiman, tanah subur, dan padang rumput berada. Ketinggian absolut maksimum di sini mencapai 4800 m. Penutup salju memahkotai puncak tertinggi. Jika kita mengevaluasi foto yang diambil di zona spektrum yang berbeda, dan gambar berwarna, kita dapat melihat bahwa foto yang diambil dalam rentang oranye-merah 0,6-0,7 mikron memberikan informasi paling lengkap tentang subjek survei. Dalam ekspresinya, itu dekat dengan gambar berwarna. Di sini, struktur lekukan dan punggung pegunungan ditegaskan oleh fototon, dan posisi gletser ditandai dengan pola yang jelas. Gambar di zona 0,5-0,6 m, meskipun terlihat kurang kontras, memberikan informasi serbaguna tentang struktur perairan dangkal Danau Issyk-Kul dan Sonkel. Lembah sungai pegunungan terlihat jelas di sana, di mana aluvium modern menonjol, lahan irigasi terlihat. Pada gambar di zona merah dan inframerah dekat spektrum 0,70-0,84 mikron, permukaan air tetap dalam nada gelap, sehingga jaringan hidro hampir tidak terlihat, tetapi struktur geologis daerah tersebut terlihat jelas.
Gambar zona hitam-putih berfungsi sebagai data awal untuk sintesis gambar berwarna. Dalam foto berwarna, sebaran nada sudah tidak asing lagi di mata kita: zona yang lebih dalam dari danau berwarna gelap; sapuan putih menekankan posisi gletser; pegunungan ditampilkan dalam warna coklat dan coklat tua; cahaya menunjukkan lembah sungai dan depresi antar gunung. Latar belakang hijau umum dari foto menunjukkan area vegetasi (lihat gambar sampul, kiri atas). Tetapi ketika gambar yang diperoleh di zona pertama diberi warna merah, zona kedua - biru, ketiga - hijau dan dijumlahkan, objek alami dalam gambar yang disintesis mulai bermain dengan warna yang tidak biasa. Dalam gambar, danau tampak putih, gletser tampak hitam, menyerupai cabang pohon. Nuansa kemerahan secara keseluruhan menekankan keragaman lanskap dan vegetasi pegunungan dengan berbagai coraknya (lihat gambar sampul, kiri tengah). Dalam versi lain dari sintesis optik, ketika zona spektrum pertama diberi warna hijau, yang kedua - merah, yang ketiga - biru, danau sudah memiliki warna gelap, nada merah-coklat Sesuai dengan vegetasi padang rumput semak pohon, serta tanaman pertanian di lahan irigasi (lihat Gambar . penutup kiri bawah).
Dalam sintesis versi ketiga, rentang pertama diberi warna biru, ska, yang kedua - hijau, yang ketiga - merah. Dalam hal distribusi warna, opsi ini mendekati gambar berwarna asli. Di sini, tanah di depresi antar gunung paling jelas dibedakan, tetapi pada saat yang sama, informasi tentang sifat perubahan di kedalaman Danau Issyk-Kul telah menghilang (lihat gambar penutup kanan atas).
Penggunaan survei multizonal berfungsi sebagai dorongan untuk pengenalan komputer secara luas. Menjadi mungkin untuk menambah dan mengurangi gambar dari rentang yang berbeda, mendistribusikannya sesuai dengan kerapatan nada foto dan mengkodekan nada foto tertentu dengan bayangan warna apa pun (lihat gambar sampul kanan bawah).
Tabel 3
Contoh-contoh yang diberikan menunjukkan peran foto-foto ruang angkasa dalam studi sumber daya alam Bumi. Survei multi-zona meningkatkan efektivitas metode baru, terutama untuk studi objek geologi.
BUMI DALAM JANGKAUAN TAK TERLIHAT DARI SPECTRUM osilasi ELEKTROMAGNETIK
Di antara metode jarak jauh, metode yang menggunakan jangkauan tak terlihat dari spektrum radiasi elektromagnetik mendapatkan peran yang semakin meningkat. Dengan bantuan mereka, kami memperoleh informasi tentang spektrum radiasi berbagai objek alam, distribusi medan termal, dan karakteristik fisik permukaan bumi lainnya. Saat ini, inframerah, radar, survei spektrometri dan metode geofisika adalah yang paling banyak digunakan dalam penelitian geologi.
Fotografi inframerah (IR) didasarkan pada penggunaan gambar yang diambil di wilayah IR. Sumber umum radiasi inframerah adalah benda yang dipanaskan. Pada suhu rendah, intensitas radiasi dapat diabaikan, dan pada
Peningkatan suhu daya energi terpancar dengan cepat perhitungan.
Anomali suhu utama di permukaan planet kita disebabkan oleh dua sumber panas alami - Matahari dan panas endogen Bumi. Fluks panas dari inti dan kulit dalam tidak bergantung pada faktor eksternal. Anomali suhu yang disebabkan oleh aliran panas ini di zona aktivitas vulkanik tinggi dan aktivitas hidrotermal intens mencapai puluhan dan ratusan derajat.
Karena radiasi termal khas dari semua benda di sekitar kita, dan suhunya berbeda, citra inframerah mencirikan ketidakhomogenan termal permukaan bumi.
Melakukan survei IR dari pesawat memberlakukan pembatasan penggunaan metode IR. Keterbatasan ini terkait dengan penyerapan dan hamburan radiasi inframerah oleh atmosfer. Ketika radiasi infra merah melewati atmosfer, secara selektif diserap oleh gas dan uap air. Ini diserap paling kuat oleh uap air, karbon dioksida dan ozon. Namun, di atmosfer untuk radiasi IR ada beberapa zona penyerapan yang relatif lemah. Ini adalah apa yang disebut "jendela transmisi" radiasi IR. Transparansi mereka tergantung pada ketinggian di atas permukaan laut dan kandungan uap air di atmosfer. Dengan peningkatan ketinggian, kepadatan udara dan jumlah berbagai kotoran di dalamnya berkurang, transparansi atmosfer meningkat, dan lebar "jendela transmisi" meningkat. Gambar inframerah permukaan bumi hanya dapat diperoleh dalam kisaran yang sesuai dengan pita transparansi atmosfer (Gbr. 13).
Instrumen yang digunakan untuk fotografi inframerah dari pesawat dirancang berdasarkan fitur atmosfer ini. Selama bertahun-tahun, ahli geologi telah meneliti aplikasi praktis pencitraan inframerah.
Kemungkinan pencitraan IR paling jelas dimanifestasikan dalam studi area aktivitas vulkanik dan hidrotermal aktif. Dalam hal ini, anomali, sumber panas suhu tinggi ada di permukaan, dan gambar IR menyampaikan gambar distribusi medan termal pada saat pemotretan. Pencitraan IR berurutan dari area yang sama memungkinkan untuk mengungkapkan dinamika perubahan di bidang termal, untuk mengatasi zona letusan paling aktif. Misalnya, citra IR gunung berapi Kilauea di Kepulauan Hawaii memberikan gambaran yang jelas tentang distribusi medan termal (Gbr. 14). Dalam gambar ini, anomali termal utama (titik cahaya terang) menentukan posisi kawah gunung berapi, anomali yang kurang intens sesuai dengan pelepasan air dan gas termal. Pada gambar, Anda dapat melacak arah pergerakan mata air panas dengan mengurangi intensitas anomali. Relief (posisi kawah, daerah aliran sungai, dll.) diuraikan dengan baik dalam foto udara konvensional, sehingga interpretasi gabungan dari gambar-gambar ini memungkinkan untuk mempelajari struktur gunung berapi secara lebih rinci.
Di Uni Soviet, pekerjaan ke arah ini sedang dilakukan di wilayah gunung berapi aktif Kamchatka. Gambar IR dari beberapa gunung berapi (Mutnovsky, Gorely, Avacha, Tolbachik, dll.) telah diperoleh. Pada saat yang sama, foto udara konvensional dilakukan secara paralel dengan survei IR. Interpretasi bersama dari hasil mereka memungkinkan untuk memperoleh informasi penting tentang struktur ruang vulkanik aktif, yang tidak dapat diakses oleh pengamatan berbasis darat. Hasil yang baik diperoleh dengan survei IR dalam studi hidrogeologi. Dalam gambar inframerah, dengan mengubah kontras termal permukaan bumi, dimungkinkan untuk mengidentifikasi tempat-tempat dengan kelembaban tinggi yang terkait dengan keberadaan air tanah. Metode IR sangat membantu ketika mencari air tanah di zona gurun dan semi-gurun. Pencitraan IR juga dapat digunakan untuk mempelajari anomali suhu di cekungan air.
Analisis komprehensif gambar inframerah yang diperoleh dari satelit telah menunjukkan bahwa, dalam cuaca berawan, mereka mereproduksi dengan baik ketidakhomogenan termal permukaan bumi. Hal ini memungkinkan untuk menggunakannya dalam penelitian geologi dan geografis. Pada citra satelit inframerah, garis pantai dan jaringan hidrografi terlihat jelas. Analisis gambar inframerah menegaskan bahwa gambar-gambar ini dapat digunakan untuk menilai situasi es. Ketidakhomogenan termal lingkungan akuatik juga terekam dengan baik dalam gambar IR. Misalnya, dalam gambar Samudra Atlantik, posisi Arus Teluk ditentukan oleh pita gelap.
Data diterima dari satelit untuk menyusun gambar suhu Bumi dengan akurasi urutan pecahan derajat. Peta serupa telah dibuat untuk wilayah yang berbeda, dan anomali termal dibedakan dengan jelas.
Selain pencitraan IR, pencitraan radar sedang dilakukan dari satelit. Ini menggunakan rentang gelombang mikro dari spektrum elektromagnetik untuk menghasilkan gambar. Dalam hal ini, tidak hanya radiasi alami yang melekat pada objek di sekitar kita yang direkam, tetapi juga sinyal radio buatan yang dipantulkan dari objek. Tergantung pada sifat radiasi elektromagnetik, pencitraan radar dibagi menjadi aktif (radar) dan pasif (radio-termal).
Untuk mengatasi masalah geologis, radar pemindaian samping digunakan, yang dipasang di pesawat. Sinyal radio yang dikirim dari mereka dipantulkan dari objek yang ditemui di jalurnya, diambil oleh antena khusus dan kemudian ditransmisikan ke layar atau direkam pada film. Karena kekasaran permukaan pantulan, sebagian energi dari sinyal yang dikirim tersebar dan kita mendapatkan pantulan yang menyebar (hamburan). Intensitasnya tergantung pada rasio kekasaran permukaan pantulan terhadap panjang gelombang. Jika ukuran partikel permukaan kurang dari setengah panjang gelombang, maka partikel tersebut tidak memberikan refleksi difus. Berkat ini, pencitraan radar dapat dilakukan kapan saja sepanjang hari dan dalam cuaca apa pun, karena kekeruhan (kecuali awan petir) dan kabut tidak memengaruhi kualitas gambar radar. Survei panjang gelombang panjang ini memungkinkan untuk memperoleh informasi tentang objek, meskipun vegetasi berlimpah dan ketebalan sedimen berbutir halus yang tidak disemen. Kejernihan gambar radar tergantung pada tingkat kekasaran permukaan pantulan, bentuk geometris objek, sudut datang pancaran, polarisasi dan frekuensi sinyal yang dikirim, sifat fisik permukaan pantulan (densitas). , kelembaban, dll). Jika relief dibedah dengan tajam, maka sebagian informasi dalam gambar disembunyikan oleh bayangan radar.
Interpretasi geologi dari citra radar didasarkan pada analisis garis struktural, nada, dan tekstur. Sifat dan kelengkapan informasi geologi tergantung pada “keparahan” geologi pada relief, derajat erosi, kelembaban dan sifat sebaran vegetasi. Sebuah studi rinci tentang fitur gambar radar menunjukkan bahwa, terlepas dari kompleksitas struktur geologi daerah tersebut, garis struktural dan garis patahan yang diungkapkan di medan paling andal diuraikan. Nilai informasi ini tidak diragukan lagi, karena unsur-unsur mikro dan relief secara umum, sebagai suatu peraturan, mencerminkan sifat dan struktur internal formasi geologi. Pada tahap pertama interpretasi, gangguan yang hanya ditentukan oleh bentuk lahan linier, bagian lurus dari lembah sungai, atau susunan linier vegetasi diidentifikasi sebagai hipotetis.
Dan hanya analisis selanjutnya dari data geologi dan geofisika yang dapat memberikan karakterisasi akhir dari fotoanomali linier ini. Berdasarkan hasil interpretasi citra radar, peta geologi, geomorfologi dan peta lainnya disusun. Pengalaman para peneliti Soviet dan asing menunjukkan bahwa fotografi radar memungkinkan untuk memperoleh informasi berharga tentang struktur Bumi (Gbr. 15). Pada saat yang sama, gambar radar memberikan gambaran rinci tentang relief, rencana struktural wilayah yang diteliti dan mencerminkan perubahan karakteristik fisik permukaan yang mendasarinya (kepadatan, porositas, konduktivitas listrik, kerentanan magnetik). Saat ini, survei radar digunakan dalam pemetaan geologi, geomorfologi, hidrogeologi, dan geografi.
Fotografi radiotermal mencatat radiasi benda-benda alam dalam kisaran 0,3 cm -10 cm.
Saat mengamati objek terestrial, kontras radio-termal maksimum diamati antara air dan darat. Hal ini menunjukkan kemungkinan metode untuk mendeteksi cadangan air tanah. Keuntungan besar dari pencitraan termal radio adalah kemandiriannya dari keadaan atmosfer. Dengan bantuan pencitraan termal radio, dimungkinkan untuk mendeteksi kontur kebakaran hutan besar dalam mendung dan kabut tebal. Pengalaman interpretasi geologi dari citra radiotermal menunjukkan kemungkinan menggunakannya untuk mempelajari garis pantai, zona peningkatan aktivitas vulkanik dan aktivitas hidrotermal.
Saat ini, selain pengamatan visual, fotografi, televisi, dan metode lain yang memberikan gambar objek alami, radiasinya dapat dipelajari dengan menggunakan fotografi spektrometri. Itu dilakukan baik dari pesawat terbang maupun dari pesawat ruang angkasa berawak. Teknik survei spektrometri terdiri dari pengukuran koefisien kecerahan formasi alam dibandingkan dengan standar. Dalam hal ini, kecerahan permukaan di bawahnya dan layar khusus dengan koefisien kecerahan spektral yang telah ditentukan diukur secara bersamaan. Yang paling luas adalah pengukuran terus menerus dari koefisien kecerahan spektral atas objek alami.
Pengalaman mempelajari formasi alam berdasarkan kecerahan spektral menunjukkan bahwa identifikasi objek individu yang andal memerlukan pemotretan di zona spektral yang sempit. Dalam hal ini, kontras yang diperlukan dengan latar belakang sekitarnya disediakan, dan jumlah rentang yang diperlukan untuk memecahkan masalah tertentu dapat bervariasi. Misalnya, untuk identifikasi vegetasi, diperlukan rasio 2 dan 3 koefisien kecerahan spektral. Dalam eksperimen satelit, perangkat multispektral digunakan yang memiliki 4-6 interval pengamatan dalam rentang yang terlihat, 3-4 interval dalam rentang IR dekat, 2-4 interval dalam rentang termal IR, 3-5 saluran dalam rentang radio. Pengolahan karakteristik spektral yang diperoleh dilakukan dengan bantuan komputer.
Eksperimen survei spektrometri dilakukan dari pesawat ruang angkasa berawak Soyuz-7 dan Soyuz-9 dan stasiun orbit Salyut. Studi spektrometri dilakukan di berbagai wilayah di dunia. Studi ini dilengkapi dan diperluas dalam penerbangan berikutnya dari pesawat ruang angkasa berawak dan stasiun orbital Sa-lyut.
Dalam 10-15 tahun terakhir, bersama dengan survei aeromagnetik, survei magnetik dari satelit bumi buatan dan stasiun ruang angkasa orbit telah dilakukan. Sejak tahun 1958, beberapa survei global Bumi telah dilakukan di Uni Soviet: pada tahun 1964, dari satelit Bumi buatan (AES) Kosmos-49, dan pada tahun 1970, dari satelit Kosmos-321. Studi tentang medan magnet bumi dengan satelit terus berlanjut hingga saat ini. Dari orbit yang dekat dengan kutub, adalah mungkin untuk melakukan survei areal seluruh planet dalam waktu singkat. Data pengukuran satelit dikirim ke Bumi dan diproses oleh komputer. Hasil pengukuran tersebut dicatat sebagai profil vektor medan magnet atau peta medan magnet utama bumi. Secara morfologis merupakan bidang yang mencakup anomali global dan regional yang signifikan.
Diasumsikan bahwa bagian utama dari anomali yang terdeteksi oleh satelit adalah karena kekhasan struktur geologis dan sumbernya berada di litosfer.
BAB III. APA YANG MEMBERIKAN INFORMASI RUANG UNTUK GEOLOGI
Dalam studi tentang Bumi, peran penting milik penelitian yang dilakukan dengan bantuan teknologi luar angkasa. Diketahui bahwa survei geologi bertujuan untuk mencari, menemukan dan mengembangkan sumber daya alam yang tersembunyi di perut bumi. Dapatkah informasi yang diterima dari pesawat ruang angkasa berkontribusi pada hal ini? Pengalaman bekerja dengan gambar luar angkasa menunjukkan peluang besar untuk menggunakan gambar luar angkasa dalam geologi.
Dalam bab ini, kita akan berbicara tentang masalah geologis utama yang diselesaikan dengan bantuan citra satelit.
BAGAIMANA GAMBAR RUANG BEKERJA
Dasar dari penelitian ruang angkasa adalah pendaftaran radiasi matahari dan intrinsik yang dipantulkan dari benda-benda alam. Itu dilakukan dengan berbagai metode (fotografi, televisi, dll.). Dalam hal ini, nilai yang direkam (sinyal) dengan intensitas yang berbeda sebanding dengan kecerahan bagian yang sesuai dari permukaan bumi.
Keanekaragaman elemen lanskap digambarkan dalam bentuk titik, garis, bidang berbagai phototone dan ukuran. Semakin besar rentang gradasi nada dan detail halus dalam gambar ruang, semakin tinggi sifat piktorialnya. Untuk pekerjaan praktis, penting bagi ahli geologi untuk mengetahui seberapa benar gambar menyampaikan perbedaan kecerahan objek. Bagaimanapun, objek geologis sampai batas tertentu fotogenik. Beberapa tampak hebat dalam foto, mereka sesuai dengan pola yang cerah dan mudah diingat. Yang lain, tidak peduli seberapa keras kita mencoba, ternyata buruk. Dan untuk mendeteksi dan membuktikan keberadaan mereka, seseorang harus menggunakan tanda-tanda tambahan. Merupakan kebiasaan untuk mengatakan bahwa objek geologis memiliki fitur penguraian langsung dan tidak langsung.
Tanda langsung menunjukkan fitur geometri, ukuran dan bentuk objek yang diteliti. Phototone, perbedaan warna juga dapat menjadi indikator langsung yang dapat diandalkan untuk pengenalan batuan.
Tanda-tanda tidak langsung didasarkan pada studi tentang hubungan alami antara struktur geologis dan fitur lanskap permukaan bumi. Relief tersebut diketahui sangat peka terhadap keadaan geologi baik di permukaan maupun di kedalaman, sehingga terdapat hubungan antara penutup tanah, vegetasi dan batuan pembentuk tanah. Hubungan ini tidak selalu jelas. Mereka memperoleh ciri-ciri khusus di zona iklim yang berbeda, dikaburkan di bawah pengaruh aktivitas ekonomi manusia. Nilainya dapat bervariasi tergantung pada tektonik wilayah dan skala survei. Misalnya, di sabuk geosinklinal, yang dicirikan oleh laju pergerakan tektonik modern yang tinggi, kita dapat mengamati kombinasi spasial dari struktur individu dalam bentuk yang sedikit terdistorsi. Eksposur batuan yang baik membantu memperoleh informasi dari citra luar angkasa tentang bentuk badan geologi, komposisi dan ketebalan batuan yang menyusunnya. Di daerah datar dan platform, tanda-tanda tidak langsung memainkan peran yang menentukan dalam mengidentifikasi struktur geologis, karena pengamatan objek geologis di sana sulit karena vegetasi yang melimpah, penutup yang kuat dari deposit modern aktivitas ekonomi manusia.
Jadi, dengan bantuan tanda-tanda penguraian langsung dan tidak langsung, kami menentukan objek dari gambar fotografi, mentransfernya ke dasar topografi dan memberikan interpretasi geologisnya. Banyak batas geologi pada peta diplot berdasarkan citra udara dan satelit. Lagi pula, gambar fotografi menunjukkan keadaan permukaan bumi pada saat pemotretan, relief terbaca dengan baik, area fototone dan warna yang berbeda menonjol. Dan semakin baik kita mengetahui geologi permukaan, semakin yakin kita menguraikan struktur dalam wilayah tersebut. Tetapi bagaimana seseorang dapat berpindah dari struktur permukaan yang ditampilkan pada citra satelit ke studi tentang struktur dalam? Mari kita coba menjawab ini. Ketika ahli geologi mendapat kesempatan untuk mempelajari cakrawala litosfer yang dalam, satu fitur luar biasa diperhatikan - satu-satunya kerak bumi (batas Mohorovichich), seolah-olah, adalah bayangan cermin dari relief permukaan bumi. Di mana ada gunung di Bumi, ketebalan kerak meningkat menjadi 50 km, dalam depresi samudera berkurang menjadi 10-15 km, dan di dataran kontinental, ketebalan kerak adalah 30-40 km. Ini menegaskan hubungan antara permukaan dan struktur dalam Bumi. Berkat visibilitas citra satelit, kami menangkap struktur geologis dengan skala yang berbeda. Telah ditetapkan bahwa dengan peningkatan ketinggian pemotretan dan penurunan skala, struktur terbesar ditampilkan pada gambar, sesuai dengan ketidakhomogenan cakrawala terdalam kerak bumi. Struktur besar yang terdeteksi dalam gambar yang diperoleh dari luar angkasa dibandingkan dengan anomali geofisika, yang menunjukkan perubahan struktur lapisan dalam Bumi, untuk menentukan kedalamannya. Selain korelasi langsung (koneksi), antara lapisan dalam Bumi dan struktur permukaan yang dicatat pada citra satelit, ditemukan tanda-tanda tidak langsung yang menunjukkan kedalaman struktur tertentu. Rupanya, perubahan kecerahan objek geologis
Di zona sempit spektrum selama pemotretan multi-zona - hasil akumulasi elemen kimia tertentu. Kehadiran anomali unsur-unsur ini dapat berfungsi sebagai tanda langsung atau tidak langsung dari heterogenitas kerak bumi. Melalui patahan yang dalam, cairan mencapai permukaan, yang membawa informasi tentang proses fisik dan kimia yang terjadi pada berbagai tingkat litosfer. Interpretasi anomali ini memberikan informasi tentang kedalaman struktur geologi. Dengan demikian, satu set citra satelit multi-zona multi-skala memungkinkan interpretasi yang luas dan identifikasi struktur geologi dari berbagai peringkat (dari global ke lokal).
Tergantung pada sarana dan teknik teknis, decoding visual, instrumental dan otomatis dibedakan. Yang paling luas sejauh ini adalah interpretasi visual. Dengan itu, perlu memperhitungkan sifat penglihatan pengamat, kondisi pencahayaan, waktu pengamatan. Seseorang mampu membedakan sekitar 100 nada abu-abu mulai dari hitam hingga putih. Dalam kerja praktek, jumlah gradasi fototon dibatasi pada 7-i0. Persepsi warna manusia jauh lebih tipis. Secara umum diterima bahwa jumlah warna yang dapat dibedakan oleh mata, berbeda dalam nada, saturasi dan kecerahan, melebihi 10.000. Variasi warna terutama terlihat jelas di zona spektrum kuning. Daya pisah mata juga bagus. Itu tergantung pada ukuran, kontras dan ketajaman batas-batas objek yang diamati.
Pemrosesan instrumental melibatkan transformasi gambar dan memperoleh gambar baru dengan properti yang telah ditentukan. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan cara fotografi, optik, dan lainnya. Penggunaan teknologi elektronik, komputer, penggunaan metode digital memungkinkan untuk melakukan analisis gambar ruang yang lebih lengkap. Proses konversi gambar itu sendiri tidak menambah informasi baru. Itu hanya membawanya ke bentuk yang nyaman untuk diproses lebih lanjut, memungkinkan, terlepas dari persepsi subjektif mata manusia, untuk menaungi karakteristik gambar objek. Selama pemrosesan instrumental, dimungkinkan untuk menyaring gambar, yaitu menyaring informasi yang tidak perlu dan meningkatkan citra objek yang diteliti.
Hasil menarik diperoleh dengan mengkuantisasi gambar menurut kerapatan fototon, diikuti dengan pewarnaan individu, langkah-langkah yang telah dipilih sebelumnya. Selain itu, jumlah dan lebar kisaran kerapatan dapat bervariasi, yang memungkinkan untuk memperoleh karakteristik pengukuran fototon yang terperinci dan umum. Sintesis gambar berwarna tersebar luas, di mana, dengan bantuan beberapa filter cahaya, gambar yang diambil di zona spektrum yang berbeda diproyeksikan ke satu layar. Dalam hal ini, gambar warna dari warna "palsu" diperoleh. Warna dapat dipilih sedemikian rupa untuk lebih menaungi objek yang diteliti. Misalnya, jika menggunakan tiga filter cahaya, gambar yang diperoleh di bagian hijau dari spektrum berwarna biru, di merah - hijau, dan di inframerah - merah, maka vegetasi di gambar
digambarkan dengan warna merah, permukaan air berwarna biru, dan area yang tidak tertutup vegetasi berwarna abu-abu-biru. Saat Anda mengubah warna filter yang sesuai dengan rentang pemotretan tertentu, warna total gambar berubah (lihat gambar sampul).
Interpretasi otomatis dari gambar luar angkasa melibatkan perolehan gambar dalam bentuk digital dengan pemrosesan selanjutnya sesuai dengan program komputer. Ini memungkinkan Anda untuk menyorot objek geologi tertentu. Program untuk ini dibuat berdasarkan pemecahan masalah "pengenalan gambar". Mereka membutuhkan semacam "bank memori", di mana karakteristik objektif dari objek-objek alam dikumpulkan. Teknik untuk dekripsi otomatis masih dalam pengembangan. Saat ini, metode analog-digital paling banyak digunakan. Ini melibatkan mengubah foto menjadi gambar "cipher" menggunakan perangkat khusus dan memproses gambar cipher sesuai dengan program yang tersedia. Otomatisasi decoding tidak dapat sepenuhnya menggantikan dekoder, tetapi memungkinkan untuk memproses sejumlah besar material dengan cepat.
Penggunaan metode ruang dalam penelitian geologi membutuhkan kondisi tertentu dan organisasi yang jelas. Decoding selalu dilakukan dengan sengaja, karena spesialis yang berbeda mengambil informasi yang berbeda dari gambar yang sama. Misalnya, ahli geologi tertarik pada objek geologi, ahli geografi tertarik pada berbagai komponen cangkang geografis, dll. Sebelum menguraikan, perlu mempelajari materi yang tersedia tentang kondisi alam daerah penelitian, mengidentifikasi hubungan antara elemen lanskap, dan menganalisis data geologi dan geofisika. Semakin baik dekoder mengetahui subjek penelitian, semakin banyak informasi yang akan dia ekstrak dari citra satelit dan semakin cepat dia akan menentukan apakah citra luar angkasa membawa informasi baru.
Interpretasi citra luar angkasa dibagi menjadi tiga tahap: kamera awal, kerja lapangan, dan pemrosesan kamera akhir. Selain itu, rasio tahapan ini tergantung pada skala survei, kompleksitas struktur geologi dan tingkat interpretasinya.
Interpretasi kamera pendahuluan dilakukan sebelum dimulainya pekerjaan geologi lapangan. Dalam proses ini, serangkaian peta awal disusun, yang menampilkan struktur geologi yang diusulkan. Gambar skala yang berbeda dipertimbangkan, kontur objek, zona anomali fototon disorot. Berdasarkan bahan geologi dan geofisika yang tersedia, asumsi dibuat tentang sifat geologis dari objek yang diidentifikasi, dan kemampuan menguraikannya ditetapkan.
Selama pekerjaan lapangan, sifat geologis dan komposisi material dari objek yang dipilih ditetapkan, fitur penguraiannya ditentukan. Sebagai aturan, kerja lapangan dilakukan di bidang utama tertentu, dan hasil studi diekstrapolasi. Jumlah situs tersebut ditentukan oleh fitur struktur geologis!
Tahap terakhir adalah pemrosesan akhir kantor dari hasil pengamatan darat, udara, dan luar angkasa.Data ini digunakan untuk menyusun peta geologi berbagai konten, katalog indikator dan fitur penguraian, zonasi wilayah sesuai dengan kondisi kemampuan penguraian, serta untuk melaporkan hasil penelitian.
LINEament
Pada citra satelit Bumi, pita cukup jelas terlihat, yang memanifestasikan dirinya sebagai fotoanomali independen, baik dalam bentuk batas bujursangkar antara zona lanskap yang berbeda, atau formasi geologi. Spesialis yang terlibat dalam penguraian materi ruang menyebutnya kelurusan1.
1 Lineimentum (lit.) - garis, garis.
Di bawah kelurusan dalam geologi, merupakan kebiasaan untuk memahami elemen linier atau arkuata dari signifikansi planet, terkait pada tahap awal, dan kadang-kadang sepanjang seluruh sejarah perkembangan litosfer, dengan perpecahan yang dalam. Dalam pengertian ini, istilah ini telah digunakan dalam geologi sejak awal abad kita. Sejak saat itu, kelurusan dalam kerak bumi telah diidentifikasi dengan metode geologi, geofisika, dan geomorfologi. Sekarang mereka mulai muncul di citra satelit. Pada saat yang sama, fitur menarik dari manifestasi mereka diklarifikasi: jumlah mereka tergantung pada skala survei ruang angkasa. Semakin kecil, semakin jelas tampilan kelurusan pada citra satelit. Apa sifat dari fotolineament yang diidentifikasi dari citra satelit di banyak wilayah di dunia? Sejauh ini, ada beberapa jawaban untuk pertanyaan ini. Yang pertama bermuara pada identifikasi kelurusan dengan patahan dalam di mana pergerakan besar kerak bumi telah terjadi atau sedang terjadi. Yang kedua menghubungkan mereka dengan zona peningkatan rekahan kerak bumi. Dan akhirnya, yang ketiga menganggap kelurusan bukan sebagai struktur tektonik, tetapi sebagai objek yang ditentukan oleh faktor eksogen permukaan. Setiap sudut pandang memiliki pendukungnya.
Tampaknya bagi kita bahwa sebagian besar kelurusan yang diidentifikasi adalah patahan yang dalam. Ini diilustrasikan dengan baik oleh contoh berikut. Kelurusan Ural-Oman telah dijelaskan dengan baik oleh ahli geologi Soviet dan asing berdasarkan metode tradisional. Nama struktur ini menunjukkan luasnya yang sangat besar dari khatulistiwa ke daerah kutub Uni Soviet. Mungkin akan adil untuk menyebutnya superlineament. Superlineamen seharusnya berarti struktur yang dapat ditelusuri dari benua ke benua selama ribuan kilometer. Superlineament Ural-Oman ditemukan oleh peneliti Prancis Zh Furon, dan kemudian dijelaskan secara rinci oleh ilmuwan Soviet V. E. Khain. Struktur ini membentang di sepanjang Teluk Oman ke perbatasan Iran-Afghanistan dan Iran-Pakistan, dan kemudian melintasi selatan Turkmenistan dan membentang sejajar dengan Ural hingga Arktik. Sepanjang panjangnya, superlineament Ural-Oman memberikan pengaruhnya pada struktur geologis. Di sabuk Alpine di Timur Dekat dan Timur Tengah, ia berfungsi sebagai batas antara dua segmen besar: Timur dan Barat, yang dicirikan oleh struktur geologis yang berbeda. Di bagian utara (Ural), superlineament adalah batas antara platform kuno - Eropa Timur dan Siberia. Tidak ada keraguan bahwa suprastruktur ini adalah zona patahan dalam yang berkembang dalam jangka panjang.
Pada gambar ruang global dan regional, bagian terpisah dari kelurusan Ural-Oman terekam dengan jelas dalam bentuk fotoanomali linier dari serangan yang hampir membujur (di Iran, di selatan Uni Soviet, dan di wilayah lain. Contoh ini menunjukkan bahwa kelurusan diuraikan pada gambar luar angkasa dapat diidentifikasi dengan zona patahan dalam di kerak bumi. Dalam analisis struktur sabuk geosinklinal Mediterania, selain kelurusan Ural-Oman, struktur linier lainnya juga diidentifikasi. Mereka melintasi negara pegunungan dan dapat dilacak sejauh ratusan kilometer di area platform tetangga (Gbr. 16).Pola serupa telah ditetapkan dan untuk Kaukasus.Gambar satelit mengungkapkan fotoanomali yang kurang luas daripada Ural-Oman, yang ternyata identik dengan Kaspia Barat , Palmyra-Absheron dan sesar dalam lainnya. Namun, kelurusan yang diidentifikasi dari material luar angkasa tampaknya tidak selalu harus diidentifikasi dengan sesar dalam. Misalnya, di tempat yang sama di Di Kaukasus, hubungan dibuat antara kelurusan yang diuraikan dan struktur tektonik, khususnya, dengan zona rekahan intens kerak bumi, atau, sebagaimana biasa disebut, dengan zona rekahan planet. Namun demikian, dalam kedua kasus, kelurusan yang terungkap pada citra satelit mencerminkan zona peningkatan rekahan litosfer. Diketahui bahwa di zona seperti itulah konsentrasi mineral terjadi. Oleh karena itu, analisis fotoanomali linier pada citra satelit, selain kepentingan teoritis, juga sangat penting secara praktis.
Kesimpulan tentang identitas kelurusan dengan diskontinuitas di kerak bumi mengarah pada generalisasi yang menarik.
Sesar yang berasal dari dalam dan berkembang lama biasanya terlihat jelas di permukaan bumi dan relatif mudah ditentukan dengan metode tradisional. Penafsiran gambar ruang angkasa mengkonfirmasi keberadaan banyak dari mereka, menemukan banyak kelurusan yang sebelumnya tidak diketahui, dan membangun hubungannya dengan tektonik terputus. Menganalisis kelurusan baru, kami mengidentifikasi patahan diskontinyu yang belum ditetapkan dengan metode permukaan. Dan mengapa struktur ini tidak ditemukan oleh para peneliti di lapangan? Pertama-tama, karena mereka terletak di kedalaman yang sangat dalam dan dapat ditutupi oleh batuan muda yang tumpang tindih. Pada gambar satelit, mereka tercermin dalam bentuk fotoanomali berpita, karena generalisasi alami dari elemen-elemen kecil dari struktur ini dan efek menggabungkan bagian-bagian individualnya. Jadi, pada citra satelit, lapisan kerak bumi yang lebih dalam tampak bersinar, menciptakan semacam efek fluoroskopik. Properti citra satelit ini sekarang telah digunakan secara luas untuk mempelajari bagian dalam litosfer: fondasi platform kuno, dll.
Analisis material luar angkasa, yang telah menyebar luas dalam beberapa tahun terakhir, telah memungkinkan untuk mengungkap jaringan padat kelurusan dan superlinea. Ditemukan bahwa kelurusan dicirikan oleh berbagai pemogokan: latitudinal, longitudinal, diagonal.
Geologi luar angkasa telah memungkinkan untuk mengambil pendekatan baru dalam evaluasi kelurusan, untuk mengidentifikasi banyak dari bentuk-bentuk ini dan untuk mencoba menguraikan struktur dalam dari bagian-bagian individu kerak bumi dengan bantuan mereka.
Identifikasi kelurusan dengan bantuan geologi ruang angkasa juga memungkinkan untuk mempertimbangkan kembali prospek banyak daerah, untuk menetapkan keteraturan yang sebelumnya tidak diketahui dalam distribusi mineral. Kelurusan dipelajari memungkinkan pendekatan baru untuk memecahkan banyak masalah seismik dan tektonik.
STRUKTUR CINCIN
Struktur cincin di permukaan bumi telah dikenal para ahli geologi sejak lama. Namun, dengan munculnya foto-foto luar angkasa, kemungkinan studi mereka telah diperluas. Hampir setiap peneliti yang menganalisis citra ruang angkasa dari wilayah tertentu menemukan satu atau lebih formasi cincin, yang asal usulnya dalam banyak kasus masih belum jelas.
Struktur cincin adalah formasi lokal yang berbentuk bulat tunggal atau konsentris yang dihasilkan dari proses internal dan eksternal. Berdasarkan keragaman bentuk dan fitur genetik formasi cincin, mereka dapat diklasifikasikan menurut asalnya: endogen, eksogen, kosmogenik, dan teknogenik.
Struktur cincin asal endogen terbentuk sebagai akibat dari pengaruh kekuatan internal dan dalam dari Bumi. Ini adalah kerucut vulkanik, batuan beku, kubah garam, lipatan bulat dan formasi serupa lainnya.
Struktur cincin asal eksogen diciptakan oleh kekuatan eksternal. Kelompok ini termasuk perbukitan, cekungan, depresi, dll.
Struktur cincin kosmogenik menggabungkan formasi ledakan-ledakan (dampak) - astroblem.
Struktur cincin teknogenik muncul di area aktivitas ekonomi intensif orang. Ini adalah tambang besar, tumpukan sampah, waduk buatan, dan benda-benda lain yang dibuat oleh manusia.
Struktur cincin asal endogen telah dipelajari secara cukup rinci oleh banyak ilmuwan Soviet dan asing. Di antara struktur endogen Bumi yang terkait dengan aktivitas vulkanik dan intrusif, struktur cincin fokus dapat dibedakan. Mereka ditemukan di Bumi dan planet terestrial lainnya. Di Bumi, struktur ini tidak melebihi diameter 50 km dan terbentuk di bawah pengaruh magma yang terjadi relatif dangkal di kerak bumi tipe benua. Mereka telah menerima pengembangan maksimum pada blok benua "keras" yang diaktifkan.
Jelas, selain faktor magmatik dalam pembentukan struktur cincin endogen, gerakan tektonik memainkan peran tertentu. Lipatan terpisah, mendekati dalam parameternya ke kubah atau mangkuk, memiliki bentuk cincin konsentris. Ini termasuk struktur Richat yang terletak di Sahara. Lipatan ini diperbaiki dengan baik pada citra satelit. Ini memiliki struktur konsentris yang berbeda, karena singkapan batuan berpasir padat yang membentuk punggungan di relief. Ada perbedaan pandangan mengenai mekanisme pembentukannya. Struktur Richat bisa saja dihasilkan dari jatuhnya badan meteorit, tetapi juga dapat diasumsikan bahwa itu terkait dengan badan besar dolerit. Struktur cincin yang disebabkan oleh diapirisme juga termasuk dalam kelompok endogen. Pembentukan mereka dikaitkan dengan pergerakan dalam massa kental litosfer dan intrusinya ke permukaan. Substansi yang dimasukkan ke zona dekat permukaan litosfer dapat berupa lelehan magmatik atau garam batuan kental. Dengan mekanisme ini, ketika, di bawah tekanan strata di atasnya, zat yang lebih kental (garam, magma) mengalir ke permukaan, merusak dan menembus semua lapisan di jalurnya, lipatan diapirik muncul, yang memiliki annular atau dekat- bentuk to-hidung pada potongan melintang. Diameter lipatan ini, sama dengan ratusan meter atau beberapa kilometer, lebih kecil dari struktur cincin fokus atau sebanding dengannya, tetapi selalu jauh lebih kecil daripada diameter struktur cincin mega endogen.
Kelompok struktur cincin endogen meliputi sesar cincin dan sesar busur. Di zona aktif kerak bumi, banyak mineral terkait dengannya - timah, molibdenum, timbal, seng, dll., Dan pada platform - kimberlit yang mengandung berlian, logam langka, bijih tembaga-nikel. Beberapa jenis struktur ini dapat dibedakan, di antaranya sesar cincin yang terkait dengan pembentukan kubah garam dan diapir termasuk dalam kelompok endogen. Mereka terbentuk oleh proses hidrovolkanisme yang dihasilkan dari intrusi lelehan magmatik atau pengangkatan kubah dan penurunan batuan. Diameter struktur ini dari puluhan meter hingga puluhan kilometer. Mereka adalah celah vertikal, silindris, atau arkuata yang menutupi kaldera vulkanik, kubah garam, dan struktur lainnya. Yang sangat menarik dalam pencarian minyak dan gas adalah gunung lumpur, yang terekam dengan jelas pada citra satelit dalam bentuk benda bulat. Struktur cincin endogen juga mencakup banyak kubah granit-gneiss yang dikembangkan secara luas di perisai kuno. Dengan demikian, struktur cincin endogen dibagi menjadi empat kelas: tektonik, plutonik, metamorfogenik, dan vulkanoid.
Struktur cincin eksogen terdiri dari formasi kriogenik, karst, glasial, eolian, dan biogenik.
Bentuk kriogenik yang terkait dengan pembekuan cakrawala atas kerak bumi terlihat jelas dalam bentuk struktur cincin pada citra satelit. Ini termasuk corong dan lubang, gundukan naik-turun, hidrolakolit. Struktur ini tidak menarik minat pencarian, tetapi merupakan fitur penguraian yang baik untuk mengidentifikasi daerah permafrost. Struktur cincin asal karst meliputi corong, sumur, cirque dan bentuk lahan lainnya yang terkait dengan proses pelarutan dan pelindian batuan karbonat. Struktur cincin glasial dibentuk oleh aktivitas gletser. Bentuk cincin Aeolian terbentuk di bawah pengaruh angin, membentuk cekungan atau bukit pasir cincin, yang terlihat jelas pada citra satelit. Bentuk cincin biogenik - atol dan terumbu karang - juga mudah dikenali dalam foto luar angkasa.
Struktur cincin kosmogenik Bumi telah menarik perhatian para peneliti dalam beberapa tahun terakhir.
Sekitar 100 formasi (kawah) dikenal di dunia (Gbr. 17), yang dihasilkan dari jatuhnya meteorit dengan berbagai ukuran. Mereka disebut "astroblems", yang dalam bahasa Yunani berarti "luka bintang". Pengenalan istilah nyaring seperti itu ke dalam penggunaan ilmiah oleh ahli geologi Amerika R. Dietz pada tahun 1960 mencerminkan meningkatnya minat ahli geologi dalam studi kawah meteorit fosil. Mereka didistribusikan di permukaan bumi dengan sangat tidak merata.
Beras. Fig. 17. Skema susunan struktur tumbukan yang didirikan di benua Bumi (menurut V. I. Feldman): 1 formasi cincin, yang asal usul tumbukannya tidak diragukan lagi; 2 dugaan kawah tumbukan meteorit.
Ada 36 di Amerika Utara (15 di AS, 21 di Kanada); di Eropa - 30 (termasuk 17 di Uni Soviet); di Asia - 11 (termasuk 7 di Uni Soviet); di Afrika -8; di Australia -8; di Amerika Selatan - 2.
Menurut para ahli, selama 2 miliar tahun terakhir, Bumi telah mengalami sekitar 100.000 tabrakan dengan meteorit yang mampu membentuk kawah dengan diameter lebih dari 1 km saat jatuh. Sekitar 600 tumbukan dapat mengakibatkan kawah dengan diameter lebih dari 5 km, dan untuk sekitar 20 tumbukan kawah berdiameter lebih besar (50 km atau lebih). Oleh karena itu, jelas bahwa sejauh ini kita hanya mengetahui sebagian kecil dari astroblema.
Astroblem yang dikenal berbentuk bulat dan memiliki diameter mulai dari beberapa meter hingga 100 km atau lebih. Yang paling umum adalah kawah berukuran sedang, berdiameter 8–16 km, dan sebagian besar termasuk dalam struktur dengan diameter 2-32 km (Tabel 4). Kawah-kawah kecil (berdiameter kurang dari 0,5 km) sering kali membentuk medan yang terus menerus. 8 bidang kawah diketahui, meliputi 2 hingga 22 kawah (Sikhote-Alin di Uni Soviet, Herault di Prancis, Kentery di Australia, dll.).
Usia kawah (Tabel 5) berkisar dari Kuarter (Sikhote-Alin, USSR) hingga 2000 Ma.
Di Bumi, di mana ada faktor kuat untuk penghancuran struktur geologis, tidak mudah untuk mengenali kawah meteorit.
Di antara tanda-tanda yang berfungsi untuk membedakan kawah meteorit, tempat pertama diberikan kepada sisa-sisa zat meteorit. Ditemukan di 20 kawah dalam bentuk pecahan meteorit (terutama besi), bola besi-nikel, dan ubahan spesifik pada batuan.
Tanda-tanda kawah lainnya ditentukan oleh kekhasan dampak gelombang kejut yang terjadi ketika meteorit bertabrakan dengan batu yang bergerak dengan kecepatan lebih dari 3-4 km / s. Dalam hal ini, tekanan besar muncul, suhu mencapai 10.000 ° C. Waktu tumbukan gelombang kejut pada batu adalah sepersejuta detik, dan peningkatan tekanan tidak lebih dari sepersejuta detik. Dalam mineral dan batuan, terjadi deformasi plastis dan transisi fase padat: pelelehan, dan kemudian penguapan sebagian zat. Dampak gelombang kejut menentukan fitur kawah meteorit: bentuk bulat dan profil melintang yang khas; kawah sederhana berbentuk mangkuk dengan diameter hingga 1 km; kawah agak pipih dengan gundukan di tengahnya, berdiameter 3-4 km; kawah berbentuk piring dengan punggungan annular internal tambahan, dengan diameter 10 km. Mereka juga dicirikan oleh poros annular yang terdiri dari material yang dikeluarkan selama ledakan, pengangkatan annular di sepanjang sisi, zona deformasi di luar kawah, anomali medan magnet dan gravitasi, keberadaan breksi, autigenik, yaitu terdiri dari batuan. hancur tetapi tidak tergeser oleh ledakan, dan alogenik dari puing-puing yang dipindahkan selama ledakan;
kerucut kehancuran (dikenal di 38 kawah), berbentuk kerucut dengan permukaan berkerut dari beberapa sentimeter hingga 12 m, berorientasi dengan puncaknya ke arah pusat ledakan atau menjauh darinya;
adanya benturan dan kaca yang menyatu dan batuan yang mengandung kaca di kawah;
keberadaan mineral di mana ada sistem retakan berorientasi dan perubahan sifat mekanik telah muncul;
adanya mineral yang terjadi pada beban 25-100 kbar (coesite, stishevite, dll);
adanya batuan yang terbentuk dari lelehan kejut dan memiliki komposisi kimia dan mineral tertentu.
Sebagai contoh, perhatikan struktur Zelenogai pada massa kristal Ukraina. Struktur ini berbentuk corong dengan diameter sekitar 1,5 km dan kedalaman hingga 0,2 km. Itu terletak di bebatuan fondasi kuno Platform Eropa Timur, dekat desa Zeleny Gai, wilayah Kirovograd. Corong diisi dengan batuan berpasir-argillaceous yang terpilah buruk dan dibawa (alogenik) dengan breksi (authigenik) yang terbentuk secara lokal, yang terdiri dari fragmen granit. Perubahan telah terjadi di bebatuan corong - tanda-tanda metamorfisme tumbukan, yang hanya dapat dijelaskan oleh tumbukan ultra-kecepatan. Berdasarkan perubahan ini, para ilmuwan menghitung tekanan, yang ternyata lebih dari 105 atm. Beberapa astroblem terbatas pada retakan annular atau arkuata yang berasal dari eksogen, yang dihasilkan dari aksi mekanis gelombang ledakan. Struktur cincin yang berasal dari kosmogenik sangat penting secara praktis - kompleks mineral dapat dikaitkan dengannya.
Struktur cincin tipe teknogenik adalah produk dari aktivitas antropogenik. Dari sudut pandang eksplorasi mineral, mereka tidak menarik.
Ada struktur cincin dan genesis yang tidak dapat dijelaskan. Mereka sudah mulai muncul selama pemrosesan foto-foto ruang angkasa pertama. Pada saat yang sama, sebuah fitur menarik dicatat: semakin tua kompleks batuan yang dipelajari, semakin banyak struktur cincin yang diuraikan di dalamnya. Peningkatan struktur ini juga terlihat pada perisai kuno dan di bagian benua yang lebih dekat ke lautan. Banyak dari formasi ini mulai muncul di ruang bawah tanah di bawah penutup formasi lepas (Gbr. 18). Struktur cincin mulai muncul di mana-mana pada foto-foto ruang angkasa dari berbagai belahan dunia. Diameternya bervariasi dan berfluktuasi dalam rentang yang luas. Pertanyaan tentang asal usul mereka masih terbuka. Ada kemungkinan bahwa mereka adalah analog lama yang terkubur atau hancur dari formasi cincin endogen atau eksogen yang diketahui. Mereka juga dapat mewakili astroblem kuno yang hancur yang menutupi permukaan Bulan dan Marx, yaitu mereka adalah saksi dari tahap lunar (nuklir) perkembangan planet kita. Contohnya adalah struktur cincin yang diidentifikasi dalam citra regional wilayah Laut Aral dan Kyzylkum. Di sana, 9 objek cincin diidentifikasi - pengangkatan melengkung lembut dengan diameter 20 hingga 150 km. Perbandingan data interpretasi dengan hasil survei geofisika memungkinkan untuk menetapkan bahwa bagian dalam struktur cincin hampir selalu sesuai dengan gravitasi negatif dan anomali medan magnet, dan yang tepi dengan yang positif. Analisis data memungkinkan untuk membuat asumsi bahwa struktur cincin Kazakhstan memiliki sejarah geologis yang panjang. Mereka adalah hasil dari penyelarasan isostatik dari cakrawala atas kerak benua di atas area akumulasi materi dengan kepadatan yang berkurang.
Asal usul kuno struktur cincin juga dibuktikan dengan data yang diperoleh dari gambar satelit televisi dari wilayah Siberia Timur, di mana lebih dari 20 struktur seperti itu telah didirikan. Diameter beberapa di antaranya mencapai 700 km. Seringkali struktur cincin ini "terputus" oleh patahan purba, yang aktivitas geologisnya dimulai 2-2,5 miliar tahun yang lalu. Jika struktur cincin dihancurkan oleh patahan, maka itu berarti mereka ada lebih awal, yaitu, mereka muncul pada tahap awal perkembangan Bumi.
Menjadi jelas bahwa struktur cincin memainkan peran yang sangat penting dalam struktur litosfer bumi. Mereka layak mendapat perhatian terdekat. Identifikasi mereka pada citra satelit dan studi di alam dapat secara signifikan mengubah potensi industri dan ekonomi wilayah tertentu. Gambar luar angkasa juga menunjukkan perkembangan luas formasi cincin di Bulan dan planet terestrial (Gbr. 19). Sebuah studi rinci tentang mereka akan menjelaskan sifat dari struktur yang sebagian besar masih misterius ini.
Metode penelitian luar angkasa mulai digunakan oleh para ahli geologi ketika praktis tidak ada lagi “titik putih” yang tersisa di Bumi. Untuk sebagian besar planet kita, peta geologis dan tektonik telah disusun, dari yang paling rinci (di daerah yang berkembang dengan baik) hingga yang pengintaian. Deposito yang terletak di permukaan bumi atau di dekatnya, sebagai suatu peraturan, diketahui oleh ahli geologi. Oleh karena itu, sekarang tugasnya adalah mempelajari pola regional dan global dari lokasi struktur geologi, untuk mengidentifikasi tanda-tanda yang akan membantu mencari endapan yang terletak di area yang luas. Dalam survei geologi dan eksplorasi detail endapan dengan cara biasa, kami mendapatkan deskripsi rinci tentang objek pencarian, tetapi sangat sering kami tidak melihat kelanjutan kondisi geologis yang serupa. Hal ini karena endapan ditutupi oleh lapisan tebal permukaan formasi Kuarter atau oleh komplikasi struktur geologi yang terkait dengan pergerakan yang lebih muda. Dalam hal ini, simpanan tampaknya hilang. Hal ini sering terjadi ketika mencari ladang minyak dan gas. Pandangan dari luar angkasa memungkinkan Anda untuk mensurvei panorama geologis secara keseluruhan, untuk melacak kelanjutan dan akhir struktur bantalan minyak dan gas, ladang bijih, dan patahan.
Tugas utama penelitian geologi adalah memenuhi kebutuhan perekonomian nasional di bidang mineral. Tahap modern dalam menggunakan citra satelit untuk eksplorasi mineral dicirikan sebagai berikut. Menurut gambar yang diterima dari luar angkasa, para ahli mengidentifikasi endapan yang diketahui, serta struktur bantalan minyak dan gas yang memiliki jangkauan luas, dan menetapkan tanda-tanda yang memungkinkan mereka ditemukan. Kecenderungan utama pencarian pekerjaan geologis dengan bantuan gambar ruang angkasa, fotografi dan televisi adalah penyusunan skema survei dan peta. Mereka dibangun atas dasar perbedaan dalam perkembangan tektonik struktur lipatan besar, zona patahan, dan distribusi spasial batuan sedimen, metamorf, dan beku. Dalam sejumlah area terbuka, tampaknya mungkin untuk menyusun katalog berdasarkan foto-foto ruang angkasa. Mereka termasuk struktur lokal (lipatan dan kubah garam, yang menarik dalam hal minyak dan gas). Citra satelit membantu mempelajari posisi mereka dalam struktur wilayah, serta mengungkap peran retakan dalam pembentukan bentuk lipatan dan morfologinya. Hal ini menunjukkan kemungkinan memprediksi pencarian mineral berdasarkan tanda-tanda tidak langsung. Mereka memungkinkan untuk menentukan adanya korelasi struktur geologis tertentu dengan deposit mineral.
Di bidang metalogeni regional, studi tentang retakan regional dan struktur cincin dari citra satelit, serta perbandingan material yang diperoleh dengan peta tektonik dan metalogenik untuk memperjelas pengaruh struktur ini terhadap lokasi endapan, adalah penting. kepentingan tertentu. Keragaman skala citra satelit memungkinkan untuk menetapkan fitur lokalisasi mineralisasi pada tingkat struktural yang berbeda.
Dalam studi metalogenik skala menengah dan besar, kami sekarang memiliki kesempatan untuk mempelajari kandungan bijih struktur secara lebih rinci, untuk menguraikan cakrawala bantalan bijih.
Pekerjaan serupa sedang dilakukan di berbagai daerah di negara kita. Hasil menarik telah diperoleh di Asia Tengah, pada perisai Aldan, di Primorye. Selain itu, penyelesaian masalah pencarian dilakukan dengan mempertimbangkan data penelitian darat dan ruang angkasa.
Kami berbicara tentang kemungkinan memprediksi mineral dengan tanda-tanda tidak langsung. Esensinya terletak pada korelasi struktur geologis atau batuan tertentu dengan endapan mineral. Pada saat yang sama, informasi tentang metode langsung mencari simpanan individu menggunakan citra satelit baru-baru ini muncul. Pencarian langsung mineral dari luar angkasa menjadi mungkin dengan pengenalan pencitraan multi-zona dan praktik penelitian geologi ruang angkasa.
Perubahan kecerahan objek geologis di berbagai zona spektrum yang sempit mungkin merupakan hasil dari akumulasi unsur-unsur kimia tertentu. Kehadiran anomali mereka dapat berfungsi sebagai tanda langsung atau tidak langsung dari keberadaan deposit mineral. Misalnya, dengan menganalisis rasio kecerahan struktur geologi di zona spektrum yang berbeda, sejumlah endapan yang diketahui dapat diidentifikasi dalam gambar dan area baru yang menjanjikan dapat diidentifikasi.
Studi tentang emisi anomali elemen individu di zona spektrum yang berbeda membuka peluang baru bagi ahli geologi dalam menguraikan informasi yang diterima dari luar angkasa. Kita dapat membuat katalog kecerahan radiasi jenis batuan tertentu atau kombinasinya. Akhirnya, kita dapat menyusun katalog kecerahan radiasi yang disebabkan oleh akumulasi elemen tertentu, merekam data ini di komputer, dan menggunakan data ini untuk memutuskan ada atau tidaknya objek pencarian.
Pekerja industri minyak menaruh harapan khusus pada citra satelit. Menurut gambar ruang, struktur tektonik dari berbagai tatanan dapat dibedakan. Hal ini memungkinkan untuk menetapkan dan memperjelas batas-batas cekungan minyak dan gas bumi, mempelajari pola distribusi deposit minyak dan gas yang diketahui, memberikan penilaian prediktif potensi minyak dan gas dari wilayah yang diteliti, dan menentukan arah prioritas. pencarian. Selain itu, seperti yang telah kami katakan, struktur lokal individu, kubah garam dan patahan, yang menarik dalam hal minyak dan gas, diuraikan dengan jelas pada citra satelit. Misalnya, jika selama analisis gambar yang diperoleh dari luar angkasa, terdeteksi anomali yang memiliki konfigurasi dan morfologi yang mirip dengan struktur bantalan minyak dan gas yang diketahui, maka ini akan memungkinkan pencarian minyak di sini. Jelas, anomali ini perlu diverifikasi oleh darat
penelitian di tempat pertama. Pengalaman menguraikan ruang dan citra satelit dari struktur platform menunjukkan kemungkinan nyata untuk mengidentifikasi mineral dari anomali foto di Lempeng Turan dan di Palung Pripyat.
Dengan demikian, tahap modern penelitian ruang angkasa dan geologi sudah ditandai dengan penggunaan praktis citra satelit. Dalam hal ini, timbul pertanyaan: dapatkah metode-metode fadisi dalam pencarian mineral dianggap sudah usang? Tentu saja tidak, tetapi pemotretan dari luar angkasa memungkinkan tidak hanya untuk melengkapi gambaran struktur geologis, tetapi juga untuk mengevaluasi kembali endapan yang telah ditemukan. Oleh karena itu, akan lebih tepat jika dikatakan bahwa kita telah memasuki zaman geologi antariksa.
PENELITIAN RUANG DAN LINGKUNGAN
Masalah interaksi antara manusia dan alam telah lama menarik perhatian para ilmuwan. Akademisi V. I. Vernadsky membandingkan kekuatan dampak manusia pada litosfer dengan proses geologis alami. Dia adalah orang pertama yang memilih di antara cangkang Bumi bagian dekat permukaan kerak bumi - nanosfer - "lingkup pikiran", di mana pengaruh aktivitas manusia mempengaruhi. Dewasa ini, di era revolusi ilmu pengetahuan dan teknologi, pengaruh manusia terhadap alam telah meningkat secara signifikan. Seperti yang ditulis oleh Akademisi E. M. Sergeev, pada tahun 2000 luas Bumi yang ditempati oleh struktur teknik akan menjadi 15%.
Panjang tepi waduk buatan, yang dibuat hanya di Uni Soviet, mendekati ukuran khatulistiwa bumi, dan panjang saluran utama relatif di negara kita telah mencapai 3/C jarak antara Bumi dan Bulan. Panjang total jaringan kereta api dunia adalah sekitar 1400 ribu km. Dengan demikian, nanosfer menempati bentangan luas Bumi, dan setiap tahun mengembang. Dampak manusia terhadap alam bersifat global. Ini adalah proses yang objektif. Namun proses ini harus diprediksi dan dikelola oleh seseorang baik di tingkat global, regional, Tdk maupun lokal. Citra satelit memainkan peran yang sangat berharga dalam hal ini.
Metode luar angkasa untuk mempelajari Bumi terutama ditujukan untuk mempelajari alam. Dengan menggunakan informasi ruang, kita dapat menilai kondisi alam suatu wilayah tertentu, mengidentifikasi bahaya yang mengancam lingkungan alam dan memprediksi konsekuensi dari dampak manusia terhadap alam.
Citra satelit dapat digunakan untuk memetakan perubahan antropogenik di lingkungan: pencemaran atmosfer, wilayah perairan, untuk memantau fenomena lain yang terkait dengan aktivitas manusia. Mereka dapat digunakan untuk mempelajari sifat dan tren perkembangan penggunaan lahan, untuk menyimpan catatan air permukaan dan air tanah, untuk menentukan area banjir oleh air banjir, dan banyak proses lainnya.
Citra satelit tidak hanya membantu untuk mengamati proses yang dihasilkan dari aktivitas manusia, tetapi juga memungkinkan untuk memprediksi efek dari proses ini dan mencegahnya. Peta geoteknik dikompilasi dari citra satelit, mereka berfungsi sebagai dasar untuk memprediksi intensitas proses eksogen yang timbul dari aktivitas manusia. Peta semacam itu diperlukan baik untuk daerah berpenduduk maupun untuk daerah maju. Dengan demikian, area konstruksi Jalur Utama Baikal-Amur menjadi objek perhatian para ilmuwan. Lagi pula, sekarang perlu untuk memprediksi apa dampak pengembangan wilayah ini terhadap alam sekitarnya. Peta teknik-geologi dan ramalan lainnya sekarang sedang disusun untuk wilayah ini dengan bantuan citra satelit.
Rute BAM terletak di zona permafrost. Pengalaman mengembangkan wilayah lain di Utara menunjukkan bahwa sebagai akibat dari perubahan ekonomi dalam situasi alam, rezim suhu permukaan bumi terganggu. Selain itu, pembangunan rel kereta api dan jalan tanah, fasilitas industri dan pembajakan tanah disertai dengan pelanggaran terhadap tanah alami dan tutupan vegetasi. Pembangunan BAM wajib memperhitungkan risiko longsor, semburan lumpur, banjir, banjir dan bencana alam lainnya. Saat memprediksi proses ini, citra satelit digunakan.
Berkat kemungkinan memperoleh gambar ruang dari wilayah yang sama pada waktu yang berbeda dalam sehari, di musim yang berbeda, kita dapat mempelajari dinamika proses eksogen dalam hubungannya dengan aktivitas manusia. Jadi, dengan bantuan citra satelit, peta pengembangan jaringan jurang erosi untuk wilayah stepa negara kita disusun, dan area salinisasi tanah ditandai. Di wilayah wilayah Non-Chernozem, inventarisasi lahan yang digunakan sedang dilakukan, sumber daya air sedang dihitung, dan tempat-tempat pengembangan paling intensif sedang diidentifikasi.
PLANETOLOGI PERBANDINGAN
Kemajuan dalam pengembangan teknologi luar angkasa kini memungkinkan untuk mempelajari planet-planet individu tata surya. Materi yang luas kini telah dikumpulkan untuk mempelajari Bulan, Mars, Venus, Merkurius, dan Jupiter. Perbandingan data ini dengan bahan-bahan pada struktur Bumi berkontribusi pada pengembangan arah ilmiah baru - planetologi komparatif. Apa yang disediakan planetologi komparatif untuk studi lebih lanjut tentang geologi planet kita?
Pertama, metode planetologi komparatif memungkinkan untuk lebih memahami proses pembentukan kerak utama Bumi, komposisinya, berbagai tahap perkembangan, proses pembentukan lautan, munculnya sabuk linier, keretakan, vulkanisme, dll. Data ini juga memungkinkan untuk mengidentifikasi pola baru di lokasi deposit mineral.
Kedua, menjadi mungkin untuk membuat peta tektonik Bulan, Mars dan Merkurius. Metode planetologis komparatif telah menunjukkan bahwa planet-planet terestrial memiliki banyak kesamaan. Ditemukan bahwa mereka semua memiliki inti, mantel dan kerak. Semua planet ini dicirikan oleh asimetri global dalam distribusi kerak benua dan samudera. Sistem patahan telah ditemukan di litosfer planet-planet ini dan di dekat Bulan, dan retakan tarik terlihat jelas, yang menyebabkan pembentukan sistem keretakan di Bumi, Mars, dan Venus (Gbr. 20). Hanya di Bumi dan Merkurius yang memiliki struktur kompresi sejauh ini. Hanya di planet kita ada sabuk lipat, shift raksasa, dan karikatur. Di masa depan, kita harus mencari tahu alasan perbedaan struktur kerak bumi dan planet lain, untuk menentukan apakah ini karena energi internal atau karena hal lain.
Analisis planetologis komparatif menunjukkan bahwa di litosfer planet terestrial seseorang dapat membedakan benua,
wilayah samudera dan transisi. Ketebalan kerak di Bumi, Bulan, Mars, dan planet terestrial lainnya, menurut perhitungan ahli geofisika, tidak melebihi 50 km (Gbr. 21).
Penemuan gunung berapi purba di Mars dan vulkanisme modern di satelit Yupiter Io menunjukkan kesamaan proses pembentukan litosfer dan transformasi selanjutnya; bahkan bentuk peralatan vulkanik ternyata serupa.
Studi kawah meteorit di Bulan, Mars dan Merkurius menarik perhatian untuk mencari formasi serupa di Bumi. Sekarang lusinan kawah meteorit kuno - astroblem - dengan diameter hingga 100 km telah ditemukan. Jika ada diskusi panjang tentang kawah bulan seperti itu tentang asal vulkanik atau meteoritnya, maka setelah penemuan kawah serupa di satelit Mars Phobos dan Deimos, hipotesis meteorit lebih disukai.
Metode planetologi komparatif sangat penting secara praktis untuk geologi. Menembus lebih dalam ke perut Bumi untuk mencari fosil, ahli geologi semakin dihadapkan dengan masalah pembentukan kerak awal. Pada saat yang sama, hubungan antara endapan bijih dan struktur struktur cincin diuraikan. Sudah ada hipotesis bahwa pola cincin utama kerak bumi, yang muncul hampir 4 miliar tahun yang lalu, dapat menentukan proses perpindahan panas dan massa yang tidak merata dari lapisan dalam ke permukaan kerak bumi. Dan ini, tentu saja, akan mempengaruhi distribusi batuan beku, deposit bijih, dan pembentukan deposit minyak dan gas. Ini adalah salah satu alasan untuk "kosmisasi" geologi, keinginan untuk mempelajari geologi benda-benda planet lain dan meningkatkan berdasarkan ide-idenya tentang struktur Bumi, asal usul dan perkembangannya.
Metode planetologis komparatif, sebagaimana telah disebutkan, memungkinkan untuk menyusun peta tektonik pertama Bulan, Mars, dan Merkurius (Gbr. 22).
Dalam beberapa tahun terakhir, peta tektonik pertama Mars pada skala 1:20,000,000 disusun di Laboratorium Geologi Luar Angkasa di Universitas Moskow.Saat membangunnya, penulis menemukan hal-hal yang tidak terduga: gunung berapi yang megah, retakan raksasa di kerak bumi, ladang yang luas. bukit pasir, asimetri yang jelas dalam struktur belahan bumi selatan dan utara planet ini, jejak yang berbeda dari saluran berliku lembah kuno, ladang lava yang luas, sejumlah besar struktur cincin. Namun, informasi terpenting tentang komposisi batuan, sayangnya, belum tersedia. Oleh karena itu, tentang lava apa yang keluar dari ventilasi gunung berapi Mars dan bagaimana perut planet ini diatur, sejauh ini kita hanya bisa berspekulasi.
Kerak Mars primer dapat ditemukan di daerah setiap belahan bumi yang secara harfiah dihiasi dengan kawah. Kawah ini, yang memiliki penampilan yang sama dengan struktur cincin Bulan dan Merkurius, muncul, menurut sebagian besar peneliti, sebagai akibat dari dampak meteorit. Di Bulan, bagian utama dari kawah terbentuk sekitar 4 miliar tahun yang lalu sehubungan dengan apa yang disebut "pengeboman berat" dari segerombolan meteorit yang mengelilingi tubuh planet yang sedang terbentuk.
Salah satu ciri khas permukaan Mars adalah pembagian yang jelas menjadi belahan utara (samudera) dan selatan (benua), terkait dengan asimetri tektonik planet ini. Asimetri ini tampaknya muncul sebagai akibat dari ketidakhomogenan utama komposisi Mars, yang merupakan ciri khas semua planet dari kelompok terestrial.
Belahan bumi selatan kontinental Mars naik di atas rata-rata planet ini sejauh 3-5 km (Gbr. 23). Di medan gravitasi benua Mars, anomali negatif mendominasi, yang dapat disebabkan oleh penebalan kerak dan kepadatannya yang berkurang. Dalam struktur wilayah benua, bagian inti, internal dan marginal dibedakan. Inti biasanya muncul sebagai massa terangkat dengan banyak kawah. Massa seperti itu didominasi oleh kawah zaman paling kuno, yang tidak terpelihara dengan baik dan diekspresikan secara tidak jelas dalam foto-foto.
Bagian dalam, dibandingkan dengan inti benua, kurang "jenuh" dengan kawah, dan kawah yang lebih muda mendominasi di antara mereka. Bagian marjinal benua adalah tepian lembut yang membentang ratusan kilometer. Di beberapa tempat di sepanjang ubtup marjinal, sesar normal bertangga dicatat.
Patahan dan retakan di wilayah benua Mars berorientasi terutama ke arah timur laut dan barat laut. Pada foto-foto luar angkasa, garis-garis ini tidak diungkapkan dengan sangat jelas, yang menunjukkan kekunoannya. Sesar Volyinstvo memiliki panjang beberapa puluh kilometer, tetapi di beberapa tempat dikelompokkan menjadi kelurusan yang cukup panjang. Orientasi yang berbeda dari kelurusan tersebut pada sudut 45° terhadap meridian memungkinkan untuk mengaitkan pembentukannya dengan pengaruh gaya putar. Mungkin, kelurusan bisa muncul pada tahap pembentukan kerak primer. Perlu dicatat bahwa kelurusan Mars mirip dengan rekahan planet di kerak bumi.
Pembentukan benua Mars berlanjut untuk waktu yang lama. Dan proses ini berakhir mungkin sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Di beberapa tempat di planet ini, ada formasi misterius yang menyerupai dasar sungai yang kering (Gbr. 24).
Beras. 23. Gambar detail permukaan Mars, diperoleh dari papan stasiun Viking. Fragmen sudut dan blok lava berpori terlihat.
Seluruh belahan utara (samudera) Mars adalah dataran luas yang disebut Great Northern Plain. Itu terletak 1-2 km di bawah tingkat rata-rata planet ini.
Menurut data yang diperoleh, anomali positif dari medan gravitasi berlaku di dataran. Ini memungkinkan kita untuk berbicara tentang keberadaan kerak yang lebih padat dan lebih tipis di sini daripada di daerah benua. Jumlah kawah di belahan bumi utara sedikit, dan kawah kecil mendominasi, dengan tingkat pelestarian yang baik. Biasanya ini adalah kawah termuda. Oleh karena itu, utara
Beras. 24. Permukaan (Mars, diambil dari stasiun Viking. Terlihat kawah tumbukan dan jejak sungai, yang mungkin terbentuk selama pencairan es yang menutupi kutub planet ini.
dataran secara keseluruhan jauh lebih muda dari daerah kontinental. Dilihat dari kelimpahan kawah, usia permukaan dataran adalah 1-2 miliar tahun, yaitu pembentukan dataran terjadi lebih lambat dari pembentukan benua.
Area dataran yang luas ditutupi dengan lava dengan komposisi basaltik. Kami yakin akan hal ini dengan tepian berliku di batas lapisan lava, yang dapat dibedakan dengan jelas pada citra satelit, dan di beberapa tempat oleh aliran lava itu sendiri dan struktur vulkanik. Dengan demikian, asumsi distribusi yang luas dari endapan aeolian (yaitu, terbawa angin) di permukaan dataran Mars tidak dikonfirmasi.
Dataran belahan bumi dibagi menjadi yang kuno, yang dibedakan oleh nada yang lebih gelap atau tidak seragam di foto, dan yang muda terang, relatif rata di foto, dengan kawah langka.
Di daerah subpolar, dataran basaltik ditumbuhi oleh batuan sedimen berlapis setebal beberapa kilometer. Asal usul strata ini mungkin angin glasial. Depresi tatanan planet, mirip dengan dataran Mars, biasanya disebut wilayah samudera. Tentu saja, istilah ini, yang ditransfer dari tektonik terestrial ke struktur Bulan dan Mars, mungkin tidak sepenuhnya berhasil, tetapi ini mencerminkan pola tektonik global yang umum di planet-planet ini.
Proses tektonik muluk yang menyebabkan munculnya depresi samudera di belahan bumi utara tidak bisa tidak mempengaruhi struktur belahan bumi yang terbentuk sebelumnya. Perubahan yang sangat signifikan telah dilakukan pada bagian-bagian marginalnya. Di sini, dataran tinggi marginal yang luas dengan bentuk tidak beraturan dengan relief halus muncul, seolah-olah membentuk tangga di tepi benua. Jumlah kawah yang menutupi dataran tinggi marginal lebih sedikit daripada di benua dan lebih banyak daripada di dataran samudera.
Dataran tinggi marjinal dalam banyak kasus dibedakan di permukaan Mars dengan warna paling gelap. Selama pengamatan teleskopik, mereka dibandingkan dengan "laut" bulan. Mungkin, ketebalan bahan regolit klastik tipis yang menutupi "laut" bulan dan kerak pelapukan kecil di sini, dan warna permukaan sebagian besar ditentukan oleh basal berwarna gelap yang mendasarinya. Dapat diasumsikan, bahwa. pembentukan dataran tinggi vulkanik marjinal bertepatan dengan tahap awal pembentukan depresi samudera. Oleh karena itu, menentukan usia daerah tersebut akan membantu memperkirakan waktu transisi dari tahap benua ke samudera dalam sejarah litosfer Mars.
Selain dataran samudera, pada peta Mars, depresi melingkar Argir dan Hellas dibedakan secara tajam dengan diameter masing-masing 1000 dan 2000 km.
Di dasar datar dari depresi ini, yaitu 3-4 km di bawah rata-rata Mars, hanya kawah muda individu dengan ukuran kecil dan pelestarian yang baik yang terlihat. Depresi diisi dengan deposit eolian. Pada peta gravitasi, depresi ini sesuai dengan anomali positif yang tajam.
Di sepanjang tepi cekungan, gunung menjulang setinggi 200-300 km dengan kenaikan relief yang dibedah, yang biasa disebut "Cordillera", berdekatan dengan laut melingkar. Pembentukan pengangkatan ini di semua planet dikaitkan dengan pembentukan depresi melingkar pada relief.
Depresi melingkar dan "Cordilleras" disertai dengan sesar konsentris radial. Cekungan dibatasi oleh tepian cincin tajam setinggi 1-4 km, yang menunjukkan sifat patahan mereka. Di beberapa tempat, sesar busur terlihat di Cordillera. Sepanjang pinggiran depresi melingkar, sesar radial diuraikan, meskipun mereka tidak diungkapkan dengan sangat jelas.
Pertanyaan tentang asal mula depresi Argir dan Hellas belum diselesaikan dengan jelas. Di satu sisi, mereka menyerupai kawah raksasa yang dapat terbentuk selama tumbukan meteorit, seukuran asteroid. Dalam hal ini, massa sisa badan meteorit, yang tersembunyi di bawah lapisan basal dan endapan pasir, dapat berfungsi sebagai sumber anomali gravitasi positif yang signifikan, dan struktur yang terletak di atasnya disebut thalassoid (mis., mirip dengan depresi samudera).
Di sisi lain, kesamaan karakteristik gravitasi dan topografi menunjukkan bahwa depresi Argir dan Hellas terbentuk sebagai hasil dari evolusi planet, karena diferensiasi zat di kedalaman.
Jika di Bulan, setelah pembentukan "samudra" dan "laut" basal, aktivitas tektonik mulai melemah, maka di Mars, deformasi dan vulkanisme yang relatif muda terwakili secara luas. Mereka menyebabkan restrukturisasi yang signifikan dari struktur kuno. Di antara neoplasma ini, pengangkatan Tharsis melengkung raksasa, yang memiliki garis bulat, paling menonjol. Diameter pengangkatan adalah 5-6 ribu km. Di pusat Tharsis adalah struktur vulkanik utama Mars.
Gunung berapi perisai terbesar Tharsis - Gunung Olympus dengan diameter sekitar 600 km - naik di atas tingkat Rata-rata Mars sebesar 27 km. Puncak gunung berapi adalah kaldera yang luas dengan diameter 65 km. Tepian curam dan dua kawah berdiameter sekitar 20 km terlihat di bagian dalam kaldera. Dari luar, kaldera dikelilingi oleh kerucut yang relatif curam, di sepanjang pinggirannya aliran lava dengan pola radial menyebar. Aliran yang lebih muda terletak lebih dekat ke atas, yang menunjukkan kepunahan aktivitas gunung berapi secara bertahap. Gunung berapi perisai Gunung Olympus dikelilingi oleh tepian yang curam dan agak tinggi, pembentukannya dapat dijelaskan oleh peningkatan viskositas magma gunung berapi. Asumsi ini konsisten dengan data tentang ketinggiannya yang lebih besar dibandingkan dengan gunung berapi yang berjarak dekat di Pegunungan Tharsis.
Di gunung berapi perisai dari lengkungan Tharsis, sesar busur digariskan di sepanjang pinggiran. Pembentukan retakan tersebut dijelaskan oleh tegangan yang disebabkan oleh proses erupsi. Sesar arkuata yang serupa, karakteristik dari banyak wilayah vulkanik di Bumi, menyebabkan pembentukan banyak struktur cincin volkanotektonik.
Dalam kondisi terestrial, kubah, gunung berapi, dan celah sering membentuk wilayah tektonik gunung berapi tunggal. Pola serupa muncul di Mars. Dengan demikian, sistem patahan, dinamai graben terbesar, sistem Koprat, dapat ditelusuri ke arah latitudinal sepanjang khatulistiwa pada jarak 2500-2700 km. Lebar sistem ini mencapai 500 km, dan terdiri dari serangkaian graben mirip celah hingga lebar 100–250 km dan kedalaman 1–6 km.
Di lereng lain dari lengkungan Tharsis, sistem patahan juga terlihat, berorientasi, sebagai aturan, secara radial sehubungan dengan lengkungan. Ini adalah sistem pengangkatan dan penurunan yang memanjang secara linier, lebarnya hanya beberapa kilometer, dibatasi di kedua sisinya oleh patahan. Panjang retakan individu bervariasi dari puluhan hingga ratusan kilometer. Di permukaan bumi, tidak ada analog lengkap untuk sistem patahan paralel yang berjarak dekat di Mars, meskipun pola patahan serupa muncul pada gambar ruang angkasa dari beberapa wilayah vulkanik, seperti Islandia.
Sesar-sesar yang merambat ke barat daya dari lengkungan Tharsis naik dan memanjang jauh ke kedalaman wilayah kontinen memiliki pola yang berbeda, merupakan rangkaian garis yang hampir sejajar dan jelas serta memiliki panjang 1800 km dan lebar 700-800 km. interval yang kira-kira sama di antara mereka. Di permukaan, sesar diekspresikan oleh tepian, kadang-kadang alur. Ada kemungkinan bahwa sistem ini dibentuk oleh patahan asal kuno, diperbarui selama pengembangan lengkungan Tharsis. Tidak ada sistem patahan serupa di permukaan bumi dan planet-planet terestrial lainnya.
Studi tentang citra satelit Mars dan meluasnya penggunaan metode analisis planet komparatif mengarah pada kesimpulan bahwa tektonik Mars memiliki banyak fitur yang sama dengan tektonik Bumi.
Karya seorang ahli geologi dikipasi oleh romansa pencarian dan penemuan. Mungkin tidak ada sudut negara kita yang begitu luas yang belum dieksplorasi oleh para ahli geologi. Dan hal ini dapat dimaklumi, karena dalam kondisi revolusi ilmu pengetahuan dan teknologi, peran sumber daya mineral dalam perekonomian negara telah meningkat secara signifikan. Kebutuhan bahan baku bahan bakar dan energi, terutama minyak dan gas bumi, meningkat tajam. Berat semakin banyak bijih yang dibutuhkan, bahan baku untuk industri kimia dan konstruksi. Ahli geologi juga dihadapkan dengan masalah penggunaan rasional dan perlindungan sumber daya alam planet kita. Profesi seorang ahli geologi menjadi lebih kompleks. Dalam geologi modern, prakiraan yang didukung secara ilmiah dan hasil penemuan baru banyak digunakan, dan teknologi modern digunakan. Aliansi dengan astronotika membuka cakrawala baru untuk geologi. Dalam buku ini, kita hanya menyentuh beberapa masalah yang dipecahkan dalam geologi dengan bantuan metode ruang angkasa. Metode ruang angkasa yang kompleks memungkinkan untuk mempelajari struktur dalam kerak bumi. Ini memberikan kesempatan untuk mengeksplorasi struktur baru dengan mineral yang dapat diasosiasikan. Metode ruang sangat efektif dalam mengidentifikasi endapan yang terbatas pada patahan dalam. Penggunaan metode luar angkasa berpengaruh besar dalam pencarian minyak dan gas.
Kunci keberhasilan penerapan metode ruang dalam geologi adalah pendekatan terintegrasi terhadap analisis hasil yang diperoleh. Banyak sistem kelurusan dan struktur cincin diketahui dari metode survei geologi lainnya. Oleh karena itu, wajar timbul pertanyaan untuk membandingkan hasil informasi antariksa dengan informasi yang tersedia pada peta geologi dan geofisika dari berbagai kandungan. Diketahui bahwa ketika membedakan sesar, manifestasi morfologi bagian depannya di permukaan, celah di bagian geologis, fitur struktural dan magmatik diperhitungkan. Di bidang geofisika, patahan dicirikan oleh patahan dan perpindahan batas seismik dalam, perubahan bidang geofisika, dll. Oleh karena itu, ketika membandingkan patahan dalam yang diidentifikasi dari gambar luar angkasa, kami mengamati kebetulan terbesar dengan patahan yang ditampilkan pada peta geologi. Jika dibandingkan dengan data geofisika, lebih sering terjadi ketidaksesuaian dari segi fotoanomali dan sesar. Ini disebabkan oleh fakta bahwa dengan perbandingan seperti itu, kita berurusan dengan elemen-elemen struktur dengan tingkat kedalaman yang berbeda. Data geofisika menunjukkan distribusi faktor anomali di kedalaman. Citra satelit menunjukkan posisi fotoanomali, yang memberikan proyeksi struktur geologi ke permukaan bumi. Oleh karena itu, penting untuk memilih serangkaian pengamatan rasional yang memungkinkan seseorang mengidentifikasi objek geologis pada citra satelit. Di sisi lain, perlu mempertimbangkan kekhususan informasi ruang angkasa dan secara jelas mendefinisikan kemampuannya dalam memecahkan berbagai masalah geologis. Hanya serangkaian metode yang memungkinkan untuk secara sengaja dan ilmiah mendukung pencarian mineral, untuk mempelajari fitur struktural kerak bumi.
Penggunaan praktis bahan yang diperoleh dari luar angkasa menimbulkan masalah dalam menilai efisiensi ekonominya. Itu tergantung pada bagaimana informasi yang baru diperoleh bertepatan dengan hasil studi geologi dan geofisika tanah. Pada saat yang sama, semakin baik kecocokan, semakin sedikit biaya yang dibutuhkan untuk pekerjaan lebih lanjut. Jika penelitian geologi dilakukan dengan tujuan untuk mencari mineral, maka itu menjadi lebih fokus, yaitu, jika hasilnya cocok, kita berbicara tentang mengklarifikasi informasi tentang objek, struktur yang informasinya tidak terbantahkan.
Dalam kasus lain, informasi baru yang lebih akurat muncul pada gambar luar angkasa, yang tidak dapat diberikan oleh metode lain. Tingginya kandungan informasi metode ruang disebabkan oleh kekhasan pencitraan ruang (generalisasi, integrasi, dll.). Dalam hal ini, efisiensi ekonomi ditingkatkan dengan memperoleh informasi tentang struktur baru. Penggunaan metode antariksa tidak hanya membawa lompatan kuantitatif tetapi, di atas segalanya, lompatan kualitatif dalam memperoleh informasi geologis. Selain itu, sebagai hasil dari peningkatan teknologi pencitraan satelit, kemungkinan penggunaan geologisnya akan meningkat.
Menyimpulkan apa yang telah dikatakan, kita dapat merumuskan keuntungan informasi yang diterima dari luar angkasa sebagai berikut:
1) kemungkinan mendapatkan gambar Bumi dari jarak jauh dari detail ke global;
2) kemungkinan mempelajari wilayah yang sulit diakses untuk metode penelitian tradisional (pegunungan tinggi, wilayah kutub, wilayah perairan dangkal);
3) kemungkinan pembuatan film dengan frekuensi yang diperlukan;
4) ketersediaan metode survei segala cuaca;
5) efisiensi survei area yang luas;
6) kelayakan ekonomi.
Ini adalah hari ini geologi ruang. Informasi ruang angkasa memberi para ahli geologi banyak bahan menarik yang akan berkontribusi pada penemuan deposit mineral baru. Metode penelitian luar angkasa telah memasuki praktik eksplorasi geologi. Pengembangan lebih lanjut mereka membutuhkan koordinasi upaya ahli geologi, ahli geografi, ahli geofisika dan spesialis lain yang terlibat dalam studi Bumi.
Tugas penelitian selanjutnya harus mengikuti hasil penggunaan praktis fasilitas ruang angkasa dan mengejar tujuan pengembangan lebih lanjut dan peningkatan efisiensi metode untuk mempelajari Bumi dari luar angkasa. Tugas-tugas ini terkait dengan perluasan penelitian ruang angkasa yang kompleks menggunakan komputer, penyusunan peta generalisasi yang memungkinkan untuk mempelajari struktur global dan lokal kerak bumi untuk studi lebih lanjut tentang keteraturan dalam distribusi mineral. Pandangan global dari luar angkasa memungkinkan kita untuk mempertimbangkan Bumi sebagai mekanisme tunggal dan lebih memahami dinamika proses geologis dan geografis modernnya.
LITERATUR
Barret E., Curtis L. Pengantar geografi ruang angkasa. M, 1979.
Kats Ya. G., Ryabukhin A. G., Trofimov D. M. Metode luar angkasa dalam geologi. M., 1976.
Katz Ya.G. dkk. Ahli geologi mempelajari planet. M., Nedra, 1984.
Knizhnikov Yu.Ya.Dasar-dasar metode penelitian geografis kedirgantaraan.... M, 1980.
Kravtsova V. I. Pemetaan ruang angkasa. M, 1977.
Eksplorasi luar angkasa di Uni Soviet. 1980. Penerbangan berawak. M., Nauka, 1982.
|||||||||||||||||||||||||||||||||
Buku pengenalan teks dari gambar (OCR) - studio kreatif BK-MTGC.
Pesawat ruang angkasa otomatis Tergantung pada jalur penerbangan, mereka dibagi menjadi beberapa jenis berikut:
satelit bumi buatan
pesawat ruang angkasa untuk penerbangan ke planet-planet tata surya,
Pesawat ruang angkasa untuk penerbangan di luar tata surya.
1.Satelit Buatan Bumi (AES) mencirikan jarak yang relatif kecil dari Bumi, frekuensi perubahan kondisi eksternal dan perjalanan di wilayah geografis tertentu di Bumi, kelipatan dari periode sirkulasi. HIS, tergantung pada tujuannya, dibagi menjadi riset dan teknis.
Ke satelit penelitian meliputi: sumber daya, meteorologi, geodesi, astronomi, dan geofisika. Ke teknis termasuk satelit komunikasi dan navigasi.
Satelit sumber daya dirancang untuk mempelajari sumber daya alam di Bumi. Satelit sumber daya yang digunakan untuk mempelajari sumber daya alam, tergantung pada peralatan untuk survei, dibagi menjadi satelit buatan yang dilengkapi dengan peralatan penginderaan jauh optik (Landsat Amerika, Spot Prancis, IRS India, Adeos Jepang, Mecb Brasil, Cber China, dan Resurs- 0") dan AES yang dilengkapi dengan sistem radar (sistem antariksa Eropa Ers and Envisat, satelit Jepang Jers-1, Radarsat Kanada, satelit Almaz Rusia, dan modul Rusia Priroda).
Ada tiga jenis utama sensor optik untuk penginderaan jauh Bumi: kamera televisi, kamera optik dengan pemindaian mekanis, kamera optoelektronik pada perangkat charge-coupled (CCD). Kamera televisi beroperasi dalam kisaran yang sama (0,4-0,9 mikron) sebagai kamera fotografi dan digunakan untuk menghasilkan gambar dengan resolusi sedang. Memotret kamera optik dengan pemindaian mekanis, dibandingkan dengan kamera televisi, memiliki rentang spektral pemotretan yang lebih luas: dari ultraviolet hingga inframerah termal (0,3-14 mikron). Kamera optoelektronik pada CCD tidak menggunakan elemen yang dipindai secara mekanis. Garis gambar dalam satu rentang spektral dibentuk menggunakan array linier (garis) detektor CCD yang berorientasi tegak lurus terhadap arah penerbangan satelit. Pemindaian gambar yang mendesak dilakukan dengan aktivasi elektronik berturut-turut dari detektor.
satelit sumber daya, dilengkapi dengan peralatan radar memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan satelit yang dilengkapi dengan peralatan optik, yang terdiri dari kemungkinan pemotretan dalam kondisi cahaya dan cuaca apa pun. Selain itu, dengan penggunaan radar pemindaian samping (radar BO), dimungkinkan untuk memperoleh gambar tidak hanya permukaan bumi, tetapi juga objek yang terletak pada kedalaman tertentu.
Satelit sumber daya yang dirancang untuk mempelajari perubahan lingkungan global dibuat di bawah program AS EOS. Sebagai bagian dari program EOS hingga 2014. 21 satelit akan diluncurkan, dengan bantuan yang studi komprehensif tentang atmosfer, lautan, kriosfer, biosfer dan permukaan tanah akan dilakukan, dan sejumlah percobaan akan dilakukan terkait dengan studi fitur-fitur energi planet. keseimbangan, sirkulasi air global dan siklus biogeokimia. Pada saat yang sama, program ini akan merekam perubahan global yang sedang berlangsung, mengidentifikasi proses kunci yang mengatur keadaan lingkungan alam, dan meningkatkan model yang memungkinkan mempelajari dan memprediksi perubahan ini.
Pekerjaan di bawah program EOS dilakukan di tiga bidang utama: pengembangan cabang ilmiah yang terkait dengan studi proses global, alami, dan antropogenik yang terjadi di planet ini; penciptaan sistem informasi global; serta peluncuran pesawat luar angkasa seri EOS secara berurutan ke orbit. Pemrosesan dan pengarsipan informasi masuk yang berasal dari satelit seri EOS akan dilakukan oleh 8 pusat penelitian.
satelit cuaca Tergantung pada jenis orbitnya, mereka dapat dibagi menjadi dua kelompok: satelit yang diluncurkan ke orbit subpolar rendah dan satelit yang beroperasi di orbit geostasioner. Sistem meteorologi dengan pesawat ruang angkasa di orbit kutub rendah memberikan solusi dari tugas-tugas berikut:
Pemantauan tutupan awan Bumi dan fenomena cuaca lainnya dalam rentang spektrum tampak dan inframerah;
Pengukuran profil vertikal suhu atmosfer, karakteristik angin permukaan dan suhu permukaan laut;
Peringatan dini fenomena alam berbahaya;
Memperoleh informasi tentang keadaan ruang dekat Bumi;
Pengumpulan informasi dari platform untuk pemantauan geofisika lingkungan;
Penerimaan dan penyampaian sinyal marabahaya dalam kerangka sistem pencarian dan penyelamatan, serta penentuan lokasi sumber sinyal tersebut.
Informasi meteorologi berasal dari tiga tingkatan. Pertama - stasiun orbital jangka panjang - pengamatan visual pasang surut, runtuh, badai debu dan pasir, tsunami, angin topan. Yang kedua - satelit otomatis jenis Meteor, NOAA - memberikan informasi untuk prakiraan cuaca dalam skala global dan lokal, serta pengamatan proses skala menengah dan lokal di atmosfer. Yang ketiga adalah satelit dengan orbit geostasioner untuk pemantauan terus menerus proses dinamis global di atmosfer bumi.
Kelompok pertama termasuk satelit dari sistem meteorologi NOAA (AS), sistem satelit meteorologi Rusia "METEOR" dan satelit Cina dari seri FY-1.
Kelompok kedua termasuk satelit yang diluncurkan ke orbit geostasioner tinggi. Amerika Serikat (sistem Geos), Badan Antariksa Eropa (sistem Meteor), Rusia (satelit Elektro), India (sistem Insat), dan Jepang (sistem GMS) memiliki satelit meteorologi geostasioner.
Sistem geostasioner Geos didasarkan pada dua pesawat ruang angkasa geostasioner tipe Geos dan menyediakan informasi operasional tentang keadaan cuaca, deteksi dini bahaya alam seperti angin topan dan badai parah, pengumpulan dan transmisi ulang ke pusat tanah, pemrosesan data dari tanah , platform laut dan udara untuk memantau lingkungan, lingkungan, serta memperoleh informasi tentang keadaan ruang dekat Bumi.
Satelit geodesi dirancang untuk membangun jaringan geodetik - triangulasi spasial, untuk menentukan sosok Bumi dan mempelajari strukturnya. Untuk tujuan ini, satelit Amerika dari seri Geos digunakan.
Satelit astronomi memungkinkan Anda untuk mempelajari planet lain dan menghindari pengaruh atmosfer, mis. penelitian dapat dilakukan dalam rentang spektrum yang lebih luas daripada dari Bumi.
Sejumlah satelit astronomi telah dikembangkan di Amerika Serikat. Ini terutama laboratorium astronomi orbital ”(OAO) dengan bantuan penelitian yang dilakukan di kisaran ultraviolet Venus, Mars, Jupiter, Saturnus, dan Uranus. Satelit SAS dimaksudkan untuk eksplorasi ruang angkasa dalam rentang spektrum sinar-X dan sinar gamma. Selain itu, 2 Desember 1995. Badan Antariksa Eropa (ESA) dan Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional AS (NASA) meluncurkan laboratorium surya orbital Soho, yang dirancang untuk mempelajari hubungan matahari-terestrial dan proses yang terjadi di heliosfer.
Geofisik satelit digunakan untuk mempelajari lapisan atas atmosfer dan luar angkasa yang paling dekat dengan bumi. Ini termasuk satelit dari seri Kosmos.
Satelit komunikasi milik teknis dan menyediakan relai sinyal radio antara stasiun bumi yang terletak pada jarak yang sangat jauh satu sama lain. Di Rusia, satelit seri Orbita, Ekran, Horizont digunakan untuk tujuan ini. Di Amerika Serikat, satelit seri Intelsat digunakan untuk menyediakan komunikasi, yang menyediakan komunikasi dengan 73 stasiun bumi di 55 negara dan memungkinkan melayani hingga 30.000 saluran telepon. Untuk penyiaran televisi, NASA telah mengembangkan ATS satelit khusus, yang tugasnya mencakup transmisi ulang program televisi, serta memecahkan masalah meteorologi dan navigasi.
navigasi satelit dirancang untuk menentukan posisi kapal dan pesawat relatif terhadap satelit navigasi di beberapa titik di orbit. Untuk tujuan ini, satelit Amerika dari seri Transit dan Secor digunakan.
Pesawat ruang angkasa untuk penerbangan ke Bulan. Stasiun antarplanet otomatis Soviet (AMS) "Zond" dan stasiun bulan otomatis seri "Luna" digunakan untuk mempelajari permukaan bulan.
AMS "Zond" digunakan untuk melatih teknik terbang ke Bulan dan kembali ke Bumi, serta memotret permukaan bulan. Untuk pertama kalinya fotografi sisi jauh Bulan dilakukan oleh AMS "Zond-5", dan saat kembali ke Bumi pada 21 September 1968, Bumi dipotret dari jarak 90.000 km. AMS "Zond-6-8" memotret permukaan Bulan dari orbit sirkumlunar dari jarak sekitar 3.000 km, dengan tujuan memetakan terutama sisi Bulan yang tidak terlihat.
Stasiun bulan otomatis "Luna" dirancang untuk mengambil sampel tanah bulan dan mengirimkannya ke Bumi, serta mengirimkan laboratorium bergerak "Lunokhod" ke permukaan bulan.
Orang Amerika menggunakan MAC Surveyor dan pesawat ruang angkasa berawak seri Apollo untuk menjelajahi bulan. 20 Juli 1969 Program 10 tahun Amerika untuk mendaratkan manusia di bulan berakhir. 19 Juli 1969 Pesawat ruang angkasa berawak Apollo 11 dengan astronot di dalamnya diluncurkan ke Bulan. Setelah penerbangan empat hari, pesawat ruang angkasa yang membawa Komandan Ekspedisi Neil Armstrong, Pilot Komando Michael Collins, dan Pilot Lunar Edwin Aldrin, mendarat di permukaan bulan. 6 jam setelah mendarat, Neil Armstrong adalah orang pertama yang menginjak permukaan bulan dan mengucapkan kata-kata berikut: "Langkah kecil ini untuk satu orang, lompatan besar bagi seluruh umat manusia." Tugas utama ekspedisi pertama adalah pengiriman dan pemasangan berbagai instrumen di permukaan bulan dan pemilihan tanah bulan (22 kg).
Secara total, dalam periode 19 Juli 1969. hingga 7 Desember 1972 7 ekspedisi dilakukan ke Bulan, enam di antaranya berhasil. Akibatnya, permukaan bulan difoto, struktur geologi permukaan bulan dipelajari, dan kandungan tinggi isotop Helium-3 di tanah bulan, yang dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik termonuklir yang ramah lingkungan, didirikan. .
Pada tahun 1998 Di Amerika Serikat, Lunar Prospector MAS diluncurkan untuk mensurvei dan mempelajari permukaan bulan.
2. Pesawat luar angkasa untuk penerbangan ke planet-planet tata surya. Pesawat ruang angkasa jenis ini diklasifikasikan menurut planet, fitur yang secara signifikan mempengaruhi konstruksi pesawat ruang angkasa, terutama pada pendaratan pesawat ruang angkasa di planet ini. Perangkat ini memiliki jarak yang jauh lebih besar dari Bumi dan durasi penerbangan dibandingkan dengan perangkat bulan.
Untuk mempelajari planet-planet terestrial (Merkurius, Venus, Mars), stasiun otomatis antarplanet Soviet "Vega", "Venus", dan "Mars" dan "Mariner", "Viking" dan "Mars-Pathfinder" Amerika digunakan.
Minat terbesar di antara para ilmuwan adalah studi tentang planet Mars, dalam hal keberadaan kehidupan di atasnya. Secara total, 18 ekspedisi ke Mars dilakukan di Uni Soviet, 10 di antaranya tidak berhasil, 7 menyelesaikan tugas hanya sebagian, dan 1 sangat berhasil. Di AS, 11 ekspedisi dilakukan, tiga di antaranya tidak berhasil. Peluncuran terakhir MAS Pathfinder Mars, yang dimulai pada Desember 1996, ternyata menjadi yang paling produktif. dan mendarat pada Hari Kemerdekaan AS 4 Juli 1997. Sebuah rover seberat 20 kg dikirim ke permukaan Mars, dengan bantuan yang permukaannya disurvei dan analisis kimia tanah dilakukan.
Sesuai dengan program NASA Amerika, direncanakan pada tahun 2005. mengirimkan tanah Mars ke Bumi, dan pada tahun 2012. melakukan penerbangan berawak pertama ke Mars.
American MAS Pioneer dan Cassini digunakan untuk mempelajari planet-planet dari kelompok Jupiter.
Pada tahun 1996 Spesialis NASA meluncurkan wahana Shoemaker untuk pertama kalinya untuk mempelajari asteroid, yang berhasil diluncurkan ke orbit, dan kemudian mendarat di permukaan asteroid Eros.
3Pesawat luar angkasa untuk penerbangan di luar tata surya. Saat ini, hanya satu peralatan yang telah mengatasi ruang tata surya, meninggalkan batasnya. Perangkat semacam itu adalah American MAC Pioneer 10, yang diluncurkan pada 2 Maret 1972. untuk mempelajari media antarplanet, sabuk asteroid dan sifat-sifat atmosfer Jupiter.
Setelah menyelesaikan program penelitian MAC Pioner 10 pada tahun 1999. meninggalkan tata surya. Jika MAS menabrak sistem planet bintang lain dan mendeteksi peradaban luar angkasa, pencipta MAS Pioner 10 meletakkan di atasnya pelat aluminium anodized emas 15x23 cm dengan gambar simbolis yang menginformasikan tentang peradaban di Bumi.
Subjek: Eksplorasi sumber daya alam planet ini menggunakan metode luar angkasa.
Dibuat oleh: siswa kelas 10
Pendidikan Umum Kota
Molodtsova Olga
Diperiksa oleh: Deeva Svetlana Nikolaevna
tahun ajaran 2003-2004
Rencana abstrak
1. Pendahuluan…………………………………………………………………..….3
2. Geografi…………………………………………………….…..4
3. Cara mempelajari Bumi………………………………………………..6
4. Bidang studi………………………………………………………………9
5. Referensi………………………………………………..10
Pengantar.
Perkembangan pesat kosmonotika, keberhasilan dalam studi dekat Bumi dan ruang antarplanet telah sangat memperluas pemahaman kita tentang Matahari dan Bulan, Mars, Venus, dan planet-planet lainnya. Pada saat yang sama, efisiensi yang sangat tinggi dari penggunaan teknologi ruang dan ruang dekat Bumi terungkap untuk kepentingan banyak ilmu bumi dan untuk berbagai cabang ekonomi. Geografi, hidrologi, geokimia, geologi, oseanologi, geodesi, hidrologi, geosains - ini adalah beberapa ilmu yang sekarang banyak menggunakan metode ruang dan alat penelitian. Pertanian dan kehutanan, perikanan, reklamasi lahan, eksplorasi bahan mentah, pengendalian dan penilaian pencemaran laut, sungai, badan air, udara, tanah, perlindungan lingkungan, komunikasi, navigasi - ini bukan daftar lengkap area yang menggunakan teknologi luar angkasa . Penggunaan satelit Bumi buatan untuk komunikasi dan televisi, prakiraan cuaca operasional dan jangka panjang dan kondisi hidrometeorologis, untuk navigasi di rute laut dan rute udara, untuk geodesi presisi tinggi, studi tentang sumber daya alam bumi dan pengendalian lingkungan menjadi lebih umum. Dalam waktu dekat dan dalam jangka panjang, pemanfaatan teknologi antariksa dan antariksa yang serba guna di berbagai bidang ekonomi akan meningkat secara signifikan.
Geografi.
Dari sudut pandang geografi, geografi luar angkasa sangat menarik. Ini adalah nama yang diberikan untuk totalitas studi Bumi dari luar angkasa menggunakan metode kedirgantaraan dan pengamatan visual. Tujuan utama geografi ruang angkasa adalah pengetahuan tentang pola kulit terluar, studi sumber daya alam untuk penggunaan optimalnya, perlindungan lingkungan, dan penyediaan prakiraan cuaca dan fenomena alam lainnya. Geografi ruang angkasa mulai berkembang sejak awal tahun 60-an, setelah peluncuran satelit Bumi buatan Soviet dan Amerika pertama, dan kemudian pesawat ruang angkasa.
Misalnya, gambar satelit pertama dari kapal semacam itu dibuat pada tahun 1961 oleh Titov Jerman. Dengan demikian, metode jarak jauh untuk mempelajari berbagai objek Bumi dari pesawat terbang muncul, yang seolah-olah merupakan kelanjutan dan pengembangan kualitatif baru dari fotografi udara tradisional. Pada saat yang sama, pengamatan visual oleh kru pesawat ruang angkasa dimulai, juga disertai dengan citra satelit. Pada saat yang sama, setelah fotografi dan pembuatan film televisi, jenis fotografi yang lebih kompleks mulai digunakan - radar, inframerah, radiotermal, dan signifikansi khusus lainnya untuk geografi ruang angkasa memiliki beberapa sifat khas fotografi ruang angkasa.
Yang pertama adalah visibilitas yang sangat besar. Pemotretan dari satelit dan pesawat ruang angkasa biasanya dilakukan dari ketinggian 250 hingga 500 km.
Sifat pembeda penting lainnya dari citra satelit adalah kecepatan tinggi untuk memperoleh dan mentransmisikan informasi, kemungkinan beberapa pengulangan pemotretan wilayah yang sama, yang memungkinkan untuk mengamati proses alam dalam dinamikanya, menganalisis hubungan antara komponen alam dengan lebih baik. lingkungan dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan membuat peta geografis dan tematik umum.
Sebagai konsekuensi dari perkembangan geografi antariksa, beberapa sub-sektor atau arah diidentifikasi di dalamnya.
Pertama, ini adalah studi geologi dan geomorfologi, yang menjadi dasar untuk mempelajari struktur kerak bumi. Di Uni Soviet, mereka juga digunakan dalam penelitian teknik dan geologi (misalnya, ketika meletakkan rute pipa minyak, Baikal-Amur Railway), dalam eksplorasi geologi dan pekerjaan survei geologi (misalnya, untuk mengidentifikasi kesalahan di kerak bumi, tektonik struktur yang menjanjikan untuk minyak dan gas).
Metode mempelajari Bumi.
Masalah mempelajari sumber daya alam, menilai cadangannya, volume dan tingkat konsumsinya, kemungkinan konservasi dan restorasinya menjadi semakin penting di zaman kita. Tugas melindungi lingkungan dan memerangi pencemaran tanah, udara, dan air juga telah mengemuka. Kebutuhan akan pemantauan terus-menerus terhadap negara dan penggunaan hutan, sumber air tawar, dan satwa liar secara rasional telah meningkat.
Perkembangan produksi tanaman, peternakan, kehutanan, perikanan, dan bidang kegiatan ekonomi manusia lainnya membutuhkan penerapan prinsip-prinsip baru yang lebih modern untuk pengendalian lingkungan dan penerimaan hasilnya yang jauh lebih cepat.
Kehabisan bahan baku yang terletak di tempat yang relatif dekat dan dikembangkan oleh manusia menyebabkan kebutuhan untuk menemukannya di daerah terpencil, sulit dijangkau, dan dalam. Tugas muncul meliputi area yang luas dengan eksplorasi serbaguna.
Keuntungan utama alat antariksa, bila digunakan untuk mempelajari sumber daya alam dan mengendalikan lingkungan, adalah: efisiensi, kecepatan memperoleh informasi, dimungkinkan untuk menyampaikannya kepada konsumen secara langsung selama penerimaan dari pesawat ruang angkasa, berbagai bentuk untuk visibilitas hasil, efektivitas biaya.
Perlu dicatat bahwa pengenalan teknologi ruang angkasa tidak berarti mengecualikan penggunaan pesawat dan fasilitas berbasis darat di IPR dan SOS. Sebaliknya, aset ruang angkasa dapat lebih efektif digunakan dalam kombinasi dengan mereka.
Selain daftar tujuan, efisiensi penggunaan teknologi ruang angkasa untuk memecahkan beberapa masalah perencanaan kota, pembangunan dan pengoperasian rute transportasi, dan banyak lagi telah terungkap.
Penginderaan jauh dipahami sebagai deteksi, pengamatan, dan studi tentang formasi atau fenomena terestrial, penentuan karakteristik fisik, kimia, biologi, dan lainnya (perubahan parameter) objek pada jarak jauh, menggunakan elemen dan perangkat sensitif yang tidak bersentuhan langsung ( kedekatan langsung) dengan subjek pengukuran (penelitian).
Metode ini didasarkan pada keadaan penting bahwa semua formasi terestrial alami dan buatan memancarkan gelombang elektromagnetik yang mengandung radiasi mereka sendiri dari unsur-unsur tanah, laut, atmosfer, dan radiasi matahari yang dipantulkan dari mereka. Telah ditetapkan bahwa besarnya dan sifat osilasi elektromagnetik yang berasal darinya sangat bergantung pada jenis, struktur, dan keadaan (pada karakteristik geometris, fisik, dan lainnya) dari objek yang dipancarkan.
Perbedaan radiasi elektromagnetik dari berbagai formasi terestrial inilah yang memungkinkan penggunaan metode penginderaan jauh untuk mempelajari Bumi dari luar angkasa.
Untuk mencapai elemen sensitif perangkat penerima yang dipasang di pesawat ruang angkasa, osilasi elektromagnetik yang berasal dari Bumi harus menembus seluruh ketebalan atmosfer bumi. Namun, atmosfer tidak mengirimkan semua energi elektromagnetik yang dipancarkan dari Bumi. Sebagian besar, yang dipantulkan, kembali ke Bumi, dan sejumlah tertentu tersebar dan diserap. Pada saat yang sama, atmosfer tidak acuh terhadap radiasi elektromagnetik dari berbagai panjang gelombang. Ini melewati beberapa getaran relatif bebas, membentuk "jendela transparansi" untuk mereka, sementara itu hampir sepenuhnya menunda yang lain, memantulkan, menyebarkan dan menyerapnya.
Penyerapan dan hamburan gelombang elektromagnetik oleh atmosfer disebabkan oleh komposisi gas dan partikel aerosol, dan tergantung pada keadaan atmosfer, hal itu mempengaruhi studi dari Bumi secara berbeda. Oleh karena itu, hanya sebagian radiasi elektromagnetik dari objek yang diteliti yang mampu melewati atmosfer yang dapat mencapai perangkat penerima pesawat ruang angkasa. Jika pengaruhnya besar, maka ada perubahan signifikan dalam distribusi spektral, sudut, dan spasial radiasi.
Hampir selalu, latar belakang atmosfer ditumpangkan pada radiasi yang berasal dari formasi terestrial, yang mendistorsi struktur gelombang elektromagnetik, menyebabkan informasi tertentu tentang atmosfer itu sendiri, yang dapat berfungsi sebagai penilaiannya tergantung pada berbagai faktor.
Signifikansi derajat dan sifat pengaruh atmosfer terhadap asal usul radiasi elektromagnetik dari Bumi yang melaluinya bagi radiasi sumber daya alam dari luar angkasa sangat signifikan. Sangat penting untuk mengetahui pengaruh atmosfer pada perjalanan gelombang elektromagnetik ketika mempelajari radiasi lemah dan formasi terestrial yang memantulkan buruk, ketika atmosfer hampir sepenuhnya dapat menekan atau mendistorsi sinyal yang mencirikan objek yang diteliti.
Telah ditetapkan bahwa radiasi elektromagnetik dalam rentang gelombang berikut melewati atmosfer, dengan bebas mencapai perangkat penerima pesawat ruang angkasa (lihat tabel):
Untuk mempelajari sumber daya alam dari luar angkasa, waktu dan kondisi seperti itu dipilih ketika pengaruh atmosfer yang menyerap dan mendistorsi minimal. Saat bekerja dalam rentang yang terlihat, siang hari dipilih, dengan ketinggian sudut Matahari di atas cakrawala 15 - 35 °, dengan kelembaban rendah, sedikit kekeruhan, kemungkinan transparansi tinggi dan kandungan aerosol rendah di atmosfer.
