Gravimeetria on teaduse osa Maa gravitatsioonivälja iseloomustavate suuruste mõõtmisest ja nende abil Maa kuju määramiseks, selle üldise sisestruktuuri, ülemiste osade geoloogilise struktuuri uurimiseks, mõnede navigatsiooniprobleemide lahendamiseks jne.
Gravimeetrias määrab Maa gravitatsioonivälja tavaliselt raskusväli (või numbriliselt võrdne raskuskiirendus), mis tuleneb kahest peajõust: Maa külgetõmbejõust (gravitatsioonist) ja selle igapäevasest pöörlemisest tingitud tsentrifugaaljõust. Pöörlemisteljest eemale suunatud tsentrifugaaljõud vähendab raskusjõudu ja kõige rohkem ekvaatoril. Raskusjõu vähenemine poolustest ekvaatorini on tingitud ka Maa kokkusurumisest.
Raskusjõud, see tähendab Maa (või muu planeedi) läheduses massiühikule mõjuv jõud koosneb raskusjõududest ja inertsjõududest (tsentrifugaaljõud):
kus G on gravitatsioonikonstant, mu on ühiku mass, dm on massielement, R on mõõtepunkti raadiusevektorid, r on massielemendi raadiusevektor, w on Maa pöörlemise nurkkiirus; integraal võetakse üle kõik massid.
Raskusjõu potentsiaal määratakse vastavalt suhtega:
kus on mõõtepunkti laiuskraad.
Gravimeetria sisaldab teooriat kõrguste tasandamisest, astronoomiliste ja geodeetiliste võrkude töötlemisest seoses Maa gravitatsioonivälja variatsioonidega.
Gravimeetrias on mõõtühikuks Gal (1 cm / s2), mis on nimetatud Itaalia teadlase Galileo Galilei järgi.
Raskusjõu määramine toimub suhtelise meetodi abil, mõõtes gravimeetrite ja pendliseadmete abil raskusjõu erinevust uuritud ja võrdluspunktides. Kogu Maa gravimeetriliste võrdluspunktide võrk on lõppkokkuvõttes ühendatud Potsdami (Saksamaa) punktiga, kus gravitatsiooni kiirenduse absoluutväärtuse määrasid 20. sajandi alguse pöörlevad pendlid (981 274 mgl; vt Gal). Absoluutsed raskusjõu definitsioonid on keerulised ja vähem täpsed kui suhtelised mõõtmised. Uued absoluutsed mõõtmised, mis on tehtud üle 10 Maa punkti, näitavad, et Potsdami raskuskiirenduse vähendatud väärtus ületatakse ilmselt 13–14 mgl võrra. Nende tööde lõppedes viiakse üle uuele gravimeetrilisele süsteemile. Kuid paljudes gravimeetria probleemides pole see viga märkimisväärne, kuna nende lahendamiseks kasutatakse mitte absoluutväärtusi endid, vaid nende erinevusi. Raskusjõu absoluutväärtus määratakse kõige täpsemini katsete abil kehade vabalangemisega vaakumkambris. Raskusjõu suhtelised määramised tehakse pendliriistade abil täpsusega mitu sajandikku millimeetrit. Gravimeetrid tagavad pendliinstrumentidest veidi suurema mõõtetäpsuse, on kaasaskantavad ja hõlpsasti kasutatavad. Liikuvate objektide (allveelaevad, pinnalaevad, lennukid) gravitatsiooni mõõtmiseks on spetsiaalne gravimeetriline seade. Instrumendid registreerivad pidevalt raskuskiirenduse muutusi piki laeva või õhusõiduki rada. Sellised mõõtmised on seotud veeremisest tingitud häirivate kiirenduste ja instrumendi aluse kallutuste mõju mõõtevahendi näitudest väljaarvamise raskustega. Madalate basseinide põhjas, puurkaevudes on mõõtmiseks spetsiaalsed gravimeetrid. Gravitatsioonipotentsiaali teisi tuletisi mõõdetakse gravitatsiooni variomeetrite abil.
Gravimeetria põhiprobleemide ulatus lahendatakse statsionaarse ruumilise gravitatsioonivälja uurimisega. Maa elastsete omaduste uurimiseks registreeritakse pidevalt raskusjõu kõikumisi ajas. Tulenevalt asjaolust, et Maa tihedus on ebaühtlane ja ebakorrapärase kujuga, iseloomustab selle välist gravitatsioonivälja keeruline struktuur. Erinevate probleemide lahendamiseks on mugav kaaluda gravitatsioonivälja, mis koosneb kahest osast: peamine - nn normaalne, mis varieerub lihtsa seaduse järgi koha laiuskraadiga, ja anomaalne - Maa suurusjärkudes kivimite tiheduse ebaühtlasuse tõttu - suuruselt väike, kuid jaotuse poolest keeruline. Normaalne gravitatsiooniväli vastab mõnele idealiseeritud Maa mudelile, kuju ja sisestruktuurilt lihtne (ellipsoid või selle lähedal asuv sferoid). Vaadeldud raskusjõu ja normaalse raskusjõu vahelist erinevust, mis arvutatakse normaalse raskusastme jaotuse ühe või teise valemi abil ja vähendatakse sobivate korrektsioonide abil vastuvõetud kõrguste tasemele, nimetatakse raskusjõu anomaaliaks. Kui selle reduktsiooni korral võetakse arvesse ainult normaalset vertikaalset gravitatsioonigradienti, mis on võrdne 3086 etvesh-ga (s.t eeldades, et vaatluspunkti ja võrdlustaseme vahel pole mingeid masse), siis nimetatakse sel viisil saadud anomaaliaid vabade õhu anomaaliateks. Selliselt arvutatud anomaaliaid kasutatakse kõige sagedamini Maa kuju uurimisel. Kui redutseerimisel võetakse arvesse ka homogeenseks peetud massikihi ligitõmbamist vaatluse ja reduktsiooni tasemete vahel, siis saadakse anomaaliad, mida nimetatakse Bougueri anomaaliateks. Need kajastavad Maa ülemiste osade tiheduse heterogeensust ja neid kasutatakse geoloogiliste uuringute probleemide lahendamisel. Gravimeetrias võetakse arvesse ka isostaatilisi anomaaliaid, mis võtavad erilisel viisil arvesse masside mõju maapinna ja pinna taseme vahel sügavusel, kus pealmised massid avaldavad sama rõhku. Lisaks nendele anomaaliatele arvutatakse veel mitu (Preya, Bougueri poolt modifitseeritud jne). Gravimeetriliste mõõtmiste põhjal koostatakse gravimeetrilised kaardid, kus on gravitatsioonianomaaliate isoliine. Gravitatsioonipotentsiaali teise tuletise anomaaliad määratakse sarnaselt vaadeldava väärtuse (varem maastikuga korrigeeritud) ja normaalväärtuse erinevusega. Selliseid anomaaliaid kasutatakse peamiselt maavarade uurimiseks.
Ülesannetes, mis hõlmavad gravimeetriliste mõõtmiste kasutamist Maa kuju uurimiseks, on tavaliselt ellipsoidi otsimine kõige parem Maa geomeetrilise kuju ja välise gravitatsioonivälja kuvamiseks.
Planeet Maa uurimine päikesesüsteemis: ajalugu, pinna kirjeldus, kosmoseaparaadi start, pöörlemine, orbiit, saavutused, märkimisväärsed kuupäevad.
See puudutab koduplaneeti, nii et vaatame, kuidas Maa uurimine läks. Suuremat osa maakera pinnast oli uuritud 20. sajandi alguseks, sealhulgas sisemist struktuuri ja geograafiat. Arktika ja Antarktika jäid saladuslikuks. Tänapäeval on peaaegu kõik piirkonnad jäädvustatud ja kaardistatud tänu fotokaardistamisele ja radarile. Üks viimaseid uuritavaid piirkondi oli Darieni poolsaar, mis asus Panama kanali ja Colombia vahel. Varem oli uuringu läbiviimine keeruline pidevate sademete, tiheda taimestiku ja tiheda pilvisuse tõttu.
Planeedi sügavate tunnuste uurimist pole pikka aega läbi viidud. Enne seda tegelesid nad pinnamoodustiste uurimisega. Kuid pärast Teist maailmasõda alustasid nad geofüüsikalisi uuringuid. Selleks kasutati spetsiaalseid andureid. Kuid sel viisil oli võimalik arvestada piiratud osaga maapinna kihist. Oli võimalik saada ainult ülemise kooriku alla. Kaevu maksimaalne sügavus on 10 km.
Peamised eesmärgid ja saavutused Maa uurimisel
Maa uurimisel juhib teadlasi nii teaduslik uudishimu kui ka majanduslik kasu. Elanike arv suureneb, seega kasvab nõudlus fossiilide, samuti vee ja muude oluliste materjalide järele. Paljud maa-alused operatsioonid otsivad:
- nafta, kivisüsi ja maagaas;
- kaubanduslikud (raud, vask, uraan) ja ehitusmaterjalid (liiv, kruus);
- põhjavesi;
- kivimid inseneri kavandamiseks;
- geotermilised varud elektri ja kütte jaoks;
- arheoloogia;
Samuti oli vaja luua turvalisus tunnelite, hoidlate, tuumareaktsioonide ja tammide kaudu. Ja see toob kaasa vajaduse osata ennustada maavärina tugevust ja ajastust või maapealse vee taset. Jaapan ja Ameerika Ühendriigid on kõige aktiivsemad maavärinate ja vulkaanide käes, sest just need riigid kannatavad selliseid katastroofe kõige sagedamini. Hoolduse eesmärgil puuritakse kaevusid perioodiliselt.
Metoodika ja vahendidmaa uurimine
Te peaksite teadma, millised planeedi Maa uurimismeetodid on olemas. Geofüüsika kasutab magnetismi, gravitatsiooni, peegelduvust, elastseid või akustilisi laineid, soojusvoo, elektromagnetismi ja radioaktiivsust. Enamik mõõtmisi viiakse läbi pinnal, kuid on satelliit- ja maa-aluseid.
Oluline on mõista, mis on allpool. Mõnikord pole õli ekstraheerimine võimalik ainult mõne muu materjaliga ploki tõttu. Meetodi valik põhineb füüsikalistel omadustel.
Võrdlev planetoloogia
Astronoom Dmitri Titov päikesesüsteemi planeetide tüüpide, atmosfääride dünaamika ning Marsi ja Veenuse kasvuhooneefekti kohta:
Kaugseire
Ta kasutab maapinnast pärinevat EM-kiirgust ja peegeldunud energiat erinevates spektraalides, mida saavad õhusõidukid ja satelliidid. Meetodid põhinevad piltide kombinatsioonide kasutamisel. Selleks registreeritakse lõigud erinevatelt trajektooridelt ja luuakse kolmemõõtmelised mudelid. Neid tehakse ka intervallidega, mis võimaldab teil jälgida muutust (saagikuse suurenemine hooajal või muutused tormist ja paduvihmast).
Radarikiired lõikasid läbi pilvede. Külgmine nähtav radar on tundlik pinna kalde ja kareduse muutuste suhtes. Opto-mehaaniline skanner registreerib sooja IR-energia.
Enamkasutatav tehnika on Landsat. Selle teabe saavad multispektrilised skannerid, mis on paigutatud mõnele Ameerika satelliidile, mis asub 900 km kõrgusel. Filmimaterjali pindala on 185 km. Kasutatakse nähtavat, IR, spektraalset, rohelist ja punast vahemikku.
Geoloogias kasutatakse seda tehnikat topograafia, kivimite paljandite ja litoloogia arvutamiseks. Samuti on võimalik registreerida muutusi taimestikus, kivimites, leida põhjavett ja mikroelementide levikut.
Magnetmeetodid
Ärgem unustagem, et Maa uurimine toimub kosmosest, pakkudes lisaks fotole planeedist ka olulisi teaduslikke andmeid. Saate arvutada kogu Maa magnetvälja või konkreetsed komponendid. Vanim meetod on magnetkompass. Nüüd kasutavad nad magnetilisi tasakaalu ja magnetomeetreid. Prootonmagnetomeeter arvutab välja RF-pinge, samal ajal kui optiline pump jälgib väikseimaid magnetilisi kõikumisi.
Magnetvaatlused viiakse läbi magnetomeetritega, mis lendavad paralleelsetel joontel 2-4 km kaugusel ja 500 m kõrgusel. Maapealsed uuringud arvestavad õhus aset leidnud magnetilisi anomaaliaid. Neid saab paigutada spetsiaalsetesse jaamadesse või liikuvatele laevadele.
Magnetilised efektid tekivad settekivimite tekitatud magnetiseerumise tõttu. Kivimid ei suuda magnetismi hoida, kui temperatuur ületab 500 ° C, mis on 40 km sügavuse piir. Allikas peaks asuma sügavamal ja teadlased usuvad, et välja tekitavad just konvektsioonivoolud.
Gravitatsioonimeetodid
Maa kosmoseuuringud hõlmavad erinevaid suundi. Gravitatsioonivälja saab määrata mis tahes objekti vaakumis langemise kaudu, pendli perioodi arvutamise teel või muul viisil. Teadlased kasutavad gravimeetreid - raskust vedrule, mis saab venitada ja kokku suruda. Nad tegutsevad täpsusega 0,01 milligrammi.
Gravitatsiooni erinevused tulenevad kohalikust tasapinnast. Andmete kindlaksmääramine võtab mitu minutit, kuid asukoha ja kõrguse arvutamine võtab kauem aega. Enamasti suureneb settekivimite tihedus sügavusega, kuna rõhk tõuseb ja poorsus kaob. Kui tõstukid liigutavad kive pinnale lähemale, tekitavad need ebanormaalse raskuse. Maavarad põhjustavad ka negatiivseid kõrvalekaldeid, nii et gravitatsiooni mõistmine võib näidata naftaallikat, samuti koobaste ja muude maa-aluste õõnsuste asukohta.
Seismilised murdumisvõtted
Teaduslik meetod Maa uurimiseks põhineb laine alguse ja selle saabumise vahelise ajaintervalli arvutamisel. Laine võib tekitada plahvatus, langenud kaal, õhumull jne. Selle otsimiseks kasutatakse geofoni (maa) ja hüdrofoni (vesi).
Seismiline energia jõuab detektorisse mitmel viisil. Algul, kui laine on allika lähedal, valib ta kõige lühemad teed, kuid kauguse suurenemisega hakkab see kõigutama. Keha läbib kahte tüüpi laineid: P (primaarne) ja S (sekundaarne). Esimesed toimivad survelainetena ja liiguvad maksimaalse kiirendusega. Viimased on nihkega, liikuvad väikese kiirusega ega suuda vedelikke läbida.
Pinnatüübi põhitüüp on Rayleigh lained, kus osake liigub allikast vertikaaltasapinnal mööda elliptilist rada. Horisontaalne osa on maavärinate peamine põhjus.
Enamik teavet maa struktuuri kohta põhineb maavärinate analüüsil, kuna need tekitavad korraga mitu lainerežiimi. Need kõik erinevad liikumiskomponentide ja suuna poolest. Inseneriuuringutes kasutatakse peenet seismilist murdumist. Mõnikord piisab lihtsast löögist haamriga. Neid kasutatakse ka tõrkeotsinguks.
Elektri- ja EM-meetodid
Mineraalide otsimisel sõltuvad meetodid elektrokeemilisest aktiivsusest, takistuse muutustest ja dielektrilisest läbilaskvuse mõjust. Potentsiaal ise põhineb metallisulfiidmineraalide pealispinna oksüdeerumisel.
Resistiivsus kasutab voolu ülekandmist generaatorilt teisele allikale ja määrab potentsiaalse erinevuse. Kivimi takistus sõltub poorsusest, soolsusest ja muudest teguritest. Savikivimitel on madal takistus. Seda meetodit saab kasutada veealuste vete uurimiseks.
Sondimine arvutab täpselt välja, kuidas takistus muutub sügavusega. Voolud vahemikus 500-5000 Hz tungivad sügavalt sisse. Sagedus aitab määrata sügavustaset. Looduslikud voolud tekivad atmosfääri häirete või päikesetuule ülemise kihi rünnaku tõttu. Need hõlmavad laia valikut, nii et saate erinevaid sügavusi tõhusamalt uurida.
Kuid elektrilised meetodid ei ole võimelised liiga sügavale tungima, seetõttu ei anna nad täielikku teavet alumiste kihtide kohta. Kuid nende abiga saate uurida metallimaake.
Radioaktiivsed meetodid
Selle meetodiga saab tuvastada maake või kivimeid. Kõige looduslikult esinev radioaktiivsus pärineb uraanist, tooriumist ja kaaliumi radioisotoopist. Stsintillatsioonimõõtur aitab gammakiiri tuvastada. Peamine emitter on kaalium-40. Mõnikord kiiritatakse kivimit löögi ja reageerimise mõõtmiseks spetsiaalselt.
Geotermilised meetodid
Temperatuuri gradiendi arvutamine viib soojusvoo anomaalia määramiseni. Maa täidetakse mitmesuguste vedelikega, mille keemilise koostise ja liikumise määravad tundlikud detektorid. Mikroelemente seostatakse mõnikord süsivesinikega. Geokeemilised kaardid aitavad leida tööstusjäätmeid ja saastatud kohti.
Kaevetööd ja proovide võtmine
Erinevate kütuste tuvastamiseks tuleb võtta proov. Paljud kaevud luuakse pöörleval viisil, kus vedelikku lastakse läbi bitti määrimiseks ja jahutamiseks. Mõnikord kasutatakse löökriistu, kus raske puur langetatakse ja tõstetakse kivitükkide lõikamiseks.
Järeldused maakera sügavuste kohta
Kuju õpiti aastatel 1742-1743 ning keskmise tiheduse ja massi arvutas Henry Cavendish 1797. Hiljem said nad teada, et kivimite tihedus pinnal on väiksem kui keskmine tihedus, mis tähendab, et planeedi sisesed andmed peaksid olema suuremad.
1500ndate lõpus. William Gilbert uuris magnetvälja. Sellest hetkest said nad teada dipoolse olemuse ja geomagnetvälja muutumise kohta. Maavärina laineid täheldati 1900. aastatel. Kooriku ja mantli vahelist joont iseloomustab suur kiiruse suurenemine Mohorovichi purunemisel 24–40 km sügavusega. Piir mantli ja südamiku vahel on Gutenbergi purunemine (sügavus - 2800 km). Välimine südamik on vedel, kuna see ei lase nihkelaineid edasi.
1950. aastatel. meie planeedi mõistmises toimus revolutsioon. Mandrite triivi teooriad on liikunud plaattektoonikasse, see tähendab, et litosfäär hõljub astenosfääril. Plaadid nihkuvad ja tekib uus ookeaniline maakoor. Samuti saavad litosfäärid läheneda, eemalduda ja lõigata. Subduktsioonikohtades toimub palju maavärinaid.
Ookeaniline maakoor avastati puuraukude seeria kaudu. Riftipiirkondades mantelkaevude materjal jahtub ja tahkub. Setted kogunevad järk-järgult ja luuakse basaltvundament. Koor on õhuke (paksusega 5–8 km) ja peaaegu kõik noored (vähem kui 200 000 000 aastat). Kuid säilmete vanus on 3,8 miljardit aastat.
Mandriline maakoor on palju vanem ja seda on raskem moodustada, mistõttu on uurimine raskem. 1975. aastal kasutas teadlaste rühm seismilisi võtteid naftavarude leidmiseks. Lõpuks õnnestus neil Appalachi mägede alt leida mitu madala nurga all veojõu lehte. See kajastus tugevalt mandrite tekke teoorias.
Tunni kokkuvõte teemal "Kaasaegsed kosmosemeetodid Maa uurimiseks teenistuses
eesmärk : tutvumine Maa uurimise kosmosemeetodite võimalustega ja uurimistulemuste rakendamine inimtegevuse erinevates valdkondades.
Ülesanded ja:
uurides viisi, kuidas maakera kosmosest kinni püüda
tutvumine kosmosemeetodi ajaloo ja praeguse olukorraga, kodu- ja välismaise astronautika saavutustega, arenguväljavaadetega
tutvumine kosmosepiltidega ja valdamine kosmosepiltide visuaalse tõlgendamise põhialustes
Kosmoseuuringud ja kosmoseuuringud on tänapäevase teaduse ja tehnoloogia revolutsiooni üks olulisemaid ilminguid. Kosmosevallutusega on inimkond avastanud palju uut ja tundmatut. Nüüd saate oma kodu - Maad eemalt uurida. See oli Maa uurimise kosmiliste meetodite algus.
Kosmosemeetodid on kauged, sest uuritavat objekti uuritakse distantsilt.Kaugseire - see on objekti kohta teabe saamine ilma sellega otsest kontakti võtmata.
Sel viisil saadud teave on teaduses suur väärtus. Selgus, et kaugkosmosemeetoditel on maapealsete meetoditega võrreldes olulisi eeliseid. Kõigepealt võimalus saada Maa erinevas mastaabis (globaalsest lokaalseks) pilt, efektiivsus, võime uuringut mitu korda korrata. Kosmosest vaatlused võimaldavad ühe pilguga jäädvustada tohutuid ruume ja samal ajal uurida piirkonna struktuuri erinevaid detaile, sealhulgas ka neid, mis pole Maa pinnal märgatavad.
Kaugseirel (uuringul) on selle väljatöötamisel mitu etappi:
18. sajandil tegid nad käsitsi joonistatud pilte kasutades kõige lihtsamat kaamera obscura - läbipaistmatut kasti, mille keskel oli väike auk. Tulistamine toimus linnulennult kuumaõhupalliga. Neid pilte kasutati piirkonna topograafiliste kaartide koostamiseks. See oli raske ja vaevarikas töö.
Fotograafia avastamisega 1839. aastal läksid asjad palju kiiremini. Esimest korda sai võimalikuks pildi jäädav ja objektiivne jäädvustamine. Esialgu pandi kaamerad lihtsatele õhusõidukitele (õhupallid, tuulelohed) ja isegi lindudele. See oli piirkonna aerofoto.
Järgmine samm selle poole, mida me nüüd kaugseireks nimetame, oli seotud lennukite ehituse arenguga. Juba 20. sajandi alguses saadi õhupilte lennukitest. Esimese maailmasõja ajal tehti luure eesmärgil õhupilte.
1930. aastatel asendas aerofotograafia maamõõtmist ja sai peamiseks kaardistamismeetodiks. Niisiis koostati 50ndate keskpaigaks aerofotode abil topograafilised kaardid kogu NSV Liidu territooriumist.
Kaugseire meetodi väljatöötamise kõige olulisem tõuge oli ruumi vallutamine inimese poolt. 20. sajandi 60ndatel sai võimalikuks saada kosmosest tehtud pilte. See sündmus oli tõuke uut tüüpi kaamerate väljatöötamiseks. USA-s ja NSV Liidus töötatakse välja uusi optoelektroonilisi süsteeme - skannerid, mis teostavad maapinna multispektrilist pildistamist.
1980. aastatel sai koomiliste fotode laialdane kasutamine võimalikuks kogu maa uurimise valdkonnas.
Praegu liiguvad mööda Maad paljud uuringusatelliidid erinevatest riikidest, mis regulaarselt uurivad Maad ja edastavad Maale tuhandeid erinevaid pilte Maa pinnast.
Erineva detailsusastmega piltide saamiseks käivitatakse satelliidid erineval kõrgusel. Määrakekolm peamist lennu kõrgetasemelist astet :
Tipptasemel satelliidid vette lastud 36 000 km kõrgusel, lennata üle ekvaatori. Neid nimetatakse geostatsionaarseteks, sest nad pöörlevad koos maaga ja teevad ühe päeva jooksul kogu maa ümber täieliku pöörde. Tundub, et sellised satelliidid ripuvad taevas maa sama punkti kohal. Geostatsionaar suudab uurida peaaegu kogu Maa poolkera.
Geostatsionaarsete satelliitide hulka kuulub Venemaa Electro, ELi satelliit Meteosat"Ameeriklane"GOES- W"Ja"GOES- E ", jaapani"GMS"Indiaanlane"Insat". Nad korraldavad planeedi pidevat globaalset „patrullimist“, edastades uuringupilte raadiokanalite kaudu iga poole tunni tagant.
Keskastme satelliidid kelle orbiit läbib pooluseid (seetõttu nimetatakse neid polaarseteks), lendavad 600–1 500 km kõrgusele. Kogu Maa pinna uurimiseks vajavad nad ühest päevast kuni 2-3 nädalani.
Keskmise astme satelliitide hulka kuuluvad: Venemaa satelliit "Meteor 1" ja "Meteor 2", Ameerika satelliitNOAA, Venemaa satelliidid "Resurs - P", "Resource - O", AmeerikaLandsat, PrantsuseSPOT.
Madalaima astme satelliidid , lennates 200–300 km kõrgusel, korraldage üksikasjalik ülevaade üksikutest lennutrajektooril paiknevatest maapinna lõikudest.
Maa-kosmoses asuvad vaatlussüsteemid jagunevad vastavalt otstarbele meteoroloogilisteks, ressurss-, okeanoloogilisteks, kartograafilisteks, navigatsiooni- ja uuringuteks.
Satelliitidelt piltide saamiseks kasutatakse erinevaid pildiseadmeid. Inimsilmadega võrreldes võime öelda, et need silmad on erinevad - kaugelenägelikud ja lühinägelikud, mõned näevad pimedas, teised läbi udu ja pilvede, on isegi „värvipimedaid“, kes näevad moonutatud värvides objekte.
Selliseid seadmeid on järgmised rühmad:
Fototehnika ... Sellise seadme abil saadud pilte nimetatakse planeerituks, sest geomeetriliste omaduste poolest on nad ala plaanile lähedased. Kosmosekaamerate abil saadakse pilte ainult nähtavas vahemikus.
Satelliidiskannerid ... Erinevalt kaameratest töötavad need paljudes elektromagnetilise spektri vahemikes (pildistavad mitte ainult nähtavas, vaid ka infrapunases vahemikus)
Radarid ... Kui kaamerad ja skannerid registreerivad päikeseenergiat või enda objektide poolt peegelduvat kiirgust, siis radarid ise "valgustavad" piirkonda raadiokiirega ja võtavad vastu peegeldunud raadiosignaali. Raadiokiir sondeerib pinda, reageerides tundlikult selle karedusele. Seetõttu on radaripiltidel nähtavad isegi väikesed reljeefsed ebakorrapärasused.
Kosmosevaatluste tulemusena on kogunenud multimiljoniline piltide fond. Nende piltide tõhusaks kasutamiseks süstematiseeritakse need, rühmitatakse vastavalt nende rakendamise võimalustele. Kõigi piltide mitmekesisuse korral on neil mitmeid ühiseid omadusi:
Kujutise skaala ... Piltide, nagu kaartide, suurus on erinev. Nemad on:
suuremahuline - 1 cm - 10 m ja veelgi suurem.
keskmise ulatusega
väikesemahuline (1 cm - 100 km)
Kujutise suurus sõltub uuringu kõrgusest, seadme fookuskaugusest ja maakera kõverusest. Kujutise nähtavus sõltub skaalast: suuremahulistel piltidel on näidatud ainult üksikud majad, väikesemahulistel on näha terveid mandreid.
Piltide nähtavus - see on territooriumi katvus ühe pildiga.
Nähtavuse järgi jagunevad pildid:globaalne (hõlmab kogu planeeti)suur-piirkondlik (hõlmavad suuri maailma piirkondi: Euroopa, Aasia jne), piirkondlikud (piirkond ja selle osa: Belgia, Moskva piirkond); kohalik (kujutab väikest ala piirkonnas: alevik, mikrorajoon)
Resolutsioon ... Piltide ulatus on seotud nende võimega reprodutseerida väikeseid esemeid ja üksikuid detaile. Suuremõõtmeliste piltide eraldusvõime on kümneid sentimeetreid, st. nende peal on näha isegi puuoksi. Väikesemõõtmeliste piltide eraldusvõime on mitu kilomeetrit, seetõttu näeb vaatleja metsa või kogu metsavööndi väga suuri alasid.
Tagantjärele. Pilt haarab objektiivselt maastiku, üksikute objektide ja nähtuste oleku pildistamise ajal. Erinevate aastate pilte võrreldes on võimalik hinnata loodusprotsesside dünaamikat: näiteks kui palju liustik taandus, kuidas kuristikud kasvavad ja metsaalad muutuvad.
Stereoskoopiline. Kaks erinevatest punktidest saadud maastiku sama ala kahte pilti moodustavad stereoskoopilise (s.t. mahulise kujutise rekonstrueerimise) pildipaari. Stereoskoobiga relvastatuna saate nendelt piltidelt jälgida mitte lamedat pilti, vaid kolmemõõtmelist ja väga ilmekat maastikumudelit. See märkimisväärne piltide omadus on oluline maapinna reljeefi uurimiseks ja kaartide valmistamiseks.
Spektriline ulatus Kaasaegsed pildiseadmed on võimelised filmima erinevates elektromagnetkiirguse vahemikes.
Selle põhjal eristatakse kolme pildirühma:
nähtavas vahemikus, mida nimetatakse valguseks
termilise infrapuna vahemikus
raadioulatuses.
Vahemiku valik määrab, milliseid objekte piltidel kujutatakse. Nähtavas vahemikus olevad pildid kujutavad kõike, mis on inimsilmale nähtav; infrapunase termilise vahemiku kujutised võimaldavad teil määrata pinna temperatuuri ja raadio vahemikus - selle karedust (st pinna karedust). Väga sageli saadakse korraga mitte üks, vaid terve rida pilte erinevates spektraalides. Selliseid pilte nimetataksemultispektriline .
Maa uurimise kosmosepõhise meetodi, kosmosepiltide ja pildiseadmete tulekuga on visuaalse vaatluse võimalused laienenud. Inimsilm tajub ainult valguskiirgust ja tänapäevased seadmed võimaldavad "näha" maapinda nähtamatute kiirtena: ultraviolett-, infrapuna-, raadioulatuses. Ja iga seade “näeb” seda, mida teised ei erista.
Satelliidiinfo on suur väärtus mitte ainult teaduse jaoks. See võimaldab lahendada mitmeid probleeme paljudes majandussektorites. Näiteks: põllumajanduses. Seega võimaldab satelliidiinfo tuvastada põuast, kahjuritest ja inimtekkelistest heitmetest mõjutatud alasid. Huvitav fakt:70. ja 80. aastatel. Nõukogude Liit ostis suures koguses teravilja välismaalt - USA-st, Kanadast ja teistest riikidest. Pole kahtlust, et välispartnerid võtsid hinna määramisel arvesse põllukultuuride tüüpe ja kasutasid satelliidiinfot NSV Liidu põllumaa seisukorra hindamiseks.
Kosmoseseiret kasutatakse aktiivselt metsatulekahjude vastases võitluses. Satelliitidelt saadud andmete järgi on võimalik määrata tulekahjude koordinaadid, põlenud metsa pindala ja maht, majandusliku kahju suurus. Näiteks: 2014. aasta suvel Amuuri piirkonnas tehtud fotol on suitsupilgadega tulekahjud selgelt nähtavad.
Satelliidipiltide abil on võimalik läbi viia atmosfääriõhu keskkonnakontroll, jälgides tööstusettevõtete lumikatte reostust ja suitsu. Joonisel on kujutatud Moskva kohal asuva lennubaasi ökoloogilise seisundi kaart. Nagu näete, on kõige saastatumad piirkonnad raudteejaamad ja Likhachevi tehase ümbrus.
Maa kaugseire andmed võimaldavad tänu satelliidipiltide perioodilisusele kiiresti hinnata olukorda loodusõnnetustes (üleujutused, tsüklonid, põuad, maavärinad, tulekahjud) ja olla aluseks loodusõnnetuste õigeaegsele prognoosimisele.
Slaidil näeme näidet: kaks pilti Indoneesia ranniku samast lõigust 2004. aasta detsembris esitatakse mitme tunnise intervalliga. India ookeani rannikut pühkinud tsunami tagajärjed on selgelt nähtavad.
Järgnevatel 10–15-aastaste intervallidega tehtud fotodel võib täheldada Tšaadi järve kuivamisega seotud probleemi tekkimist. Araali merel on sarnane nähtus.
Kosmoseseire andmeid saab kasutada hädaolukordade vältimiseks. Seega võimaldab regulaarne kosmoseseire jääolukorra üle Siberi jõgedel kevadisel perioodil õigel ajal kindlaks teha jäämoide tekkekohad, et need kõrvaldada (näiteks lõhkeainemeetodil) ja seeläbi ära hoida tõsiseid üleujutusi, mis toovad kaasa suuri sotsiaalseid ja materiaalseid kahjusid.
Maa kaugseire andmete abil on üks olulisemaid ülesandeid lahendada territooriumi infrastruktuuri arengu jälgimine piirkondliku planeerimise eesmärgil. Reeglina kasutatakse piirkondliku planeerimise probleemide lahendamiseks topograafilisi kaarte. Kuid nagu näitavad kogemused, ei kaota need kaardid mõne aasta jooksul pärast koostamist tegelikku olukorda. Ilmuvad uued teed, asulad jms, mis pole kaardil märgitud. Kõik see raskendab oluliselt regionaalse planeerimise protsessi. Sellega seoses avab Maa kaugseire süsteemide kasutamine suurepärased võimalused tõhusa piirkondliku planeerimise korraldamiseks, eriti riigi või selle üksikute territooriumide kiire arengu kontekstis.
Joonis illustreerib ülaltoodut. Nagu näete, näitab 1994. aastal koostatud Tuapse piirkonna topograafilise kaardi võrdlus sama piirkonna 2009. aasta satelliidipildiga selgelt Maa kaugseiresüsteemide kasutamise eeliseid. Pilti saab kasutada rannajoone selgitamiseks, uute objektide tuvastamiseks, mis pole topograafilisel kaardil märgitud.
Veendusime sellespraegu pole kosmosepilte vaja mitte ainult geograafidele, vaid ka meteoroloogidele, geoloogidele ja kartograafidele. Satelliidipiltide abil uurivad nad maakoore struktuuri, otsivad mineraale, avastavad metsatulekahjusid ja uurivad ookeanis kalarikkaid alasid. Seega on Maa uurimise kosmosemeetod populaarne, asjakohane ja pakub piiramatuid võimalusi.
Mitte kõik riigi tööstused ja ettevõtted ei suuda Maa kaugseire andmeid aktiivselt kasutada. Mõned Föderatsiooni moodustavad üksused on praktikas kasutusele võtnud satelliidipiltide kasutamise piirkondlike probleemide lahendamiseks. Jaroslavli oblasti territooriumil on suured satelliidipiltide kasutamist tutvustanud organisatsioonid põhjavee uurimiseks Geomonitoring, Kadastri ja Nedra ettevõtted. Leidsime, et olemas on programmi kavand Maa kaugseire andmete kasutamiseks Jaroslavli territooriumi planeerimiseks ja selle üldplaani väljatöötamiseks. Kosmosest tehtud pildi abil on võimalik kiiresti kindlaks teha kõige tihedamini koormatud teed, et tõhusamalt planeerida uute transpordimarsruutide rajamist. Kaugseire andmed on kasulikud linnaarenduse ja äärelinna piirkondade kavandamisel, keskkonnaprobleemide lahendamisel, rohestamissüsteemi ja ettevõtete sanitaartsoonide kavandamisel. Loodame, et kaasaegsed saavutused kosmoseseire valdkonnas on meie piirkonna tõhusa juhtimise aluseks.
Juba praegu on meil kõigil isiklik juurdepääs Maa kosmosesondimise tulemustele, mida kasutatakse hariduslikel eesmärkidel. Mõni aasta tagasi oleks see olnud fantastiline. Kuid ka esimese kunstliku maasatelliidi ja esimese mehitatud kosmoselennu laskmine isegi paar aastat enne nende rakendamist tundus erakordne fantaasia.
Teadmisel on imeline omadus - see tuletab meile pidevalt meelde, et see on ainult hüppelaud tulevikku ja me ei tea seda endiselt liiga palju. Inimese kosmoses kõndimine võimaldas lahendada palju uusi probleeme ja teha uusi avastusi. Kuid tunnetusprotsess on selline, et mõnda probleemi lahendades seisame silmitsi uute lahendamata probleemidega, sest tunnetusprotsess ise on lõputu.
Geofüüsikalistest uurimismeetoditest annab väga usaldusväärne teave seismiline ("Seismod" kreeka keeles - võnkumine, maavärin) või seismiline uuring... See koosneb järgmisest: Maa pinnal tehakse plahvatus. Spetsiaalsed instrumendid märgivad plahvatuse põhjustatud vibratsiooni levimise kiirust. Nende andmete põhjal teevad geofüüsikud kindlaks, milliseid kivimeid on seismilised lained läbinud. Lõppude lõpuks ei ole lainete läbimise kiirus erinevates kivimites sama. Settekivimites on seismiliste lainete leviku kiirus umbes 3 km sekundis, graniidis umbes 5 km sekundis.
Kuid geofüüsikute andmed nõuavad kontrollimist ja sellise kontrollimise läbiviimiseks on vaja tungida Maa sooltesse, vaadata, uurida kivimeid, millest meie planeet sügaval koosneb.
Paljudes riikides on puuritud ülisügavad kaevud, mis aja jooksul aitavad tundmatusse uurida. Rünnak maakera sügavustes on juba alanud ja võib-olla saab peagi palju teada selle planeedi soolestikust, millel me elame. Need uued andmed aitavad Maa rikkusi, nii mineraale kui ka energiat, täielikumalt kasutada.
SRÜ territooriumil pandi 11 ülisügavkaevu, millest kuulsamad asuvad järgmistes piirkondades: Kaspia madalikul, Uuralites, Koola poolsaarel, Kuriili saartel, aga ka Taga-Kaukaasias.
Sügavale Maale tungimine pole lihtsalt uudishimulik unistus. See on hädavajalik, mille lahendamisest sõltuvad paljud olulised küsimused. Tungimine Maa soolestikku aitab lahendada mitmeid küsimusi, nimelt: kas mandrid liiguvad? Miks toimuvad maavärinad ja vulkaanipursked? Milline on temperatuur Maa sooltes? Kas maakera kahaneb või laieneb? Miks mõned maakoore osad vajuvad aeglaselt, samal ajal kui teised tõusevad? Nagu näete, peavad teadlased avastama veel palju saladusi, mille lahendamise võti peitub meie planeedi sügavuses. Materjal saidilt
Mineraalide otsimine
On teada, et inimkond tarbib igal aastal oma vajadusteks miljoneid tonne erinevaid mineraale: õli, rauamaak, mineraalväetised, kivisüsi. Kogu selle ja muu mineraalse tooraine annab meile maa sisemus. Aastas toodetakse ainult nii palju õli, et see võib õhukese kihiga katta kogu maakera. Ja kui sada või kakssada aastat tagasi kaevandati paljud nimetatud mineraalid otse pinnalt või madalatest kaevandustest, siis meie ajal selliseid sademeid peaaegu pole. Peame kaevama sügavaid miinid, puurima kaevud. Igal aastal kaevatakse inimesi üha sügavamale Maale, et varustada kiiresti arenevat tööstust ja põllumajandust vajaliku toorainega.
Paljud teadlased, eriti välismaised, on juba ammu kartnud: "Kas inimkonnale jätkub mineraale?" Uuringud on näidanud, et just seal, märkimisväärsel sügavusel, moodustuvad metallimaagid ja teemandid. Rikkamad söe, nafta ja gaasi maardlad on peidetud sügavamates maakihtides.
KORDA VAJALIKUD TEADMISED
Milliseid järeldusi saab teha objektide võrdlemisel? (Elukogemus)
Objektide võrdlemisel võib teha järelduse nende sarnasuste ja erinevuste kohta.
Millistel juhtudel kasutatakse võrdlust? (Elukogemus)
Võrdlust kasutatakse siis, kui on vaja objekti kirjeldada, valida mitme objekti vahel.
Võrrelge järglaste arvu, mida konnapaar ja ahvipaar võivad elu jooksul anda. Kas see tähendab, et konnade arv kasvab pidevalt?
Konnapaari anda võivate järglaste arv on palju suurem kui ahvipaaril. See ei tähenda, et konnade arv pidevalt kasvab. Konnade eluiga on oluliselt lühem ja noorte isendite (konnade) suremus on palju suurem.
Millist saaki võiks nendest põllukultuuridest ette näha?
Maisi saagid asusid meie riigis 60. aastatel kodust levikust palju põhja pool. Seetõttu polnud suurt saaki oodata. Taime saagikus jahedamas kliimas, lühema kasvuperioodiga, on kindlasti madalam.
Püüdke selgitada, miks allveelaevad on nagu delfiinid, kalmaarid ja nõelad, kuid mitte millimallikad.
Delfiini, kalmaari, vitsakeha voolujooneline kehakuju, mis aitab vähendada lohistamist ja arendada kiirust vee all, sobib paremini allveelaevade loomisel eeskujuks.
Kas mõni sarnasus on oluline?
Kõik sarnasused pole olulised.
Kellega lind seda liblikat "võrdleb"? Mis viga ta teeb?
Lind võrdleb seda liblikat öökulliga. Viga on selles, et lind pöörab tähelepanu liblika värvile ja tema keha struktuur on oluline omadus.
Millised on vaala ja allveelaeva sarnasused? Kas selle sarnasuse põhjal on võimalik teha vaala sisemise struktuuri kohta järeldus?
Oma kuju allveelaeva ja vaala sarnasused. Selle fakti põhjal on võimatu teha järeldust sisemise struktuuri kohta.
Millised on skorpionikalade ja ahvenate sarnasused? Kas selle sarnasuse põhjal on võimalik skorpioni sisemise struktuuri kohta järeldus teha?
Skorpionikalade ja ahvenate sarnasus on ainult struktuuri üldplaanis. Nende värv, uimed ja uimede suurus on erinevad. Need märgid ei võimalda siiski teha järeldust organismide sisemise struktuuri kohta. Kuna mõlemad organismid on kalade esindajad, on nende sisemine struktuur sarnane.
TEADMISTE RAKENDAMINE
1. Mis on teaduse kõige olulisemad ülesanded?
Teaduse ülesanneteks on varasema kogemuse üldistamisel, teadusliku maailmavaate loomisel ja täiustamisel põhinev prognoosimine.
2. Kuidas õnnestub teadlastel ennustada tundmatuid omadusi?
Ennustamine võimaldab teadlastel ennustada tundmatuid omadusi.
3. Mis on võrdlusmeetod?
Võrdlusmeetodi sisuks on kahe või enama objekti võrdlemine erinevate parameetrite järgi. Võrdlus võimaldab teil leida objektide ühised, stabiilsed ja olulised omadused, suunata need tuntud omadustega objektide klassi.
4. Kas teadus saab imet seletada?
Mitte kõik nähtused, kuid teadus suudab enamikku neist seletada. Kui teaduslikud teadmised selles inimarengu staadiumis ei suuda selgitada mõningaid fakte, siis nagu ajalugu näitab, leiab aja jooksul kõik oma selgituse.
5. Püüdke määratleda bioloogiateaduse eesmärk ja eesmärgid.
Eesmärk on uurida elusorganisme. Bioloogia ülesanneteks on kõigi bioloogiliste seaduste uurimine ja elu olemuse avalikustamine.
6. Kuidas aitab võrdlev meetod uurida Maa ajalugu?
Erinevas vanuses kihtide võrdlus võimaldab rekonstrueerida maa arengulugu.
7. Millised on autode põhijooned.
Jäik kere, neli ratast, mootoriga, kütus.
8. Töötage paarikaupa: laske ühel leida vastavad märgid autost ja vedurist ning teine \u200b\u200bpaneb need proovile.
9. Kuidas on teadus sind isiklikult elus aidanud?
Teadus aitab meid igapäevaelus iga päev. Just tema annab meile mõista, miks päev asendatakse ööga, sademed langevad, aastaajad muutuvad. Teaduslikud teadmised aitavad meil aega määrata, mõista söömise tähtsust jne.
10. Kas teie arvates on võimalik nõuda teadlaselt vastutust kõigi edasiste viiside eest, kuidas tema teaduslikke avastusi kasutada?
Te ei saa nõuda teadlaselt vastutust tema teadusavastuste edasise kasutamise eest. Nobeli ajalugu ja dünamiidi leiutamine tõestab, et mõnikord ei mõtle teadlane avastust tehes isegi selle kasutamise võimalikele viisidele.