Prezentácia navrhovaného materiálu je založená na štruktúre rôznych metód a princípov štúdia stratigrafie a paleogeografie, navrhnutých výskumníkmi v rôznych verziách (Evdokimov, 1991; Gursky, 1979; Gursky et al., 1982, 1985; a ďalšie, tab. 1), v ktorom sú zoskupené podľa úloh, ktoré sa majú riešiť.

Hlavná metóda je prírodno-historická, čo je súbor dostupných moderné metódy, pomocou ktorej sa vykonávajú komplexné štúdie Zeme, ktoré umožňujú identifikovať stav a procesy zmien v geografickom obale v čase a priestore, aby sa vysvetlili ich podobnosti a rozdiely, rovnaký typ vzťahu medzi zložkami prírody, porovnávať prírodné podmienky a vytvárať prognózy ich vývoja. Základom riešenia týchto problémov sú tri hlavné úlohy:

1) štúdium prírodného prostredia minulosti v čase a priestore;

2) hodnotenie stavu geosystémov súčasnej etapy v dôsledku priestorového a časového vývoja;

3) predpovedanie trendov vo vývoji prírodného prostredia na základe ich analýzy v minulosti a súčasnosti.

Riešenie týchto problémov nachádza svoje praktické uplatnenie vo viacerých aspektoch: geochronológia (určenie veku udalostí v geologickej minulosti), stratigrafia (rozdelenie vrstiev), paleogeografia (obnovenie podmienok pre akumuláciu sedimentov a vývoj prírodných zložiek prostredia v čase a priestore) a korelácie (porovnávanie prírodných geologických dejov ako v rámci jednotlivých regiónov, tak aj výrazne vzdialených od seba - vzdialené korelácie) a dnes vychádza z princípov aktualizmu a historizmu, ktoré vznikli po vzniku uniformitarizmu a katastrofizmu. . Používa takéto vedeckých prístupov ako štatistické, vodiace formy, relikvie a exoty, paleontologické komplexy a evolučné. Všeobecné metódy alebo metódy syntézy vedeckého výskumu sú paleontologické (biostratigrafické: floristické a faunistické), nepaleontologické (geologicko-stratigrafické alebo litogenetické) a fyzikálne. Získavanie faktografického materiálu sa uskutočňuje na základe kombinovanej aplikácie množstva súkromných metód a analytických techník. Súkromné ​​metódy poskytujú primárne informácie, vecný materiál a bežné metódy- umožňujú na ich základe spracovať už dostupné informácie.

Zber a prvotné štúdium faktografického materiálu sa realizuje v teréne na základe leteckých a geologických prieskumov, vŕtania studní, popisov geologických objektov (prirodzené odkryvy, odkryvy starých hornín, produkty sopečnej činnosti, ako aj umelé výkopy). - jadrá studní, jám, baní, lomov) , podľa záznamov a zistení ťažobných staníc fyzikálnych vlastností skaly v studniach, odber vzoriek a organické zvyšky.

Následné spracovanie hornín sa uskutočňuje v laboratórnych podmienkach a zahŕňa: technické spracovanie vzoriek rôzne druhy analýzy a následné mikroskopovanie (vrátane fotografovania objektov), ​​interpretácia leteckých snímok a ťažobných materiálov.

Zovšeobecnenie a analýza získaných údajov sa vykonáva v kancelárskych podmienkach pomocou všeobecných vedeckých metód (modelovanie, systémové, logické, porovnávacie a analógové) a techník (matematické, počítačové, tabuľkové, ako aj grafické vo forme diagramov, máp, profilov). , dierne štítky, schémy, seizmogramy a pod.) spracovanie prijatých informácií. Najhlbšia studňa na svete, studňa Kola, bola položená v roku 1970 a má projektovú hĺbku 15 km. Od roku 1961 americkí geológovia pomocou špeciálneho plavidla „Challenger“ vyvŕtali 600 vrtov do hĺbky 500 – 600 m v rôznych častiach dna svetového oceánu. -24“ prešlo cez mesačné skaly do hĺbky asi 2 m, odobrali vzorky, ktoré boli privezené na Zem a následne študovali.

Akýkoľvek historický výskum, vrátane historického a geologického, je zameraný na posudzovanie udalostí v čase, čo si vyžaduje stanovenie chronológie týchto udalostí. Chronológia je nevyhnutnou a neoddeliteľnou súčasťou každého geologického a paleogeografického výskumu. Umožňuje usporiadať udalosti minulosti v ich prirodzenom slede a stanoviť ich formálne chronologické vzťahy. Bez chronológie nemôže existovať žiadna história (vrátane geologickej histórie). Ale chronológia nie je história. Podľa I. Walthera (1911) „až potom sa chronológia premení na históriu, keď jednota veľkých udalostí od ich začiatku až po koniec nájde vyjadrenie v ich podaní“.

Na navigáciu nekonečná množina jednotlivých udalostí minulosti je potrebné stanoviť nielen ich formálne chronologické vzťahy, ale aj ich vnútorné súvislosti (chronologické a priestorové) medzi sebou. Tak možno identifikovať ich prirodzené zoskupenia, čo umožňuje načrtnúť zodpovedajúce etapy a hranice geologického vývoja, ktoré tvoria základ prirodzenej geologickej periodizácie.

Historický sled geologických udalostí je vtlačený do sledu vzniku geologických jednotiek (vrstiev), ktoré tvoria zemskú kôru a ktoré sú študované stratigrafiou.

Medzi geochronológiou a stratigrafiou existuje úzky vzťah. Úlohou geochronológie je stanoviť chronológiu udalostí geologickej minulosti Zeme: jej vek (počiatočný čas jej vzniku ako planéty slnečnej sústavy - Proto-Zeme; vek hornín vytvorených v r. vývoj Proto-Zeme a skladanie zemskej kôry; časová postupnosťčasové obdobia, počas ktorých sa formovali horninové masívy. Keďže absolútne úplné geologické úseky v celej histórii planéty neexistujú na žiadnom mieste na Zemi kvôli tomu, že obdobia akumulácie (hromadenia) sedimentov boli nahradené obdobiami ničenia a demolácie (denudácie) hornín, mnoho strán z kamennej kroniky Zeme sú vytrhnuté a zničené. Neúplnosť geologického záznamu si vyžaduje porovnanie geologických údajov na veľkých územiach, aby bolo možné zrekonštruovať históriu Zeme.

Všetky tieto problémy sú riešené na základe metód relatívnej geochronológie uvedených nižšie. V dôsledku toho boli vyvinuté geochronologické (po sebe idúce série geochronologických jednotiek v ich taxonomickej podriadenosti) a stratigrafické (súbor spoločných stratigrafických jednotiek usporiadaných v poradí ich sekvencie a taxonomickej podriadenosti) škály s množstvom zodpovedajúcich jednotiek založených na evolúcii. organický svet. Stratigrafické jednotky sa používajú na označenie komplexov vrstiev hornín a ich zodpovedajúce geochronologické jednotky sa používajú na označenie času, počas ktorého boli tieto komplexy uložené.

Keď hovoríme o relatívnom čase, používajú sa geochronologické jednotky a keď hovoríme o ložiskách, ktoré vznikli v určitom čase, používajú sa stratigrafické jednotky.

Rozdelenie a korelácia rezov sa uskutočňuje na základe kritérií určených mineralogickými a petrografickými vlastnosťami vrstiev, ich vzťahmi a podmienkami akumulácie, prípadne zložením zvyškov živočíšnych a rastlinných organizmov obsiahnutých v horninách. V súlade s tým je zvykom vyčleňovať metódy založené na štúdiu zloženia vrstiev a ich vzťahov (geologicko-stratigrafické metódy) a metódy založené na paleontologických charakteristikách hornín (biostratigrafické metódy). Tieto metódy umožňujú určiť relatívny vek vrstiev hornín a sled udalostí v geologickej minulosti (niektoré mladšie alebo staršie, iné staršie alebo neskoršie) a korelovať súčasné vrstvy a udalosti.

Takáto definícia relatívneho veku hornín nedáva skutočnú predstavu o geologickom veku Zeme, trvaní udalostí geologickej minulosti a trvaní geochronologických delení. Relatívna geochronológia umožňuje posúdiť iba časovú postupnosť jednotlivých geochronologických celkov a udalostí, ale ich skutočné trvanie (v tisícoch a miliónoch rokov) je možné určiť geochronologickými metódami, často nazývanými metódami absolútneho veku.

V geografii a geológii teda existujú dve chronológie: relatívna a absolútna. Relatívna chronológia určuje vek geologických objektov a dejov voči sebe navzájom, postupnosť ich vzniku a priebeh pomocou geologicko-stratigrafických a biostratigrafických metód. Absolútna chronológia stanovuje dobu výskytu hornín, prejavy geologických procesov a ich trvanie v astronomické jednotky(rokov) rádiometrickými metódami.

V súvislosti so stanovenými úlohami sa súkromné ​​geografické a geologické metódy spájajú do dvoch veľkých skupín: absolútna a relatívna geochronológia.

Metódy absolútnej (rádiometrickej, jadrovej) geochronológie kvantitatívne určujú absolútny (skutočný) vek geologických telies (vrstiev, vrstiev) od doby ich vzniku. Tieto metódy majú veľký význam pre datovanie najstarších (vrátane prekambrických) vrstiev Zeme, ktoré obsahujú veľmi vzácne organické zvyšky.

Pomocou metód relatívnej (porovnávacej) geochronológie možno získať predstavu o relatívnom veku hornín, t.j. určiť postupnosť vzniku geologických telies zodpovedajúcich určitým geologickým udalostiam v histórii Zeme. Metódy relatívnej geochronológie a stratigrafie umožňujú odpovedať na otázku, ktoré z porovnávaných ložísk sú staršie a ktoré sú mladšie bez toho, aby sa posudzovala dĺžka ich vzniku a do akého časového intervalu skúmané ložiská patria, zodpovedajúce geologické procesy, nánosy ložísk, resp. klimatické zmeny, nálezy fauny, flóry atď. .d.

Človeka vždy zaujímalo všetko, čo ho obklopovalo: minerály, horniny, voda, oheň, vzduch, rastliny, zvieratá.

Starovekí vedci zozbierali fakty a potom systematizovali a vytvorili vzorce. Pri svojej práci využívali rôzne cesty a techniky, t.j. metódy (od Grécke slovo„methodos“ – cesta výskumu, teórie, výučby).

Ako všetky vedy, aj geografia má špeciálne metódy výskumu. Uvažujme o niektorých z nich.

Geografický popis

Túto metódu zvyčajne používali prieskumníci, navigátori, cestovatelia, ktorí zaznamenali prvé informácie o otvorených krajinách a národoch, ktoré ich obývali. Snažili sa odpovedať na otázky: kde sa nachádza? Ako to vyzerá? Aké má vlastnosti?

Teraz túto metódu široko používajú účastníci terénnych štúdií a expedícií študujúcich reliéf, svetový oceán, zemskú atmosféru, ako aj Arktídu a Antarktídu.

kartografická metóda

Mapa je špeciálnym zdrojom geografických vedomostí. Odráža a systematizuje informácie získané pozorovaním a popisom.

najprv geografické mapy sa objavil v starovekom Grécku v storočí VIII-VI. BC uh... čas plynul. Mapy boli prepracované a vylepšené. V súčasnosti sa vo veľkej miere využívajú počítačové mapy.

Kartografi vytvárajú rôzne mapy – geografické, klimatické, minerálne a pod.. Kartografickou metódou výskumu je teda využitie máp pre vedecké a praktické poznatky predmety a javy na nich zobrazené. Je neoddeliteľnou súčasťou väčšiny geografických prieskumov.

Porovnávacia geografická metóda

Porovnávacia geografická metóda je jednou z najstarších v geografii. Umožňuje pomocou porovnávania identifikovať všeobecné a špeciálne v geografických objektov, javy, procesy.

Letecká a kozmická metóda

V súčasnosti sa táto metóda stala jednou z najdôležitejších v geografii. Pozorovania a fotografie z lietadiel, satelitov, vesmírnych staníc umožňujú nielen zostaviť veľmi presné mapy, ale aj nájsť nové ložiská nerastov, sledovať ľudskú činnosť, znečistenie zemského povrchu, prijímať informácie o iných planétach slnečnej sústavy, o Galaxii, Vesmíre.

Štatistická metóda

Štatistická metóda sa používa na analýzu štatistických – kvantitatívnych a kvalitatívnych – údajov. Štatistické účtovníctvo sa vykonávalo v staroveku. Napríklad v Staroveká Čína boli vykonané sčítania obyvateľstva. V súčasnosti sa štatistická metóda používa takmer vo všetkých odvetviach. V geografii sa štatistický materiál prezentuje v texte učebníc, v mapách, ako aj vo forme diagramov, grafov, tabuliek.

1. Ako starovekí ľudia študovali Zem?
2. Aká je metóda geografického popisu?
3. Akú úlohu zohráva kartografická metóda v našej dobe?
4. Čo dáva moderná geografia letecká metóda?
5. Používa sa za storočie počítačová technológia metódy geografického výskumu používané vedcami staroveku?

Zem je jedinečná planéta: iba na nej existuje život. navzájom úzko súvisia, vzájomne sa modifikujú a dopĺňajú. Procesy, ktoré sa vyskytujú v prírode a menia ju, sa delia na fyzikálne a biologické. Človek má obrovský vplyv na zmenu tváre Zeme.

Nazývajú sa prírodné vedy. Patria sem astronómia, fyzika, chémia, geografia, biológia, geológia, ekológia.

Tvorí skupinu vzájomne súvisiacich vied, ktorých počet neustále narastá. Existujú dve hlavné sekcie: fyzická a sociálno-ekonomická geografia.

Špeciálnymi metódami geografického výskumu sú geografický popis, kartografické, komparatívne geografické, letecké a štatistické metódy.

Základné pojmy a pojmy sekcie:

• Živá príroda
• neživej prírode
• prírodné javy: fyzikálne, biologické
• prírodné vedy
• fyzická geografia
• sociálno-ekonomická geografia
• metódy geografického výskumu

Bol by som vďačný, keby ste tento článok zdieľali na sociálnych sieťach:

Vyhľadávanie na stránkach.

Metódy štúdia štruktúry Zeme

Väčšina konkrétnych vied o Zemi sú vedy o jej povrchu vrátane atmosféry. Kým človek neprenikol hlbšie do Zeme ďalej ako 12 - 15 km (Kola ultrahlboká studňa). Z hĺbok až do približne 200 km sa látka čriev uskutočňuje rôznymi spôsobmi a stáva sa dostupnou pre výskum. Informácie o viac hlboké vrstvy získané nepriamymi metódami:

Registrácia charakteru prechodu seizmických vĺn odlišné typy vnútrozemím, štúdiom meteoritov ako reliktných pozostatkov minulosti, odrážajúcich zloženie a štruktúru hmoty protoplanetárneho oblaku v zóne formovania terestrických planét. Na tomto základe sa vyvodzujú závery o zhode látky meteoritov určitého typu s látkou určitých vrstiev. pozemských hlbinách. Závery o zložení zemského vnútra, založené na údajoch o chemickom a mineralogickom zložení meteoritov dopadajúcich na Zem, sa nepovažujú za spoľahlivé, pretože neexistuje všeobecne akceptovaný model pre vznik a vývoj slnečnej sústavy.

Štruktúra Zeme

Sondovanie útrob zeme seizmickými vlnami umožnilo zistiť ich štruktúru a diferenciáciu chemické zloženie.

Existujú 3 hlavné koncentricky umiestnené oblasti: jadro, plášť, kôra. Jadro a plášť sú zase rozdelené na ďalšie obaly, ktoré sa líšia fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami (obr. 51).

Obr.51 Štruktúra Zeme

Jadro zaberá centrálnu oblasť zemského geoidu a je rozdelené na 2 časti. vnútorné jadro je v pevnom stave, je obklopený vonkajšie jadro, v kvapalnej fáze. Medzi vnútorným a vonkajším jadrom nie je jasná hranica, rozlišujú sa prechodová zóna. Predpokladá sa, že zloženie jadra je totožné so zložením železných meteoritov. Vnútorné jadro pozostáva zo železa (80 %) a niklu (20 %). Zodpovedajúca zliatina pri tlaku zemského vnútra má bod topenia rádovo 4500 0 C. Vonkajšie jadro obsahuje železo (52 %) a eutektikum (kvapalná zmes pevné látky) tvorený železom a sírou (48 %). Malá nečistota niklu nie je vylúčená. Teplota topenia takejto zmesi sa odhaduje na 3200 0 C. Aby vnútorné jadro zostalo pevné a vonkajšie jadro tekuté, teplota v strede Zeme by nemala presiahnuť 4500 0 C, ale nemala by byť nižšia ako 3200 0 C. Predstavy o povahe zemského magnetizmu sú spojené s tekutým stavom vonkajšieho jadra .

Paleomagnetické štúdie charakteru magnetické pole planét v dávnej minulosti na základe meraní remanentnej magnetizácie pozemských hornín ukázali, že za 80 miliónov rokov existovala nielen prítomnosť magnetického poľa, ale aj viacnásobná systematická remagnetizácia, v dôsledku ktorej sa severná a južná magnetická póly Zeme zmenili miesto. Počas obdobia prepólovania došlo k momentom úplného vymiznutia magnetického poľa. Preto pozemský magnetizmus nemôže byť vytvorený permanentným magnetom v dôsledku stacionárnej magnetizácie jadra alebo niektorej jeho časti. Predpokladá sa, že magnetické pole vzniká procesom nazývaným samobudený dynamo efekt. Rolu rotora (pohyblivého prvku) dynama môže zohrávať hmota tekutého jadra, ktoré sa pohybuje s rotáciou Zeme okolo svojej osi a budiaci systém je tvorený prúdmi, ktoré vytvárajú uzavreté slučky vo vnútri gule. jadra.

Hustota a chemické zloženie plášťa sa podľa seizmických vĺn výrazne líši od zodpovedajúcich charakteristík jadra. Plášť tvoria rôzne silikáty (zlúčeniny na báze kremíka). Predpokladá sa, že zloženie spodného plášťa je podobné zloženiu kamenných meteoritov (chondritov).

Horný plášť je priamo spojený s vonkajšou vrstvou, kôrou. Považuje sa za „kuchyňu“, kde sa pripravuje množstvo hornín, ktoré tvoria kôru alebo ich polotovary. Predpokladá sa, že horný plášť pozostáva z olivínu (60 %), pyroxénu (30 %) a živca (10 %). AT určitých oblastiach V tejto vrstve dochádza k čiastočnému topeniu minerálov a vznikajú alkalické bazalty – základ oceánskej kôry. Cez puklinové zlomy stredooceánskych chrbtov sa bazalty dostávajú z plášťa na povrch Zeme. To sa však neobmedzuje len na interakciu kôry a plášťa. Krehká kôra, ktorá má vysoký stupeň tuhosti, tvorí spolu s časťou podložného plášťa špeciálnu vrstvu s hrúbkou asi 100 km, tzv. litosféra. Táto vrstva spočíva na hornom plášti, ktorého hustota je výrazne vyššia. Vrchný plášť má vlastnosť, ktorá určuje povahu jeho interakcie s litosférou: vo vzťahu ku krátkodobému zaťaženiu sa správa ako tuhý materiál a vo vzťahu k dlhodobému zaťaženiu ako plastický. Litosféra vytvára neustále zaťaženie vrchného plášťa a pod jeho tlakom aj podkladovú vrstvu, tzv astenosféra vykazuje plastické vlastnosti. Litosféra v ňom „pláva“. Takýto efekt sa nazýva izostáza.

Astenosféra sa zasa spolieha na hlbšie vrstvy plášťa, ktorých hustota a viskozita s hĺbkou narastajú. Dôvodom je stláčanie hornín, ktoré spôsobuje štrukturálne preskupenie niektorých chemické zlúčeniny. Napríklad kryštalický kremík má vo svojom normálnom stave hustotu 2,53 g / cm 3, pod vplyvom zvýšených tlakov a teplôt prechádza do jednej zo svojich modifikácií nazývaných stishovit, ktorej hustota dosahuje 4,25 g / cm 3. Silikáty, ktoré tvoria túto modifikáciu kremíka, majú veľmi kompaktnú štruktúru. Celkovo možno litosféru, astenosféru a zvyšok plášťa považovať za trojvrstvový systém, ktorého každá časť je pohyblivá vzhľadom na ostatné zložky. Ľahká litosféra, ktorá spočíva na nie príliš viskóznej a plastickej astenosfére, sa vyznačuje osobitnou pohyblivosťou.

Zemská kôra, ktorá tvorí hornú časť litosféry, sa skladá hlavne z ôsmich chemických prvkov: kyslíka, kremíka, hliníka, železa, vápnika, horčíka, sodíka a draslíka. Polovicu celej hmoty kôry tvorí kyslík, ktorý je v nej obsiahnutý vo viazaných stavoch, najmä vo forme oxidov kovov. Geologické vlastnosti kôra je určená spoločným pôsobením atmosféry, hydrosféry a biosféry na nej - týchto troch vonkajších obalov planéty. Zloženie kôry a vonkajších obalov sa priebežne aktualizuje. Vplyvom zvetrávania a driftu sa hmota kontinentálneho povrchu úplne obnoví za 80-100 miliónov rokov. Stratu hmoty na kontinentoch dopĺňajú odveké vyzdvihnutia ich kôry. Životne dôležitá aktivita baktérií, rastlín a zvierat je sprevádzaná úplnou zmenou oxidu uhličitého obsiahnutého v atmosfére za 6-7 rokov, kyslíka - za 4 000 rokov. Celá masa hydrosféry (1,4 · 10 18 ton) sa úplne obnoví za 10 miliónov rokov. Ešte zásadnejšia cirkulácia hmoty na povrchu planéty prebieha v procesoch spájajúcich všetky vnútorné obaly do jedného systému.

Existujú stacionárne vertikálne prúdy nazývané plášťové prúdy, ktoré stúpajú od spodného plášťa k hornému a dodávajú tam horľavé látky. K javom rovnakého charakteru patria vnútrodoskové „horúce polia“, s ktorými sú spojené najmä najväčšie anomálie v podobe zemského geoidu. Životný štýl zemského vnútra je teda mimoriadne zložitý. Odchýlky od mobilistických pozícií nepodkopávajú myšlienku tektonických platní a ich horizontálnych pohybov. Je však možné, že v blízkej budúcnosti sa objaví všeobecnejšia teória planéty, berúc do úvahy horizontálne pohyby dosky a otvorené vertikálne prestupy horľavých látok v plášti.

Najvrchnejšie obaly Zeme – hydrosféra a atmosféra – sa výrazne líšia od ostatných obalov, ktoré tvoria pevné teleso planéty. Podľa hmotnosti je to veľmi malá časť zemegule, nie viac ako 0,025% jej celkovej hmotnosti. Ale význam týchto škrupín v živote planéty je obrovský. Hydrosféra a atmosféra vznikli v ranom štádiu formovania planéty a možno súčasne s jej formovaním. Niet pochýb o tom, že oceán a atmosféra existovali pred 3,8 miliardami rokov.

Vznik Zeme prebiehal v súlade s jediným procesom, ktorý spôsobil chemickú diferenciáciu vnútrozemia a vznik prekurzorov modernej atmosféry a hydrosféry. Najprv sa zo zŕn ťažkých neprchavých látok vytvorilo proto-jadro Zeme, potom veľmi rýchlo prichytilo látku, z ktorej sa neskôr stal plášť. A keď Zem dosiahla približne veľkosť Marsu, začalo obdobie jej bombardovania planetosimalia. Nárazy boli sprevádzané silným lokálnym ohrevom a tavením zemských hornín a planetosimály. Zároveň sa uvoľnili plyny a vodné pary obsiahnuté v horninách. A keďže priemerná povrchová teplota planéty zostala nízka, vodná para kondenzovala a vytvorila rastúcu hydrosféru. Pri týchto zrážkach Zem stratila vodík a hélium, no ťažšie plyny si zachovala. Obsah izotopov inertného plynu v moderná atmosféra umožňuje posúdiť zdroj, z ktorého vznikli. Toto izotopové zloženie je v súlade s hypotézou o vplyve plynov a vody, ale je v rozpore s hypotézou o procese postupného odplyňovania zemského vnútra ako zdroja tvorby atmosféry a hydrosféry. Oceán a atmosféra určite existovali nielen počas celej histórie Zeme ako sformovanej planéty, ale aj počas hlavnej fázy akrécie, keď mala proto-Zem veľkosť Marsu.

Myšlienka šokového odplynenia, ktorá sa považuje za hlavný mechanizmus tvorby hydrosféry a atmosféry, získava čoraz viac uznania. laboratórne pokusy bola potvrdená schopnosť nárazových procesov uvoľniť značné množstvo plynov, vrátane molekulárneho kyslíka, z pozemských hornín. A to znamená, že určité množstvo kyslíka bolo prítomné v zemskej atmosfére ešte predtým, ako na nej vznikla biosféra. Myšlienky abiogénneho pôvodu niektorej časti atmosférického kyslíka predložili aj iní vedci.

Obaja vonkajšie škrupiny– atmosféra a hydrosféra – úzko interagujú medzi sebou as ostatnými obalmi Zeme, najmä s litosférou. Priamo ich ovplyvňuje Slnko a Kozmos. Každá z týchto schránok je otvorený systém, obdarený určitou autonómiou a vlastnými vnútornými zákonmi vývoja. Každý, kto študuje vzdušné a vodné oceány, je presvedčený. Že predmety štúdia odhaľujú úžasnú jemnosť organizácie, schopnosť sebaregulácie. Zároveň však nič z toho zemské systémy nevypadáva z celkového súboru a ich koexistencia demonštruje nielen súčet častí, ale aj novú kvalitu.

Medzi spoločenstvom zemských schránok špeciálne miesto zaberá biosféru. Zachytáva hornú vrstvu litosféry, takmer celú hydrosféru a spodné vrstvy atmosféry. Pojem "biosféra" zaviedol do vedy v roku 1875 rakúsky geológ E. Suess (1831 - 1914). Biosféra bola chápaná ako súhrn živej hmoty obývajúcej povrch planéty spolu s biotopom. Nový význam tomuto pojmu dal V.I. Vernadského, ktorý považoval biosféru za systémové vzdelávanie. Význam tohto systému presahuje čisto pozemský svet, ktorý je prepojením v kozmickom meradle.

Vek Zeme

V roku 1896 bol objavený fenomén rádioaktivity, ktorý viedol k rozvoju rádiometrických metód datovania. Jeho podstata je nasledovná. Atómy niektorých prvkov (urán, rádium, tórium a iné) nezostávajú konštantné. Pôvodný, nazývaný rodičovský element, sa spontánne rozpadá a mení sa na stabilné dieťa. Napríklad urán - 238, ktorý sa rozkladá, sa mení na olovo - 206 a draslík - 40 - na argón - 40. Meraním počtu rodičovských a podriadených prvkov v minerále môžete vypočítať čas, ktorý uplynul od jeho vzniku: čím viac percento detských prvkov, starší minerál.

Podľa rádiometrického datovania sú najstaršie minerály na Zemi staré 3,96 miliardy rokov a najstaršie monokryštály majú 4,3 miliardy rokov. Vedci sa domnievajú, že samotná Zem je staršia, pretože rádiometrické údaje sú od okamihu kryštalizácie minerálov a planéta existovala v roztavenom stave. Tieto údaje spolu s výsledkami štúdií izotopov olova v meteoritoch nám umožňujú dospieť k záveru, že celá slnečná sústava vznikla približne pred 4,55 miliardami rokov.

5.5. Pôvod kontinentov. Evolúcia zemskej kôry: dosková tektonika

V roku 1915 nemecký geofyzik A. Wegener (1880 - 1930) na základe obrysu kontinentov navrhol, že v r. geologické obdobie existovala jediná zemská masa, pomenovaná ním Pangea(z gréčtiny. „celá zem“). Pangea sa rozdelila na Lauráziu a Gondwanu. Pred 135 miliónmi rokov sa Afrika oddelila od Južnej Ameriky a pred 85 miliónmi rokov sa Severná Amerika oddelila od Európy; Pred 40 miliónmi rokov sa indický kontinent zrazil s Áziou a Tibetom a objavili sa Himaláje.

Rozhodujúcim argumentom v prospech prijatia tejto koncepcie bol empirický objav v 50. rokoch XX storočia o expanzii oceánskeho dna, ktorý slúžil ako východiskový bod pre vznik tektoniky litosférických platní. V súčasnosti sa verí, že kontinenty sa od seba vzďaľujú vplyvom hlbokých konvekčných prúdov smerujúcich nahor a do strán a ťahaním dosiek, na ktorých kontinenty plávajú. Túto teóriu potvrdzujú aj biologické údaje o rozšírení živočíchov na našej planéte. Teória kontinentálneho driftu, založená na tektonike litosférických dosiek, je dnes v geológii všeobecne uznávaná.

V prospech tejto teórie hovorí aj skutočnosť, že pobrežie východnej Južnej Ameriky sa nápadne zhoduje s pobrežím západnej Afriky a pobrežia východnej Severná Amerika- s pobrežím západnej časti Európy.

Jeden z moderné teórie, vysvetľujúci dynamiku procesov v zemskej kôre, je tzv teória neomobilizmu. Jeho pôvod sa datuje na koniec 60. rokov 20. storočia a bol spôsobený senzačným objavom na dne oceánu reťazca pohorí prepletajúcich zemeguľu. Na súši nič podobné neexistuje. Alpy, Kaukaz, Pamír, Himaláje, aj keď ich vezmeme dokopy, sú neporovnateľné s objaveným pásom stredooceánskych chrbtov. Jeho dĺžka presahuje 72 tisíc km.

Ľudstvo akoby objavilo dovtedy neznámu planétu. Prítomnosť úzkych depresií a veľkých kotlín, hlboké rokliny tiahnuce sa takmer nepretržite pozdĺž osi hrebeňov stredného pásma, tisíce hôr, podvodné zemetrasenia, aktívne sopky, silné magnetické, gravitačné a tepelné anomálie, horúce hlbokomorské pramene, kolosálne akumulácie feromangánových uzlín – to všetko bolo objavené v krátkom časovom období.čas na dne oceánu.

Ako sa ukázalo, oceánska kôra sa vyznačuje neustálou obnovou. Vzniká na dne trhliny, ktorá pretína stredové hrebene pozdĺž osi. Samotné hrebene sú z rovnakého písma a sú tiež mladé. Oceánska kôra "umiera" v miestach rozštiepení - kde sa pohybuje pod susednými platňami. Klesajúc hlboko do planéty, do plášťa a roztápajúc sa, dokáže dať časť seba, spolu so sedimentárnymi nánosmi nahromadenými na ňom, na stavbu kontinentálnej kôry. Rozvrstvenie hustoty vnútra Zeme dáva vznik akési prúdeniu v plášti. Tieto prúdy poskytujú zásobu materiálu pre rast oceánske dno. Tiež nútia globálne platne s kontinentmi vyčnievajúcimi z oceánov, aby sa unášali. Unášanie veľkých dosiek litosféry s pevninou, ktorá na nich stúpa, sa nazýva neomobilizmus.

Pohyb kontinentov v súčasnosti potvrdzujú pozorovania z kozmických lodí. narodenia oceánska kôra výskumníci videli na vlastné oči, blížiace sa ku dnu Atlantiku, Tichého a Indického oceánu, Červeného mora. Pomocou najmodernejších techník hlbokomorského potápania našli potápači trhliny v roztiahnuteľnom dne a mladé sopky vystupujúce z takýchto trhlín.

Metódy štúdia vnútornej stavby a zloženia Zeme

Metódy štúdia vnútornej stavby a zloženia Zeme možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín: geologické metódy a geofyzikálne metódy. Geologické metódy sú založené na výsledkoch priameho štúdia hornín v odkryvech, banských dielach (bane, štôlne a pod.) a vrtoch. Zároveň majú výskumníci k dispozícii celý arzenál metód na štúdium štruktúry a zloženia, čo určuje vysoký stupeň podrobnosti získaných výsledkov. Zároveň sú možnosti týchto metód pri štúdiu hlbín planéty veľmi obmedzené – najhlbší vrt na svete má hĺbku len -12262 m (Kola superdeep v Rusku), pri vŕtaní sa podarilo dosiahnuť ešte menšie hĺbky. dno oceánu (asi -1500 m, vŕtanie z boku amerického výskumného plavidla "Glomar Challenger"). Na priame štúdium sú teda k dispozícii hĺbky nepresahujúce 0,19 % polomeru planéty.

Informácie o hĺbkovej štruktúre sú založené na analýze získaných nepriamych údajov geofyzikálne metódy, hlavne vzory zmien s hĺbkou odlišných fyzické parametre(elektrická vodivosť, mechanická hodnota, atď.) merané počas geofyzikálnych prieskumov. Vývoj modelov vnútornej stavby Zeme je založený predovšetkým na výsledkoch seizmických štúdií založených na údajoch o zákonitostiach šírenia seizmických vĺn. V centrách zemetrasení a silných výbuchov vznikajú seizmické vlny - elastické vibrácie. Tieto vlny sa delia na vlny objemové – šíriace sa v útrobách planéty a „presvetľujú“ ich ako röntgenové lúče, a vlny povrchové – šíriace sa rovnobežne s povrchom a „sondujúce“ vrchné vrstvy planéty do hĺbky desiatok resp. stovky kilometrov.
Telové vlny sa zasa delia na dva typy – pozdĺžne a priečne. Pozdĺžne vlny majúce veľká rýchlosťšírenie, sú najskôr zaznamenané seizmickými prijímačmi, nazývajú sa primárne alebo P-vlny ( z angličtiny. primárny - primárny), „pomalšie“ priečne vlny sa nazývajú S-vlny ( z angličtiny. sekundárny - sekundárny). Je známe, že priečne vlny majú dôležitá vlastnosť– šíria sa len v pevnom médiu.

Na hraniciach médií s rôznymi vlastnosťami sa vlnenie láme a na hraniciach prudkých zmien vlastností vzniká okrem lomených, odrazených a premenených vĺn. Strihové vlny môžu byť posunuté kolmo na rovinu dopadu (vlny SH) alebo posunuté v rovine dopadu (vlny SV). Pri prekročení hranice médií s rôznymi vlastnosťami dochádza u SH vĺn k bežnému lomu a SV vlny, okrem lomených a odrazených SV vĺn, excitujú P-vlny. To je ako komplexný systém seizmické vlny, "presvetľujúce" útroby planéty.

Analýzou vzorcov šírenia vĺn je možné identifikovať nehomogenity v útrobách planéty - ak sa v určitej hĺbke zaznamená prudká zmena rýchlosti šírenia seizmických vĺn, ich lom a odraz, môžeme konštatovať, že v tejto hĺbke existuje hranica vnútorných obalov Zeme, líšiacich sa fyzikálnymi vlastnosťami.

Štúdium spôsobov a rýchlosti šírenia seizmických vĺn v útrobách Zeme umožnilo vypracovať seizmický model jej vnútornej stavby.

Seizmické vlny, šíriace sa zo zdroja zemetrasenia do hlbín Zeme, zažívajú najvýznamnejšie skoky v rýchlosti, lámu sa a odrážajú na seizmických úsekoch umiestnených v hĺbkach 33 km a 2900 km z povrchu (pozri obr.). Tieto ostré seizmické hranice umožňujú rozdeliť útroby planéty na 3 hlavné vnútorné geosféry – zemskú kôru, plášť a jadro.

Zemskú kôru od plášťa oddeľuje ostrá seizmická hranica, na ktorej je rýchlosť pozdĺžnej, resp. šmykové vlny. Rýchlosť priečnych vĺn sa teda prudko zvyšuje zo 6,7-7,6 km/s v spodnej časti kôry na 7,9-8,2 km/s v plášti. Túto hranicu objavil v roku 1909 juhoslovanský seizmológ Mohorovičić a následne bola pomenovaná Mohorovićova hranica(často skrátené ako Moho alebo M hranica). Priemerná hĺbka hranice je 33 km (treba si uvedomiť, že ide o veľmi približnú hodnotu vzhľadom na rôzne hrúbky v rôznych geologických štruktúrach); zároveň pod kontinentmi môže hĺbka časti Mohorovichich dosiahnuť 75 - 80 km (ktorá je fixovaná pod mladými horskými štruktúrami - Andy, Pamír), pod oceánmi klesá a dosahuje minimálnu hrúbku 3 - 4 km.

V hĺbke je upevnená ešte ostrejšia seizmická hranica oddeľujúca plášť a jadro 2900 km. Na tomto seizmickom úseku rýchlosť P-vlny náhle klesne z 13,6 km/s v spodnej časti plášťa na 8,1 km/s v jadre; S-vlny - od 7,3 km / s do 0. Vymiznutie priečnych vĺn naznačuje, že vonkajšia časť jadra má vlastnosti kvapaliny. Seizmickú hranicu oddeľujúcu jadro a plášť objavil v roku 1914 nemecký seizmológ Gutenberg a často sa označuje ako Gutenbergova hranica, aj keď tento názov nie je oficiálny.

Prudké zmeny rýchlosti a charakteru prechodu vĺn sú zaznamenané v hĺbkach 670 km a 5150 km. Hranica 670 km rozdeľuje príkrov na vrchný (33-670 km) a spodný (670-2900 km). Hranica 5150 km rozdeľuje jadro na vonkajšiu kvapalinu (2900-5150 km) a vnútornú pevnú látku (5150-6371 km).

Významné zmeny sú zaznamenané aj v seizmickej časti 410 km rozdelenie horného plášťa na dve vrstvy.

Získané údaje o globálnych seizmických hraniciach poskytujú základ pre uvažovanie o modernom seizmickom modeli hlbinnej štruktúry Zeme.

vonkajšia škrupina pevná zem je zemská kôra ohraničený Mohorovičovou hranicou. Ide o pomerne tenkú škrupinu, ktorej hrúbka sa pohybuje od 4-5 km pod oceánmi do 75-80 km pod kontinentálnymi horskými štruktúrami. Vrchná kôra sa výrazne líši v zložení sedimentárna vrstva pozostávajúce z nemetamorfovaných sedimentárnych hornín, medzi ktorými môžu byť prítomné vulkanity, a pod nimi konsolidované, alebo kryštalický,štekať, tvorený metamorfovanými a vyvretými intruzívnymi horninami.Existujú dva hlavné typy zemskej kôry – kontinentálna a oceánska, zásadne odlišné štruktúrou, zložením, pôvodom a vekom.

kontinentálnej kôry leží pod kontinentmi a ich podmorskými okrajmi, má hrúbku 35-45 km až 55-80 km, v jeho reze sa rozlišujú 3 vrstvy. Horná vrstva sa spravidla skladá zo sedimentárnych hornín, vrátane malého množstva slabo metamorfovaných a vyvrelých hornín. Táto vrstva sa nazýva sedimentárna. Geofyzikálne sa vyznačuje nízkou rýchlosťou P-vlny v rozmedzí 2-5 km/s. Priemerná hrúbka sedimentárnej vrstvy je asi 2,5 km.
Nižšie je vrchná kôra (žulovo-rulová alebo "žulová" vrstva), zložená z vyvrelých a metamorfovaných hornín bohatých na oxid kremičitý (v priemere zodpovedá chemickým zložením granodioritu). Rýchlosť P-vĺn v tejto vrstve je 5,9-6,5 km/s. Na báze hornej kôry sa rozlišuje Konradova seizmická sekcia, ktorá odráža zvýšenie rýchlosti seizmických vĺn počas prechodu do spodnej kôry. Tento úsek však nie je všade pevný: v kontinentálnej kôre sa často zaznamenáva postupné zvyšovanie rýchlosti vĺn s hĺbkou.
Spodná kôra (granulito-mafická vrstva) sa vyznačuje vyššou rýchlosťou vĺn (6,7-7,5 km/s pre P-vlny), čo je spôsobené zmenou horninového zloženia pri prechode z vrchného plášťa. Podľa najviac akceptovaného modelu jeho zloženie zodpovedá granulitu.

Na tvorbe kontinentálnej kôry sa podieľajú horniny rôzneho geologického veku, až po tie najstaršie, staré asi 4 miliardy rokov.

oceánska kôra má relatívne malú hrúbku, v priemere 6-7 km. V jeho najvšeobecnejšej podobe možno v jeho reze rozlíšiť dve vrstvy. Horná vrstva je sedimentárna, vyznačuje sa nízkou hrúbkou (v priemere asi 0,4 km) a nízkou rýchlosťou P-vlny (1,6-2,5 km/s). Spodná vrstva - "čadič" - je zložená zo základných magmatických hornín (hore - bazalty, dole - zásadité a ultrabázické intruzívne horniny). Rýchlosť pozdĺžne vlny vo vrstve "čadiča" sa zvyšuje z 3,4-6,2 km/s v bazaltoch na 7-7,7 km/s v najnižších horizontoch kôry.

Najstaršie horniny modernej oceánskej kôry sú staré asi 160 miliónov rokov.

Plášť Ide o objemovo a hmotnostne najväčší vnútorný obal Zeme, zhora ohraničený hranicou Moho, zdola hranicou Gutenberg. Vo svojom zložení sa rozlišuje horný a spodný plášť, oddelené hranicou 670 km.

Horná mánia je rozdelená do dvoch vrstiev podľa geofyzikálnych vlastností. Horná vrstva - podkôrový plášť- siaha od hranice Moho do hĺbok 50-80 km pod oceánmi a 200-300 km pod kontinentmi a vyznačuje sa plynulým zvyšovaním rýchlosti pozdĺžnych aj priečnych seizmických vĺn, čo sa vysvetľuje zhutňovaním hornín v dôsledku litostatického tlaku nadložných vrstiev. Pod subkôrovým plášťom po globálne rozhranie 410 km sa nachádza vrstva nízkych rýchlostí. Ako vyplýva z názvu vrstvy, rýchlosti seizmických vĺn sú v nej nižšie ako v podkôrovom plášti. Okrem toho sú v niektorých oblastiach odhalené šošovky, ktoré vôbec neprepúšťajú S-vlny, čo dáva dôvod tvrdiť, že látka plášťa v týchto oblastiach je v čiastočne roztavenom stave. Táto vrstva sa nazýva astenosféra ( z gréčtiny "asthenes" - slabý a "sphair" - guľa); termín zaviedol v roku 1914 americký geológ J. Burrell, v anglickej literatúre často označovaný ako LVZ - Zóna nízkej rýchlosti. Touto cestou, astenosféra- je to vrstva v hornom plášti (umiestnená v hĺbke asi 100 km pod oceánmi a asi 200 km alebo viac pod kontinentmi), identifikovaná na základe zníženia rýchlosti prechodu seizmických vĺn a má znížená pevnosť a viskozita. Povrch astenosféry je dobre vytvorený prudkým poklesom odporu (na hodnoty asi 100 Ohm . m).

Prítomnosť plastovej astenosférickej vrstvy, ktorá sa svojimi mechanickými vlastnosťami líši od pevných nadložných vrstiev, dáva dôvod na izoláciu litosféra- pevný obal Zeme vrátane zemskej kôry a podkôrového plášťa, ktorý sa nachádza nad astenosférou. Hrúbka litosféry je od 50 do 300 km. Treba poznamenať, že litosféra nie je monolitická kamenná škrupina planéty, ale je rozdelená na samostatné platne, ktoré sa neustále pohybujú pozdĺž plastickej astenosféry. Ohniská zemetrasení a moderného vulkanizmu sú obmedzené na hranice litosférických dosiek.

Hlbšie ako 410 km v hornom plášti sa všade šíria P- aj S-vlny a ich rýchlosť rastie pomerne monotónne s hĺbkou.

AT spodný plášť, oddelené ostrou globálnou hranicou 670 km, rýchlosť P- a S-vĺn monotónne, bez náhlych zmien narastá až na 13,6, respektíve 7,3 km/s až po úsek Gutenberg.

Vo vonkajšom jadre rýchlosť P-vĺn prudko klesá na 8 km/s, pričom S-vlny úplne zmiznú. Zmiznutie priečnych vĺn naznačuje, že vonkajšie jadro Zeme je v tekutom stave. Pod úsekom 5150 km sa nachádza vnútorné jadro, v ktorom sa zvyšuje rýchlosť P-vĺn a opäť sa začínajú šíriť S-vlny, čo naznačuje jeho pevný stav.

Základným záverom z vyššie opísaného rýchlostného modelu Zeme je, že naša planéta pozostáva zo série sústredných obalov predstavujúcich železité jadro, silikátový plášť a hlinitokremičitanovú kôru.

Geofyzikálne charakteristiky Zeme

Rozloženie hmoty medzi vnútornými geosférami

Prevažná časť hmoty Zeme (asi 68 %) pripadá na jej relatívne ľahký, ale veľký plášť, pričom asi 50 % pripadá na spodný plášť a asi 18 % na vrchný. Zvyšných 32 % celkovej hmotnosti Zeme pripadá najmä na jadro a jeho tekutá vonkajšia časť (29 % z celkovej hmotnosti Zeme) je oveľa ťažšia ako vnútorná pevná časť (asi 2 %). Na kôre zostáva len menej ako 1% celkovej hmotnosti planéty.

Hustota

Hustota škrupín sa smerom k stredu Zeme prirodzene zvyšuje (pozri obr.). Priemerná hustota kôry je 2,67 g/cm3; na hraniciach Moho sa prudko zvýši z 2,9-3,0 na 3,1-3,5 g/cm3. V plášti sa hustota postupne zvyšuje v dôsledku stláčania silikátovej látky a fázové prechody(reštrukturalizácia kryštalickej štruktúry látky v priebehu "adaptácie" na zvyšujúci sa tlak) z 3,3 g/cm 3 v podkôrovej časti na 5,5 g/cm 3 v spodnom plášti. Na hranici Gutenberga (2900 km) sa hustota prudko zdvojnásobí, až na 10 g/cm 3 vo vonkajšom jadre. Ďalší skok v hustote - z 11,4 na 13,8 g / cm 3 - nastáva na hranici vnútorného a vonkajšieho jadra (5150 km). Tieto dva prudké skoky hustoty majú rôznu povahu: na rozhraní plášť/jadro sa mení chemické zloženie hmoty (prechod od silikátového plášťa k železnému jadru), zatiaľ čo skok na hranici 5150 km je spojený so zmenou. stav agregácie(prechod z tekutého vonkajšieho jadra na pevné vnútorné). V strede Zeme dosahuje hustota hmoty 14,3 g/cm 3 .

Tlak

Tlak vo vnútri Zeme sa vypočíta na základe jej hustotného modelu. Nárast tlaku, keď sa vzďaľujete od povrchu, je spôsobený niekoľkými dôvodmi:

stlačenie v dôsledku hmotnosti nadložných škrupín (litostatický tlak);

fázové prechody v chemicky homogénnych schránkach (najmä v plášti);

rozdiel v chemickom zložení schránok (kôra a plášť, plášť a jadro).

Na úpätí kontinentálnej kôry je tlak asi 1 GPa (presnejšie 0,9 * 10 9 Pa). V zemskom plášti sa postupne zvyšuje tlak, ktorý na Gutenbergovom rozhraní dosahuje 135 GPa. Vo vonkajšom jadre sa gradient rastu tlaku zvyšuje, zatiaľ čo vo vnútornom jadre naopak klesá. Vypočítané hodnoty tlaku na hranici medzi vnútorným a vonkajším jadrom a v blízkosti stredu Zeme sú 340 a 360 GPa.

Teplota. Zdroje tepelnej energie

Geologické procesy prebiehajúce na povrchu a v útrobách planéty sú primárne spôsobené tepelnou energiou. Zdroje energie sú rozdelené do dvoch skupín: endogénne (alebo vnútorné zdroje), spojené s tvorbou tepla v útrobách planéty, a exogénne (alebo vonkajšie vo vzťahu k planéte). Intenzita toku tepelnej energie z hĺbky na povrch sa odráža vo veľkosti geotermálneho gradientu. geotermálny gradient je prírastok teploty s hĺbkou, vyjadrený v 0 C/km. "Inverzná" charakteristika je geotermálny stupeň- hĺbka v metroch, pri ponorení do ktorej sa teplota zvýši o 1 0 С. oblasti s pokojným tektonickým režimom. S hĺbkou hodnota geotermálneho gradientu výrazne klesá, pričom v litosfére dosahuje v priemere asi 10 0 С/km a v plášti menej ako 1 0 С/km. Dôvod spočíva v rozložení zdrojov tepelnej energie a povahe prenosu tepla.

Zdroje endogénnej energie sú nasledujúce.
1. Energia hlbokej gravitačnej diferenciácie, t.j. uvoľňovanie tepla pri redistribúcii hmoty v hustote pri jej chemických a fázových premenách. Hlavným faktorom takýchto premien je tlak. Hranica jadro-plášť sa považuje za hlavnú úroveň tohto uvoľňovania energie.
2. Rádiogénne teplo vzniká rozpadom rádioaktívnych izotopov. Podľa niektorých výpočtov tento zdroj určuje asi 25% tepelný tok emitované zemou. Treba však vziať do úvahy, že zvýšené obsahy hlavných rádioaktívnych izotopov s dlhou životnosťou - uránu, tória a draslíka sa pozorujú iba v hornej časti kontinentálnej kôry (zóna izotopového obohatenia). Napríklad koncentrácia uránu v granitoch dosahuje 3,5 10 -4%, v sedimentárnych horninách - 3,2 10 -4%, zatiaľ čo v oceánskej kôre je zanedbateľná: asi 1,66 10 -7%. Rádiogénne teplo teda je dodatočný zdroj teplo v hornej časti kontinentálnej kôry, čo určuje vysokú hodnotu geotermálneho gradientu v tejto oblasti planéty.
3. Zvyškové teplo, zachovaný v hlbinách od vzniku planéty.
4. Pevné prílivy a odlivy, kvôli príťažlivosti Mesiaca. Premena kinetickej slapovej energie na teplo nastáva v dôsledku vnútorné trenie v skalných masívoch. Podiel tohto zdroja na celkovej tepelnej bilancii je malý - cca 1-2%.

V litosfére prevláda vodivý (molekulárny) mechanizmus prenosu tepla, v sublitosférickom plášti Zeme dochádza k prechodu na prevažne konvekčný mechanizmus prenosu tepla.

Výpočty teplôt v útrobách planéty uvádzajú nasledovné hodnoty: v litosfére v hĺbke asi 100 km je teplota asi 1300 0 C, v hĺbke 410 km - 1500 0 C, v hĺbke 670 km - 1800 0C, na rozhraní jadra a plášťa - 2500 0 C, v hĺbke 5150 km - 3300 0 C, v strede Zeme - 3400 0 C. V tomto prípade len hlavná (a najpravdepodobnejšia pre hlboké zóny) sa bral do úvahy zdroj tepla, energia hlbokej gravitačnej diferenciácie.

Endogénne teplo určuje priebeh globálnych geodynamických procesov. vrátane pohybu litosférických dosiek

Na povrchu planéty hrá najdôležitejšiu úlohu exogénny zdroj teplo - slnečné žiarenie. Pod povrchom je účinok slnečného tepla výrazne znížený. Už v malej hĺbke (do 20-30 m) existuje zóna konštantných teplôt - oblasť hĺbok, kde teplota zostáva konštantná a rovná sa priemernej ročnej teplote regiónu. Pod pásom konštantných teplôt je teplo spojené s endogénnymi zdrojmi.

Zemský magnetizmus

Zem je obrovský magnet s magnetickým silovým poľom a magnetickými pólmi, ktoré sú blízko geografickým, ale nezhodujú sa s nimi. Preto sa pri čítaní magnetickej ihly kompasu rozlišuje magnetická deklinácia a magnetický sklon.

Magnetická deklinácia je uhol medzi smerom magnetickej strelky kompasu a geografický poludník v tomto bode. Tento uhol bude najväčší na póloch (až 90 0) a najmenší na rovníku (7-8 0).

Magnetický sklon- uhol, ktorý zviera sklon magnetickej strelky k horizontu. Keď sa priblížite k magnetickému pólu, strelka kompasu zaujme zvislú polohu.

Predpokladá sa, že výskyt magnetického poľa je spôsobený systémami elektrické prúdy, vznikajúce pri rotácii Zeme v dôsledku konvekčných pohybov v tekutom vonkajšom jadre. Celkové magnetické pole pozostáva z hodnôt hlavného poľa Zeme a poľa v dôsledku feromagnetických minerálov v horninách zemskej kôry. Magnetické vlastnosti charakteristické pre minerály - feromagnety, ako magnetit (FeFe 2 O 4), hematit (Fe 2 O 3), ilmenit (FeTiO 2), pyrhotit (Fe 1-2 S) atď., ktoré sú minerálmi a sú založené magnetickým anomálie. Tieto minerály sa vyznačujú fenoménom remanentnej magnetizácie, ktorá zdedí orientáciu magnetického poľa Zeme, ktorá existovala v čase vzniku týchto minerálov. Rekonštrukcia umiestnenia magnetických pólov Zeme v rôznych geologických epochách naznačuje, že magnetické pole sa periodicky vyskytuje inverzia- zmena, pri ktorej sa obrátia magnetické póly. Proces zmeny magnetického znaku geomagnetické pole trvá niekoľko stoviek až niekoľko tisíc rokov a začína intenzívnym poklesom intenzity hlavného magnetického poľa Zeme takmer na nulu, potom dôjde k prepólovaniu a po chvíli nasleduje rýchle obnovenie intenzity, avšak opačné znamenie. severný pól zaujal miesto južnej a naopak, s približnou frekvenciou 5-krát za 1 milión rokov. Súčasná orientácia magnetického poľa vznikla asi pred 800 tisíc rokmi.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Hostené na http://www.allbest.ru/

MINISTERSTVO ŠKOLSTVA A VEDY RUSKEJ FEDERÁCIE FEDERÁLNY ŠTÁT SAMOSTATNÝ

VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA VYŠŠIEHO ODBORNÉHO VZDELÁVANIA

KAZAŇSKÁ (VOLGA) FEDERÁLNA UNIVERZITA

Ústav ekológie a geografie

Katedra geografie a kartografie

abstraktné

Metódy vzdialeného prieskumu Zeme

Absolvuje študent 3. ročníka

skupina č.02-106

Yalalov D.

Vedecký poradca:

Denmuchametov R.R.

Kazaň - 2013

Úvod

1. Vzdialené metódy

2. Vznik vesmírnych metód

3. Letecké fotografovanie

3.1. Vznik leteckého snímkovania

3.2. Využitie leteckého snímkovania v národnom hospodárstve

4. Diaľkový prieskum Zeme pri hľadaní minerálov

5. Metódy automatizácie interpretácie vesmírnych materiálov

Záver

Zoznam použitých zdrojov

Úvod

Rýchly rozvoj kozmonautiky, pokrok v štúdiu blízkozemského a medziplanetárneho priestoru odhalil veľmi vysokú efektivitu využívania blízkozemského vesmíru a vesmírnych technológií v záujme mnohých vied o Zemi: geografie, hydrológie, geochémie, geológie, oceánológia, geodézia, hydrológia, geoveda.

Využívanie umelých družíc Zeme na komunikáciu a televíziu, prevádzkové a dlhodobé predpovede počasia a hydrometeorologické podmienky, na navigáciu na námorných a leteckých trasách, na vysoko presnú geodéziu, štúdium prírodných zdrojov Zeme a kontrolu životného prostredia sa stáva čoraz viac bežné. V krátkodobom aj dlhodobom horizonte všestranné využitie vesmíru a vesmírnych technológií v rôznych odboroch ekonomika výrazne vzrastie

1. diaľkovýmetódy

Vzdialené metódy - spoločný názov metódy na štúdium pozemských objektov a vesmírnych telies bezkontaktným spôsobom na značnú vzdialenosť (napríklad zo vzduchu alebo z vesmíru) rôznymi prístrojmi v rôznych oblastiach spektra (obr. 1). Vzdialené metódy umožňujú vyhodnotiť regionálne znaky študovaných objektov, ktoré sú detekované na veľké vzdialenosti. Tento termín sa rozšíril po vypustení prvého umelého satelitu Zeme na svete v roku 1957 a po zostrelení odvrátenej strany Mesiaca Sovietskym zväzom. automatická stanica"Zond-3" (1959).

Ryža. 1. Hlavné geometrické parametre snímacieho systému: - uhol pohľadu; X a Y - lineárne snímacie prvky; dx a dy - prvky na zmenu okamžitého uhla pohľadu; W - smer pohybu

Rozlišovať aktívny diaľkové metódy založené na využití žiarenia odrazeného predmetmi po ožiarení umelými zdrojmi, a pasívny, ktoré skúmajú vlastné žiarenie telies a nimi odrazené slnečné žiarenie. Podľa umiestnenia prijímačov sa vzdialené metódy delia na pozemné (vrátane povrchových), vzdušné (atmosférické, resp. letecké) a vesmírne. Podľa typu nosiča techniky rozlišujú diaľkové metódy lietadlo, vrtuľník, balón, raketa, satelitné diaľkové metódy (v geologickom a geofyzikálnom výskume - letecká fotografia, letecká geofyzikálna fotografia a vesmírna fotografia). Výber, porovnanie a analýza spektrálnych charakteristík v rôznych rozsahoch elektromagnetického žiarenia umožňuje rozpoznať objekty a získať informácie o ich veľkosti, hustote, chemickom zložení, fyzikálne vlastnosti a stav. Na vyhľadávanie rádioaktívne rudy a zdrojov, g-pásmo sa používa na stanovenie chemického zloženia hornín a pôd - ultrafialová časť spektra; rozsah svetla je najinformatívnejší pri štúdiu pôd a vegetačného krytu, infračervené (IR) - poskytuje odhady teploty povrchu tela, rádiové vlny - informácie o topografii povrchu, minerálne zloženie, vlhkosť a hĺbkové vlastnosti prírodných útvarov a atmosférických vrstiev.

Podľa typu prijímača žiarenia sa vzdialené metódy delia na vizuálne, fotografické, fotoelektrické, rádiometrické a radarové. AT vizuálna metóda(popis, posúdenie a náčrty) registrujúcim prvkom je oko pozorovateľa. Fotografické prijímače (0,3-0,9 mikrónov) majú akumulačný efekt, ale majú rôznu citlivosť v rôznych oblastiach spektra (selektívne). Fotoelektrické prijímače (energia žiarenia sa premieňa priamo na elektrický signál pomocou fotonásobičov, fotobuniek a iných fotoelektronických zariadení) sú tiež selektívne, ale citlivejšie a menej zotrvačné. Na meranie absolútnej energie vo všetkých oblastiach spektra a najmä v IR sa používajú prijímače, ktoré premieňajú tepelnú energiu na iné formy (najčastejšie na elektrickú), na prezentáciu údajov v analógovej alebo digitálnej forme na magnetických a iných nosičoch informácií. ich analýzu pomocou počítača. Videoinformácie prijímané televíziou, skenerom (obr.), panoramatickými kamerami, termovíziou, radarom (bočný a všestranný pohľad) a inými systémami umožňujú študovať priestorovú polohu objektov, ich výskyt a priamo ich spájať s mapa.

2. Vznik vesmírnych metód

V histórii vesmírnej fotografie možno rozlíšiť tri etapy. Prvá etapa by mala zahŕňať fotografovanie Zeme z vysokej nadmorskej výšky a následne z balistických rakiet, a to z rokov 1945-1960. Prvé fotografie zemského povrchu vznikli koncom 19. storočia. - začiatok dvadsiateho storočia, teda ešte pred použitím letectva na tieto účely. Prvé experimenty so zdvíhaním kamier na raketách sa začali vykonávať v rokoch 1901-1904. Nemecký inžinier Alfred Maul v Drážďanoch. Prvé fotografie boli zhotovené z výšky 270-800 m, mali rozmer rámu 40x40 mm. V tomto prípade sa fotografovanie uskutočnilo počas zostupu rakety fotoaparátom na padáku. Za 20-30 rokov. 20. storočie v mnohých krajinách sa robili pokusy použiť rakety na prieskum zemského povrchu, ale kvôli nízkej nadmorskej výške (10-12 km) neboli účinné.

Hralo sa strieľanie na Zem z balistických rakiet dôležitá úloha v praveku štúdia prírodných zdrojov z rôznych kozmických lodí. Pomocou balistických rakiet boli získané prvé malé snímky Zeme z výšky viac ako 90-100 km. Úplne prvý vesmírne fotografie Pozemky boli vyrobené v roku 1946 pomocou balistickej strely Viking-2 z výšky asi 120 km na testovacom mieste White Sand (Nové Mexiko, USA). V rokoch 1946-1958. na tento dosah boli balistické rakety odpaľované vo vertikálnom smere a po dosiahnutí maximálnej výšky (asi 400 km) dopadli na Zem. Na trajektórii pádu boli získané fotografické snímky zemského povrchu v mierke 1:50 000 - 1:100 000. fototechnika sa začala inštalovať aj na sovietske meteorologické rakety. Snímky vznikli pri zostupe hlavy rakety na padáku. V rokoch 1957-1959. na filmovanie v automatickom režime boli použité geofyzikálne rakety. V rokoch 1959-1960. Na výškových optických staniciach stabilizovaných za letu boli inštalované všestranné fotografické kamery, pomocou ktorých sa snímali fotografie Zeme z výšky 100-120 km. Fotografie sa robili rôznymi smermi, v rôznych obdobiach roka, v rôznych hodinách dňa. To umožnilo sledovať sezónne zmeny na satelitnej snímke prírodných prvkov Zeme. Snímky zhotovené z balistických rakiet boli veľmi nedokonalé: existovali veľké rozdiely v mierke obrazu, malá plocha a nepravidelnosť štartov rakiet. Tieto práce však boli potrebné na vývoj techniky a metodológie na prieskum zemského povrchu z umelých zemských satelitov a kozmických lodí s ľudskou posádkou.

Druhá etapa fotografovania Zeme z vesmíru pokrýva obdobie rokov 1961 až 1972 a nazýva sa experimentálna. 12. apríla 1961 Yu.A. Gagarin, prvý kozmonaut ZSSR (Ruska), uskutočnil prvé vizuálne pozorovanie Zeme cez okná kozmickej lode Vostok. Kozmonaut G. S. Titov na lodi Vostok-2 uskutočnil 6. augusta 1961 pozorovania a prieskumy zemského povrchu. Streľba prebiehala cez okná v samostatných reláciách počas letu. Výskum uskutočnený v tomto období na kozmickej lodi série Sojuz s ľudskou posádkou má jedinečnú vedeckú hodnotu. Fotografie denného a súmrakového horizontu Zeme, zemského povrchu, ako aj pozorovania tajfúnov, cyklónov, lesné požiare. Na palube kozmických lodí Sojuz-4 a Sojuz-5 sa uskutočnili vizuálne pozorovania zemského povrchu, fotografovanie a filmovanie, vrátane oblastí Kaspického mora. Veľké experimenty ekonomický význam boli vykonané podľa spoločný program výskumné plavidlo „Akademik Shirshov“, satelit „Meteor“ a kozmická loď s ľudskou posádkou „Sojuz-9“. Výskumný program v tomto prípade zabezpečoval pozorovanie Zeme pomocou optické prístroje, fotografovanie geologických a geografických objektov za účelom zostavovania geologických máp a možných oblastí výskytu nerastov, pozorovanie a fotografovanie atmosférických útvarov za účelom zostavovania meteorologických predpovedí. V tom istom období sa v rôznych zónach viditeľného slnečného spektra uskutočnilo radarové a tepelné zobrazovanie Zeme a experimentálne fotografovanie, neskôr nazývané viaczónová fotografia.

3. letecké snímkovanie

Letecká fotografia je fotografovanie zemského povrchu z lietadla alebo helikoptéry. Je vyrobený zvisle nadol alebo šikmo k rovine horizontu. V prvom prípade sa získajú plánované zábery, v druhom - perspektívne. Aby ste získali obraz veľkej oblasti, urobí sa séria leteckých snímok a potom sa spoja. Snímky sa nasnímajú s prekrytím, takže rovnaká oblasť spadá do susedných snímok. Dva snímky tvoria stereo pár. Keď sa na ne pozeráme cez stereoskop, obraz vyzerá trojrozmerne. Letecká snímka sa vykonáva pomocou svetelných filtrov. To vám umožní vidieť rysy prírody, ktoré si voľným okom nevšimnete. Ak strieľate infračervené lúče, potom môžete vidieť nielen zemský povrch, ale aj niektoré znaky geologickej stavby, podmienky pre výskyt podzemných vôd.

Letecká fotografia sa široko používa na štúdium krajiny. S jeho pomocou sa zostavujú presné topografické mapy bez vykonávania početných náročných prieskumov terénu na zemskom povrchu. Pomáha archeológom nájsť stopy starovekých civilizácií. Objav v Taliansku zasypaného etruského mesta Spina sa uskutočnil pomocou leteckého snímkovania. Toto mesto spomínali geografi minulých rokov, ale nebolo možné ho nájsť, kým sa v močaristej delte rieky Pád nezačali vykonávať odvodňovacie práce. Meliorátori použili letecké snímky. Niektoré z nich upútali pozornosť vedcov-špecialistov. Tieto fotografie zobrazujú plochý povrch nížiny. Takže na obrázkoch tejto oblasti sú obrysy nejakého pravidelného geometrické tvary. Keď sa začali vykopávky, bolo jasné, že tu prekvitalo kedysi bohaté prístavné mesto Spina. Letecké snímky umožnili vidieť polohu jeho domov, kanálov a ulíc pomocou nenápadných zmien vegetácie a močiarov zo zeme.

Veľkou pomocou pre geológov sú letecké snímky, ktoré pomáhajú sledovať priebeh hornín, skúmať geologické štruktúry a odhaľovať výstupy skalného podložia na povrch.

V našej dobe sa v rovnakých oblastiach vykonáva letecké fotografovanie mnohokrát počas mnohých rokov. Ak získané obrázky porovnáte, môžete určiť charakter a rozsah zmien v prírodnom prostredí. Letecká fotografia pomáha zaznamenať mieru vplyvu človeka na prírodu. Opakované snímky zobrazujú oblasti neudržateľného manažmentu prírody a na základe týchto snímok sa plánujú ochranárske aktivity.

3.1 vznikletecké snímkovanie

Vznik leteckej fotografie sa datuje na koniec 19. storočia. Prvé fotografie zemského povrchu vznikli z balónov. Hoci sa líšili mnohými nedostatkami, náročnosťou získania a následného spracovania, obraz na nich bol celkom zreteľný, čo umožnilo rozlíšiť mnohé detaily, ako aj urobiť si celkový obraz o skúmanom regióne. Ďalší rozvoj a zdokonaľovanie fotografie, kamier a aeronautiky viedol k tomu, že sa na lietajúce prostriedky nazývané lietadlá začali inštalovať filmovacie zariadenia. Počas 1. svetovej vojny sa fotenie z lietadiel realizovalo s cieľom o letecký prieskum. Bola odfotografovaná poloha nepriateľských jednotiek, ich opevnenia a množstvo techniky. Tieto údaje boli použité na vypracovanie operačných plánov bojových operácií.

Po skončení 1. svetovej vojny sa už v porevolučnom Rusku začalo letecké snímkovanie využívať pre potreby národného hospodárstva.

3.2 Použitieletecké snímkovanievľudovýoperka

V roku 1924 bolo pri meste Mozhaisk zriadené miesto leteckého prieskumu, kde sa testovali novovytvorené letecké kamery, materiály na letecké snímkovanie (fotografický film, špeciálny papier, zariadenia na vyvolávanie a tlač obrázkov). Toto zariadenie bolo inštalované na vtedy existujúce lietadlá ako Yak, Il, nové lietadlá An. Tieto štúdie priniesli pozitívne výsledky, ktoré umožnili prejsť na rozšírené používanie leteckej fotografie v národného hospodárstva. Letecké fotografovanie bolo realizované pomocou špeciálnej kamery, ktorá bola inštalovaná v spodnej časti lietadla so zariadeniami, ktoré eliminujú vibrácie. Kazeta fotoaparátu mala dĺžku filmu od 35 do 60 ma šírku 18 alebo 30 cm, jeden obrázok mal rozmery 18 x 18 cm, menej často - 30 x 30 cm. 20. storočie obraz na obrázkoch bol čiernobiely, neskôr začali dostávať farebné a potom spektrálne obrazy.

Spektrálne snímky sa robia pomocou svetelného filtra v určitej časti viditeľného slnečného spektra. Napríklad je možné fotografovať v červenej, modrej, zelenej, žltej časti spektra. Používa sa pri tom dvojvrstvová emulzia pokrývajúca film. Tento spôsob fotografovania sprostredkuje krajinu v požadovaných farbách. Takže napríklad zmiešaný les pri spektrálnej fotografii dáva obraz, ktorý možno ľahko rozdeliť na druhy, ktoré majú na snímke rôzne farby. Po vyvolaní a zaschnutí filmu sa pripravia kontaktné výtlačky na fotografický papier s rozmermi 18x18 cm, respektíve 30x30 cm Každý obrázok má číslo, okrúhlu úroveň, pomocou ktorej možno posúdiť stupeň vodorovnosti obrazu, napr. ako aj hodiny, ktoré fixujú čas v čase zhotovenia tejto snímky.

Fotografovanie akejkoľvek oblasti sa vykonáva za letu, v ktorom lietadlo letí zo západu na východ, potom z východu na západ. Letecká kamera pracuje v automatickom režime a sníma snímky, ktoré sa nachádzajú na trase lietadla jeden po druhom, pričom sa navzájom prekrývajú o 60 %. Prekrytie obrázkov medzi pásmi je 30 %. V 70. rokoch. 20. storočie Na základe lietadla An bolo na tento účel skonštruované špeciálne lietadlo An-30. Je vybavený piatimi kamerami, ktoré sú riadené počítacím strojom av súčasnosti - počítačom. Lietadlo je navyše vybavené antivibračným zariadením, ktoré zabraňuje bočnému driftu vplyvom vetra. Vydrží danú výšku letu. Prvé pokusy s využitím leteckej fotografie v národnom hospodárstve sa datujú koncom 20. rokov 20. storočia. 20. storočie Snímky boli použité na ťažko dostupných miestach v povodí rieky Mologa. S ich pomocou sa uskutočnilo štúdium, prieskum a zisťovanie kvality a úžitkovosti (zdanenia) lesov tohto územia. Okrem toho sa o niečo neskôr študovala plavebná dráha Volga. Táto rieka v niektorých úsekoch často menila plavebnú dráhu, vznikali plytčiny, kosy, násypy, ktoré značne prekážali plavbe pred vytvorením nádrží.

Letecké fotografické materiály umožnili odhaliť zákonitosti pri tvorbe a ukladaní riečnych sedimentov. Počas druhej svetovej vojny bola letecká snímka široko používaná aj v národnom hospodárstve pri prieskume nerastov, ako aj na fronte na identifikáciu pohybu nepriateľskej pracovnej sily a techniky, na prieskum opevnení a možných miest vojenských operácií. V povojnovom období sa mnohostranne využívalo aj letecké fotografovanie.

4. diaľkovývýskumuprivyhľadávanieužitočnényhfosílie

Na zabezpečenie prieskumu ložísk uhľovodíkov, projektovania, výstavby a prevádzky zariadení na ťažbu, spracovanie a prepravu ropy a zemného plynu s využitím leteckých informácií, štúdia reliéfu, vegetácie, pôd a pôd, ich stavu v rôznych obdobiach roka, vrátane extrémnych prírodné podmienky, napríklad pri povodniach, suchách alebo silných mrazoch, rozbor dostupnosti a stavu obytnej a dopravnej infraštruktúry, zmeny krajinných zložiek v dôsledku tzv. ekonomický vývojúzemia, a to aj v dôsledku nehôd na ropných a plynových poliach a potrubiach atď.

V prípade potreby sa využíva digitalizácia, fotogrametrické a fotometrické spracovanie obrázkov, ich geometrická korekcia, škálovanie, kvantovanie, kontrastovanie a filtrovanie, syntetizácia farebných obrázkov vrátane použitia rôznych filtrov a pod.

Výber leteckých materiálov a interpretácia snímok sa robí s prihliadnutím na dennú dobu a ročné obdobie prieskumu, vplyv meteorologických a iných faktorov na parametre snímky, maskovací efekt oblačnosti a aerosólové znečistenie.

Aby sa rozšírili možnosti analýzy leteckých informácií, využívajú sa nielen priame dešifrovacie prvky, a priori známe alebo identifikované v procese cieleného štúdia leteckých snímok, ale aj nepriame prvky, ktoré sú široko používané pri vizuálnom dešifrovaní. Vychádzajú predovšetkým z indikačných vlastností reliéfu, vegetácie, povrchových vôd, pôd a pôd.

Pri snímaní rovnakých objektov v rôznych zónach spektra sa pozorujú rôzne výsledky. Napríklad prieskumy v infračervenej a rádiotermálnej oblasti lepšie fixujú teplotu a vlhkosť zemského povrchu, prítomnosť ropného filmu na vodnej hladine, ale presnosť výsledkov takýchto prieskumov môže byť prečiarknutá. silný vplyv fyzická heterogenita povrchu pevniny alebo vlny na vodnej hladine.

5. Technikyautomatizáciedešifrovaniepriestormateriálov

Špecifickosť využitia satelitných snímkových materiálov je spojená s cieleným prístupom k interpretácii vzdialených údajov, ktoré obsahujú informácie o mnohých územne súvisiacich parametroch (geografických, poľnohospodárskych, geologických, technogénnych atď.) prírodného prostredia. Počítačová vizuálna interpretácia je založená na meraní štvorrozmerného (dve priestorové súradnice, jas a čas) a päťrozmerného (dodatočne farebný obraz pri viaczónovom snímaní) rozdelenia tokov žiarenia odrazených prvkami a objektmi terénu. Tematické spracovanie obrazu zahŕňa logické a aritmetické operácie, klasifikácia, filtrovanie a/alebo analýza čiar a rad ďalších metodologických techník. To by malo zahŕňať aj vizuálnu interpretáciu obrazu na obrazovke počítača, ktorá sa vykonáva pomocou stereo efektu, ako aj celý arzenál nástrojov na počítačové spracovanie a konverziu obrazu. Široké možnosti pre výskumníka otvárajú automatické klasifikácie viaczónových snímok (s predbežným školením o štandardoch alebo so špecifikovanými parametrami). Klasifikácia je založená na tom, čo majú rôzne prírodné objekty v rôznych rozsahoch elektromagnetické spektrum rôzne jasy. Analýza jasu objektov v rôznych zónach (ROX - spektrálne optické charakteristiky) umožňuje identifikovať a načrtnúť reprezentatívne typy krajiny, štruktúrno-materiálové (priemyselné a sociálne) komplexy a špecifické geologické a technogénne telesá. Vylepšite technológiu satelitné snímky digitálne topografické mapy založené na vizuálnej interpretácii by mali poskytovať nasledujúci súbor funkcií:

1) export/import digitálnych kartografických informácií a digitálnych snímok terénu;

2) interpretácia vesmírnych fotografií pri dodržaní optimálnych podmienok na ich spracovanie:

Príprava podkladov pre identifikáciu terénnych prvkov na zväčšených pozitívoch (na filme);

Hodnotenie rozlíšenia obrazu pred a po primárnom spracovaní;

Určenie priamych a nepriamych dešifrovacích znakov, ako aj použitie fotografických snímok typických terénnych prvkov a referenčných materiálov;

4) digitalizácia vesmírnych obrazov a výsledkov interpretácie;

5) transformácia (orto-transformácia) digitálnych vesmírnych obrazov;

6) príprava štatistických a iných charakteristík informačných vlastností prvkov terénu;

7) úprava prvkov obsahu digitálnej mapy na základe výsledkov obrazovej interpretácie;

8) generovanie aktualizovanej digitálnej topografickej mapy;

9) návrh digitálnej topografickej alebo tematickej mapy pre užívateľa spolu s obrázkom - vytvorenie zloženej digitálnej fototopografickej mapy.

S automatickým a interaktívnym dekódovaním je navyše možné simulovať signálové polia na vstupe prijímacieho zariadenia leteckých monitorovacích systémov životné prostredie; operácie filtrovania obrazu a rozpoznávania vzorov.

Spoločné pozorovanie vrstvy vektorovej digitálnej mapy a rastrového obrazu na obrazovke, ktorú je možné získať rôznymi metódami, však vytvára nové, doteraz nepoužívané možnosti na automatizovanú interpretáciu a aktualizáciu máp.

Vrstevnicové súradnice plošného alebo lineárneho terénneho prvku na digitálnej mape môžu slúžiť ako „pesmaker“ – ukazovateľ na prevzatie údajov z pixelov rastrového obrazu terénu s následným výpočtom priemerných charakteristík okolia, daných rozmery a kontúrovanie oblasti alebo kreslenie zodpovedajúcej krivky v novej vrstve. Ak sa parametre rastra nezhodujú v nasledujúcom pixeli obrázka, je možné prejsť na ďalší zodpovedajúci rovnakému prvku na mape a s následným interaktívnym odstránením medzier. Algoritmus na kontinuálne získavanie štatistických charakteristík spriemerovaných susedstiev pixelov (body segmentov medzi extrémami alebo na spline) je možný, berúc do úvahy prípustnú zmenu charakteristík rastertonu, a nie celé pole rovnako rozmiestnených testovacích oblastí pozdĺž krivka.

Využitie mapových podkladov o teréne umožňuje výrazne posilniť automatizáciu dekódovacích algoritmov, najmä pre polia hydrologických a geologických informácií o priame prvky, s použitím rovnakej metódy párovania, založenej na geologických a gravitačných vzťahoch.

Záver

Využitie leteckých technológií v diaľkovom prieskume Zeme je jedným z najsľubnejších spôsobov rozvoja tejto oblasti. Samozrejme, ako každá výskumná metóda, aj kozmické sondovanie má svoje výhody a nevýhody.

Jednou z hlavných nevýhod tejto metódy je jej relatívne vysoká cena a doteraz nedostatočná prehľadnosť získaných údajov.

Vyššie uvedené nevýhody sú odstrániteľné a nevýznamné na pozadí príležitostí, ktoré sa otvárajú vďaka letecké technológie. Je to príležitosť dlhodobo pozorovať rozsiahle územia, získať dynamický obraz, berúc do úvahy vplyv rôznych faktorov na územie a ich vzájomný vzťah. Otvára sa tak možnosť systematického štúdia Zeme a jej jednotlivých oblastí.

letecká fotografia terestrial remote space

Zoznampoužitézdrojov

1. S.V. Garbuk, V.E. Gershenzon "Vesmírne systémy pre diaľkový prieskum Zeme", "Scan-Ex", Moskva 1997, 296 strán.

2. Vinogradov B. V. Vesmírne metódy na štúdium prírodného prostredia. M., 1976.

3. Metódy automatizácie dekódovania vesmírnych materiálov - http://hronoinfotropos.narod.ru/articles/dzeprognos.htm

4. Vzdialené metódy na štúdium zemského povrchu - http://ib.komisc.ru

5. Letecké metódy. Fotografia - http://referatplus.ru/geografi

Hostené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

práca, pridané 15.02.2017


Dekódovanie - analýza materiálov z leteckých a vesmírnych prieskumov s cieľom získať z nich informácie o povrchu Zeme. Získavanie informácií priamym pozorovaním ( kontaktná metóda), nevýhody metódy. Klasifikácia dekódovania.

prezentácia, pridané 19.02.2011


Geológia ako veda, objekty výskumu a jeho vedeckých smerov. Geologické procesy, ktoré tvoria reliéf zemského povrchu. Ložisko nerastných surovín, ich klasifikácia podľa využitia v národnom hospodárstve. Rudy železných a legovaných kovov.

test, pridané 20.01.2011


Hydrogeologický výskum pri vyhľadávaní, prieskume a rozvoji ložísk pevných nerastov: úlohy a geotechnologické metódy. Podstata a uplatnenie podzemného lúhovania kovov, tavenie síry, vrtná hydraulická ťažba sypkých rúd.

abstrakt, pridaný 02.07.2012


Materiálové zloženie zemskej kôry: hlavné typy chemických zlúčenín, priestorové rozloženie minerálne typy. Prevalencia kovov v zemskej kôre. Geologické procesy, tvorba nerastov, výskyt ložísk nerastov.

prezentácia, pridané 19.10.2014


Letecká fotografia a vesmírna fotografia – získavanie snímok zemského povrchu z lietadiel. Schéma na získanie primárnych informácií. Vplyv atmosféry na elektromagnetické žiarenie pri nakrúcaní. Optické vlastnosti objektov na zemskom povrchu.

prezentácia, pridané 19.02.2011


Vplyv ťažby na prírodu. Moderné metódy ťažby: vyhľadávanie a rozvoj ložísk. Ochrana prírody pri vývoji nerastných surovín. Povrchová úprava odvalov po ukončení povrchovej ťažby.

abstrakt, pridaný 9.10.2014


Etapy vývoja minerálnych vrstiev. Stanovenie očakávaných hodnôt posunov a deformácií zemského povrchu v smere cez náraz nádrže. Záver o povahe vytesňovacieho žľabu a potrebe uplatniť konštruktívne opatrenia.

praktické práce, pridané 20.12.2015


Prospekcia ako proces predpovedania, identifikácie a perspektívneho hodnotenia nových ložísk nerastných surovín hodných prieskumu. Polia a anomálie ako moderný základ pre vyhľadávanie nerastov. Problém študijných odborov a anomálie.

prezentácia, pridané 19.12.2013


Metóda geologických blokov a paralelných rezov na výpočet zásob nerastných surovín. Výhody a nevýhody uvažovaných metód. Aplikácia rôznych metód hodnotenia prevádzkových zásob podzemných vôd. Stanovenie prietoku v podzemí.