Gravimetria on tieteen osa, joka mittaa maan vetovoimakenttää kuvaavia suureita ja käyttää niitä maan muodon määrittämiseen, sen yleisen sisäisen rakenteen tutkimiseen, geologinen rakenne hänen yläosat, joidenkin navigointiongelmien ratkaiseminen jne.
Gravimetriassa maan vetovoimakenttä määräytyy yleensä painovoimakentän (tai numeerisesti yhtä suuren painovoiman kiihtyvyyden) mukaan, joka on seurausta kahdesta päävoimasta: Maan vetovoimasta (painovoimasta) ja sen aiheuttamasta keskipakovoimasta. sen päivittäinen kierto. Pyörimisakselista poispäin suunnattu keskipakovoima vähentää painovoimaa ja suurimmassa määrin päiväntasaajalla. Painovoiman vähentyminen navoista päiväntasaajalle johtuu myös Maan puristumisesta.
Painovoima eli voima, joka vaikuttaa yksikkömassaan Maan (tai muun planeetan) läheisyydessä, koostuu painovoima- ja hitausvoimista (keskipakovoima):
missä G on gravitaatiovakio, mu on massayksikkö, dm on massaelementti, R on mittauspisteen sädevektorit, r on massaelementin sädevektori, w on Maan pyörimisen kulmanopeus; integraali ylittää kaikki massat.
Painovoimapotentiaali, vastaavasti, määräytyy suhteella:
missä on mittauspisteen leveysaste.
Gravimetria sisältää tasoituskorkeuksien teorian, tähtitieteellisten ja geodeettisten verkkojen käsittelyn liittyen Maan gravitaatiokentän vaihteluihin.
Gravimetrian mittayksikkö on Gal (1 cm / s2), joka on nimetty italialaisen tiedemiehen Galileo Galilein mukaan.
Painovoiman määritykset tehdään suhteellisella menetelmällä mittaamalla gravimetrien ja heilurilaitteiden avulla painovoiman ero tutkituissa ja vertailupisteissä. Koko maan kattava gravimetristen vertailupisteiden verkosto on viime kädessä yhteydessä Potsdamin (Saksa) pisteeseen, jossa painovoiman kiihtyvyyden absoluuttinen arvo määritettiin pyörivillä heilureilla 1900-luvun alussa (981 274 mgl; katso Gal). Painovoiman absoluuttiset määritelmät ovat vaikeita ja vähemmän tarkkoja kuin suhteelliset mittaukset. Uusi absoluuttiset mitat, jotka tuotetaan yli 10 pisteessä maapalloa, osoittavat, että Potsdamin painovoiman kiihtyvyyden alennettu arvo ylitetään ilmeisesti 13-14 mgl:lla. Näiden töiden valmistumisen jälkeen suoritetaan siirtyminen uuteen gravimetriseen järjestelmään. Kuitenkin monissa gravimetrian ongelmissa tämä virhe ei ole merkittävä, koska Niiden ratkaisemiseksi ei käytetä itseisarvoja, vaan niiden eroja. Tarkimmin painovoiman itseisarvo määritetään kokeista kappaleiden vapaalla putoamisella tyhjiökammio... Painovoiman suhteelliset määritykset tehdään heiluriinstrumenteilla useiden millimetrin sadasosien tarkkuudella. Gravimetrit tarjoavat hieman korkeamman mittaustarkkuuden kuin heiluriinstrumentit, ovat kannettavia ja helppokäyttöisiä. Liikkuvien esineiden (sukellusveneiden ja pinta-alusten, lentokoneiden) painovoiman mittaamiseen on olemassa erityisiä gravimetrisiä laitteita. Laitteet tallentavat jatkuvasti painovoiman kiihtyvyyden muutosta laivan tai lentokoneen reitillä. Tällaisiin mittauksiin liittyy vaikeus sulkea pois instrumentin lukemista vierimisen aiheuttamien häiritsevien kiihtyvyyksien ja instrumentin pohjan kallistumien vaikutus. Matalien vesialtaiden pohjalla, porausrei'issä, on olemassa erityisiä gravimetrit. Painovoimapotentiaalin toiset derivaatat mitataan painovoimavariometreillä.
Suurin osa gravimetrian tehtävistä ratkaistaan tutkimalla paikallaan olevaa spatiaalista gravitaatiokenttää. Maan elastisten ominaisuuksien tutkimiseksi painovoiman vaihtelut ajan myötä tallennetaan jatkuvasti. Johtuen siitä, että maapallo on tiheydeltään epähomogeeninen ja on epäsäännöllinen muoto, sen ulkoinen gravitaatiokenttä on ominaista monimutkainen rakenne... Erilaisten ongelmien ratkaisemiseksi on kätevää tarkastella gravitaatiokenttää, joka koostuu kahdesta osasta: pääasiallinen - kutsutaan normaaliksi, joka vaihtelee paikan leveysasteen mukaan yksinkertaisen lain mukaan, ja poikkeava - pienikokoinen, mutta monimutkainen jakautumisessa. , johtuen maapallon ylempien kerrosten kivitiheyden epähomogeenisuudesta. Normaali gravitaatiokenttä vastaa jotakin idealisoitua Maan mallia, joka on muodoltaan ja sisäiseltä rakenteeltaan yksinkertainen (ellipsoidi tai sitä lähellä oleva sferoidi). Eroa havaitun painovoiman ja normaalipainovoiman välillä, joka lasketaan jollakin toisella normaalipainon jakautumiskaavalla ja vähennetään asianmukaisilla korjauksilla hyväksytylle korkeudelle, kutsutaan painovoiman anomaliaksi. Jos tämä pelkistys ottaa huomioon vain normaalin pystysuuntaisen gravitaatiogradientin, joka on 3086 eveshiä (eli olettaen, että havaintopisteen ja vertailutason välillä ei ole massoja), niin saatuja poikkeavuuksia kutsutaan vapaan ilman poikkeavuuksiksi. Tällä tavalla laskettuja poikkeavuuksia käytetään useimmiten Maan hahmon tutkimuksessa. Jos pelkistys ottaa huomioon myös homogeeniseksi pidetyn massan kerroksen vetovoiman havainto- ja pelkistystason välillä, saadaan poikkeavuuksia, joita kutsutaan Bouguer-poikkeavuuksiksi. Ne heijastavat maan yläosien tiheyden heterogeenisuutta ja niitä käytetään geologisten tutkimusongelmien ratkaisemisessa. Gravimetriassa huomioidaan myös isostaattiset poikkeamat, jotka erityisellä tavalla ottavat huomioon massojen vaikutuksen maanpinnan ja pintatason välillä syvyydessä, jossa päällä olevat massat kohdistavat saman paineen. Näiden poikkeavuuksien lisäksi lasketaan joukko muita (Preya, Bouguerin muokkaama jne.). Gravimetristen mittausten perusteella laaditaan gravimetriset kartat painovoimapoikkeamien isolinjoineen. Painovoimapotentiaalin toisten derivaattojen poikkeavuudet määritetään samalla tavalla kuin havaitun arvon (aiemmin maastoon korjattu) ja normaaliarvon erotuksena. Tällaisia poikkeavuuksia käytetään pääasiassa mineraalien etsinnässä.
Tehtävissä, joissa käytetään gravimetrisiä mittauksia maan muodon tutkimiseen, etsitään yleensä ellipsoidia, joka parhaiten edustaa maan geometrista muotoa ja ulkoista gravitaatiokenttää.
Maapallon tutkiminen aurinkokunnassa: historia, kuvaus pinnasta, avaruusaluksen laukaisu, kierto, kiertorata, saavutukset, merkittävät päivämäärät.
Puhumme kotiplaneettasta, joten katsotaan kuinka Maan tutkimus sujui. Suurin osa maan pinnasta oli tutkittu 1900-luvun alkuun mennessä, mukaan lukien sisäinen rakenne ja maantiede. Arktinen ja Etelämanner pysyivät salaperäisinä. Nykyään lähes kaikki alueet on kuvattu ja kartoitettu valokuvauskartoituksen ja tutkan ansiosta. Yksi viimeisistä tutkituista alueista oli Darienin niemimaa, joka sijaitsee Panaman kanavan ja Kolumbian välissä. Aikaisemmin kyselyn suorittaminen oli vaikeaa jatkuvan sateen, tiheän kasvillisuuden ja tiheän pilvipeitteen vuoksi.
Tutustu planeetan syviin piirteisiin pitkä aika ei toteutettu. Sitä ennen he tutkivat pintamuodostelmia. Mutta toisen maailmansodan jälkeen he aloittivat geofysikaalisen tutkimuksen. Tätä varten käytettiin erityisiä antureita. Mutta tällä tavalla oli mahdollista tarkastella rajoitettua osaa pinnanalaisesta kerroksesta. Voisin vain mennä alle ylempi kuori... Kaivon suurin syvyys on 10 km.
Tärkeimmät tavoitteet ja saavutukset maantutkimuksessa
Maata tutkiessaan tiedemiehiä ohjaa tieteellinen uteliaisuus sekä taloudellinen hyöty. Väestö kasvaa, joten fossiilien sekä veden ja muiden tärkeiden materiaalien kysyntä kasvaa. Monet maanalaiset toiminnot suoritetaan löytääkseen:
- öljy, hiili ja maakaasu;
- kaupalliset (rauta, kupari, uraani) ja rakennusmateriaalit (hiekka, sora);
- pohjavesi;
- kivet tekniseen suunnitteluun;
- maalämpövarat sähköä ja lämmitystä varten;
- arkeologia;
Turvallisuutta oli myös luotava tunneleiden, varastotilojen, ydinreaktioiden ja patojen avulla. Ja tämä johtaa tarpeeseen pystyä ennustamaan maanjäristyksen voimakkuus ja ajoitus tai maanalaisen veden taso. Japani ja Yhdysvallat ovat aktiivisimpia maanjäristyksistä ja tulivuorista, koska nämä maat kärsivät useimmiten tällaisista katastrofeista. Kaivoja porataan säännöllisesti huoltoa varten.
Metodologia ja työkalutmaan tutkimusta
Sinun pitäisi tietää, mitä menetelmiä maapallon tutkimiseen on olemassa. Geofysiikka käyttää magnetismia, painovoimaa, heijastavuutta, elastisia tai akustisia aaltoja, lämpövirtaa, sähkömagnetismia ja radioaktiivisuutta. Suurin osa mittauksia tehdään pinnalla, mutta on satelliitti- ja maanalaisia mittauksia.
On tärkeää ymmärtää, mitä alla on. Joskus öljyn poistaminen ei ole mahdollista vain toista materiaalia sisältävän lohkon takia. Menetelmän valinta perustuu fysikaalisiin ominaisuuksiin.
Vertaileva planetologia
Tähtitieteilijä Dmitri Titov planeettojen tyypeistä Aurinkokunta, ilmakehän dynamiikka ja kasvihuoneilmiö Marsissa ja Venuksessa:
Kaukokartoitus
Se käyttää maasta tulevaa EM-säteilyä ja heijastunutta energiaa useilla lentokoneiden ja satelliittien saamilla spektrialueilla. Menetelmät perustuvat kuvien yhdistelmien käyttöön. Tätä varten osuudet tallennetaan eri liikeradalta ja luodaan kolmiulotteisia malleja. Niitä suoritetaan myös aikavälein, jolloin voit seurata muutosta (sadon kasvua kauden aikana tai muutoksia myrskyn ja sateen vuoksi).
Tutkasäteet kulkevat pilvien läpi. Lateraalinen näkyvä tutka on herkkä pinnan kallistuksen ja karheuden muutoksille. Opto-mekaaninen skanneri rekisteröi lämpimän IR-energian.
Yleisimmin käytetty tekniikka on Landsat. Nämä tiedot saadaan monispektrisillä skannereilla, jotka on sijoitettu joihinkin amerikkalaisiin satelliitteihin, jotka sijaitsevat 900 km:n korkeudessa. Kuvamateriaali kattaa 185 km alueen. Käytetään näkyvää, IR-, spektri-, vihreää ja punaista aluetta.
Geologiassa tätä tekniikkaa käytetään kohokuvioiden, kalliopaljastumien ja litologian laskemiseen. On myös mahdollista kirjata muutoksia kasvillisuuteen, kiviin, löytää pohjavesi ja hivenaineiden jakautuminen.
Magneettiset menetelmät
Älkäämme unohtako, että Maan tutkimusta suoritetaan avaruudesta, ja se tarjoaa paitsi valokuvan planeettasta myös tärkeitä tieteellisiä tietoja. Voit laskea maan kokonaismagneettikentän tai tietyt komponentit. Suurin osa vanha menetelmä- magneettinen kompassi. Nyt he käyttävät magneettivaakaa ja magnetometrejä. Protonimagnetometri laskee RF-jännitteen, kun taas optinen pumppu tarkkailee pienimpiä magneettisia vaihteluja.
Magneettimittaukset tehdään magnetometreillä, jotka lentävät rinnakkaisilla linjoilla etäisyydellä 2-4 km ja korkeudella 500 m. Maanmittauksissa otetaan huomioon ilmassa esiintyneet magneettiset poikkeamat. Ne voidaan sijoittaa erikoisasemiin tai liikkuviin laivoihin.
Magneettisia vaikutuksia muodostuu sedimenttikivien synnyttämän magnetisoitumisen vuoksi. Kivet eivät pysty pitämään magnetismia, jos lämpötila ylittää 500 °C, mikä on 40 km:n syvyyden raja. Lähteen on sijaittava syvemmällä, ja tutkijat uskovat, että konvektiovirrat synnyttävät kentän.
Gravitaatiomenetelmät
Maan avaruustutkimus sisältää eri suuntia. Gravitaatiokenttä voidaan määrittää minkä tahansa kohteen putoamisen kautta tyhjiössä, heilurin jaksoa laskemalla tai muilla tavoilla. Tutkijat käyttävät gravimetreja - painoa jousessa, joka voi venyttää ja puristaa. Ne vaikuttavat 0,01 milligramman tarkkuudella.
Painovoimaerot johtuvat paikallistasosta. Tietojen määrittäminen kestää useita minuutteja, mutta sijainnin ja korkeuden laskeminen kestää kauemmin. Useimmiten sedimenttikivien tiheys kasvaa syvyyden myötä, koska paine kasvaa ja huokoisuus häviää. Kun hissit siirtävät kiviä lähemmäs pintaa, ne muodostavat epänormaalia painoa. Mineraalivarat aiheuttavat myös negatiivisia poikkeavuuksia, joten painovoiman ymmärtäminen voi osoittaa öljyn lähteen sekä luolien ja muiden maanalaisten onteloiden sijainnin.
Seismiset taittotekniikat
Tieteellinen menetelmä maapallon tutkimiseen perustuu aallon alkamisen ja sen saapumisen välisen aikavälin laskemiseen. Aallon voi aiheuttaa räjähdys, pudonnut paino, ilmakupla jne. Sen etsimiseen käytetään geofonia (maa) ja hydrofonia (vesi).
Seisminen energia saapuu ilmaisimeen monin eri tavoin. Aluksi, kun aalto on lähellä lähdettä, se valitsee lyhyimmän polun, mutta etäisyyden kasvaessa se alkaa heiluttaa. Kahden tyyppisiä aaltoja voi kulkea kehon läpi: P (ensisijainen) ja S (toissijainen). Ensimmäiset toimivat puristusaaltoina ja liikkuvat suurimmalla kiihtyvyydellä. Jälkimmäiset ovat leikkausvoimaa, liikkuvat alhaisella nopeudella eivätkä pysty kulkemaan nesteiden läpi.
Pintatyypin päätyyppi ovat Rayleigh-aallot, joissa hiukkanen liikkuu elliptistä reittiä pitkin pystytasossa lähteestä. Vaakaosa työntyy esiin pääsyy maanjäristyksiä.
Suurin osa tiedoista maan rakenteesta perustuu maanjäristysten analyysiin, koska ne synnyttävät useita aaltomuotoja kerralla. Ne kaikki eroavat liikekomponenteista ja suunnasta. Teknisissä tutkimuksissa käytetään hienoa seismistä taittumista. Joskus pelkkä isku vasaralla riittää. Niitä käytetään myös vianetsintään.
Sähkö- ja EM-menetelmät
Mineraalietsinnässä menetelmät riippuvat sähkökemiallisesta aktiivisuudesta, resistiivisyyden muutoksista ja dielektrisen permittiivisyyden vaikutuksista. Itse potentiaali perustuu metallisten sulfidimineraalien yläpinnan hapettumiseen.
Resistanssi käyttää virran siirtoa generaattorista toiseen lähteeseen ja määrittää potentiaalieron. Kiven ominaisvastus riippuu huokoisuudesta, suolaisuudesta ja muista tekijöistä. Savikivillä on alhainen ominaisvastus. Tätä menetelmää voidaan käyttää vedenalaisten vesien tutkimiseen.
Probing laskee tarkalleen kuinka vastus muuttuu syvyyden myötä. Virrat, joiden alue on 500-5000 Hz, tunkeutuvat syvälle. Taajuus auttaa määrittämään syvyystason. Luonnonvirrat johtuvat ilmakehän häiriöistä tai aurinkotuulen hyökkäyksestä ylempään kerrokseen. Ne kattavat laajan valikoiman, joten voit tutkia eri syvyyksiä tehokkaammin.
Mutta sähköiset menetelmät eivät pysty tunkeutumaan liian syvälle, joten ne eivät tarjoa täydellistä tietoa alemmista kerroksista. Mutta heidän avullaan voit tutkia metallimalmeja.
Radioaktiiviset menetelmät
Tällä menetelmällä voidaan tunnistaa malmeja tai kiviä. Luonnollisesti eniten esiintyvä radioaktiivisuus tulee uraanista, toriumista ja kaliumradioisotoopista. Tuikemittari auttaa havaitsemaan gammasäteet. Pääsäteilijä on kalium-40. Joskus kiviä säteilytetään erityisesti iskun ja vasteen mittaamiseksi.
Geotermiset menetelmät
Lämpötilagradientin laskeminen johtaa lämpövirtauksen poikkeaman määrittämiseen. Maa on täynnä erilaisia nesteitä kemiallinen koostumus ja jonka liikkeen määrittävät herkät ilmaisimet. Hivenaineet yhdistetään joskus hiilivetyihin. Geokemialliset kartat auttavat paikantamaan teollisuusjätteitä ja saastuneita kohteita.
Louhinta ja näytteenotto
Tunnistaa erilaisia polttoainetta, sinun on otettava näyte. Monet kaivot luodaan pyörivällä tavalla, jossa nestettä kierrätetään hieman voitelua ja jäähdytystä varten. Joskus käytetään lyömäsoittimia, joissa raskasta poraa lasketaan ja nostetaan kivipalojen leikkaamiseksi.
Johtopäätökset maan syvyydestä
He oppivat muodosta 1742-1743, ja keskimääräisen tiheyden ja massan laski Henry Cavendish vuonna 1797. Myöhemmin he havaitsivat, että kivien tiheys pinnalla on pienempi kuin keskimääräinen tiheys, mikä tarkoittaa, että planeetan sisällä olevien tietojen pitäisi olla korkeampia.
1500-luvun lopulla. William Gilbert tutki magneettikenttää. Siitä hetkestä lähtien he oppivat dipoliluonteesta ja muutoksesta geomagneettinen kenttä... Maanjäristysaaltoja havaittiin 1900-luvulla. Kuoren ja vaipan väliselle viivalle on ominaista suuri nopeuden nousu Mohorovichin repeämässä, jonka syvyys on 24-40 km. Vaipan ja ytimen välinen raja on Gutenbergin repeämä (syvyys - 2800 km). Ulkoydin on nestemäistä, koska se ei välitä leikkausaaltoja.
1950-luvulla. planeettamme ymmärtämisessä on tapahtunut vallankumous. Teoriat mannerten ajautumisesta ovat siirtyneet levytektoniikkaan, eli litosfääri kelluu astenosfäärissä. Levyt siirtyvät ja uusia valtamerisiä kuori muodostuu. Myös litosfäärit voivat lähestyä, siirtyä pois ja leikata. Useita maanjäristyksiä tapahtuu subduktiokohdissa.
Valtameren kuori löydettiin useiden porausreikien kautta. Rift-alueilla vaipan kaivoista tuleva materiaali jäähtyy ja kovettuu. Vähitellen sedimenttejä kertyy ja syntyy basalttipohja. Kuori on ohut (5-8 km paksu) ja lähes kokonaan nuori (alle 200 000 000 vuotta). Mutta jäännökset saavuttavat 3,8 miljardin vuoden iän.
Mannerkuori on paljon vanhempi ja monimutkaisempi muodostaa, mikä vaikeuttaa sen tutkimista. Vuonna 1975 tiedemiesryhmä käytti seismiset tekniikat öljyesiintymien löytämiseksi. Lopulta he onnistuivat löytämään useita matalakulmaisia vetolevyjä Appalakkien vuorten alta. Tämä heijastui voimakkaasti maanosien muodostumista koskevassa teoriassa.
Synopsis oppitunnista aiheesta "Nykyaikaiset avaruusmenetelmät Maan tutkimiseen palvelussa
Kohde : tutustuminen avaruusmenetelmien mahdollisuuksiin Maan tutkimisessa ja tutkimustulosten soveltamisessa eri alueita ihmistoiminta.
Tehtävät ja:
tutkia tapaa kuvata maapalloa avaruudesta
historiaan tutustuminen ja nykyinen tila avaruusmenetelmä, kotimaisen ja ulkomaisen astronautiikan saavutukset, kehitysnäkymät
tutustuu avaruuskuviin ja hallitsee avaruuskuvien visuaalisen tulkinnan perusteet
Avaruustutkimus ja avaruustutkimus on yksi modernin tieteen ja teknologian vallankumouksen tärkeimmistä ilmenemismuodoista. Avaruuden valloituksen myötä ihmiskunta on löytänyt paljon uutta ja tuntematonta. Nyt voit tutkia kotiasi - Maata etäältä. Tämä oli Maan tutkimisen kosmisten menetelmien alku.
Avaruusmenetelmät ovat etäisiä, koska tutkittavaa kohdetta tutkitaan etäältä.Kaukokartoitus - tämä on tiedon vastaanottaminen kohteesta ilman suoraa yhteyttä siihen.
Tällä tavalla saadulla tiedolla on suurta arvoa tieteessä. Kävi ilmi, että etäavaruusmenetelmillä on merkittäviä etuja maanpäällisiin menetelmiin verrattuna. Ensinnäkin mahdollisuus saada kuvia maasta eri mittakaavassa (globaalista paikalliseen), tehokkuus, kyky toistaa tutkimus useita kertoja. Avaruudesta mittaamalla voit vangita valtavia avaruutta yhdellä silmäyksellä ja samalla tarkastella maaston rakenteen erilaisia yksityiskohtia, myös sellaisia, jotka eivät ole havaittavissa Maan pinnalla.
Kaukokartoituksen (tutkimuksen) kehityksessä on useita vaiheita:
1700-luvulla he ottivat käsin piirrettyjä kuvia käyttämällä yksinkertaisinta camera obscuraa - läpinäkymätöntä laatikkoa, jonka keskellä oli pieni reikä. Ampuminen tehtiin lintuperspektiivistä kuumailmapallolla. Näitä kuvia käytettiin alueen topografisten karttojen laatimiseen. Se oli kovaa, huolellista työtä.
Kun valokuvaus löydettiin vuonna 1839, asiat sujuivat paljon nopeammin. Ensimmäistä kertaa oli mahdollista ottaa pysyvästi ja objektiivisesti kuva. Aluksi kamerat asetettiin yksinkertaisiin lentokoneisiin (ilmapalloihin, Leija) ja jopa lintuja. Kyseessä oli alueen ilmatutkimus.
Seuraava askel kohti nykyistä kaukokartoitusta liittyi lentokoneiden rakentamisen kehittämiseen. Jo 1900-luvun alussa saatiin ilmakuvia lentokoneista. Ensimmäisen maailmansodan aikana ilmakuvausta tehtiin tiedustelutarkoituksiin.
1930-luvulla ilmakuvaus korvasi maanmittauksen ja siitä tuli pääasiallinen kartoitusmenetelmä. Niinpä 1950-luvun puoliväliin mennessä ilmakuvia käytettiin koko Neuvostoliiton alueen topografisten karttojen laatimiseen.
Kaukokartoitusmenetelmän kehittämisen tärkein sysäys oli ihmisen avaruuden valloitus. 1900-luvun 60-luvulla tuli mahdolliseksi saada avaruudesta otettuja kuvia. Tämä tapahtuma toimi sysäyksenä uudentyyppisten kameroiden kehittämiselle. Yhdysvalloissa ja Neuvostoliitossa kehitetään uusia optoelektronisia järjestelmiä - skannereita, jotka suorittavat maan pinnan monispektristä kuvantamista.
1980-luvulla sarjakuvakuvien laaja käyttö tuli mahdolliseksi kaikilla maapallon tutkimuksen aloilla.
Monet tutkimussatelliitit liikkuvat tällä hetkellä maapallon ympäri. eri maat jotka tutkivat säännöllisesti maapalloa ja toimittavat maapallolle tuhansia erilaisia kuvia maan pinnasta.
Eritasoisten kuvien saamiseksi satelliitit laukaistaan eri korkeuksia... jakaalennon kolme päätasoa korkealla :
Ylimmän tason satelliitit , laukaistiin 36 000 km:n korkeudessa, lentää päiväntasaajan yli. Niitä kutsutaan geostationaariseksi, koska ne pyörivät maan mukana ja tekevät täydellisen vallankumouksen maan ympäri tasan päivässä. Tällaiset satelliitit näyttävät roikkuvan taivaalla saman maan pisteen yläpuolella. Gestationaari voi tutkia lähes koko Maan pallonpuoliskon.
Geostationaarisia satelliitteja ovat Russian Electro, EU-satelliitti Meteosat", amerikkalainen"MENEE- W" ja "MENEE- E ", japanilainen"GMS", intialainen"Insat". He suorittavat jatkuvaa maailmanlaajuista "partiointia" planeetalla ja lähettävät tutkimuskuvia puolen tunnin välein radiokanavien kautta.
Keskitason satelliitit joiden kiertorata kulkee napojen yli (tämän vuoksi niitä kutsutaan napaksi), lentää 600 - 1500 km korkeudessa. Koko maan pinnan tutkimiseksi he tarvitsevat yhdestä päivästä 2-3 viikkoon.
Keskitason satelliitteja ovat: Venäjän satelliitti "Meteor 1" ja "Meteor 2", amerikkalainen satelliittiNOAA, Venäjän satelliitit "Resurs - P", "Resurssi - O", amerikkalainenLandsat, Ranskan kieliSPOT.
Alimman tason satelliitit lentäen 200-300 km korkeudessa, suorita yksityiskohtainen tutkimus maanpinnan yksittäisistä osista, jotka sijaitsevat lentoradalla.
Avaruus Maan havainnointijärjestelmät on jaettu käyttötarkoituksensa mukaan meteorologisiin, resurssi-, valtameri-, kartografisiin, navigointiin ja tutkimukseen.
Kuvien saamiseksi satelliiteista käytetään erilaisia kuvantamislaitteita. Vertaamalla sitä ihmissilmiin, voimme sanoa, että nämä silmät ovat erilaisia - kaukonäköisiä ja lyhytnäköisiä, jotkut näkevät pimeässä, toiset sumun ja pilvien läpi, on jopa "värisokeita", jotka näkevät esineitä vääristyneillä väreillä.
Tällaisia laitteita on seuraavat ryhmät:
Valokuvauslaitteet ... Tällaisella laitteella saatuja kuvia kutsutaan suunniteltuiksi, koska geometrisilta ominaisuuksiltaan ne ovat lähellä alueen pohjapiirroksia. Avaruuskameroiden avulla saadaan kuvia vain näkyvältä alueelta.
Satelliittikannerit ... Toisin kuin kamerat, ne toimivat monilla sähkömagneettisen spektrin alueilla (ne ottavat kuvia paitsi näkyvällä, myös infrapuna-alueella)
Tutkat ... Jos kamerat ja skannerit rekisteröivät esineiden heijastaman auringon tai oman säteilynsä, tutkat itse "valaisevat" alueen radiosäteellä ja vastaanottavat heijastuneen radiosignaalin. Radiosäde ikään kuin koettelee pintaa, reagoi herkästi sen karheuteen. Siksi tutkakuvissa näkyy pieniäkin kohokuvion epäsäännöllisyyksiä.
Avaruustutkimusten tuloksena kuvia on kertynyt miljoonia. Jotta näitä kuvia voitaisiin käyttää tehokkaasti, ne systematisoidaan, ryhmitellään niiden käyttömahdollisuuksien mukaan. Kaiken eri kuvien ansiosta monet niistä voidaan erottaa Yleiset luonteenpiirteet:
Kuvan mittakaava ... Kuvien, kuten karttojen, mittakaava vaihtelee. He ovat:
laajamittainen - 1 cm - 10 m ja jopa suurempi.
keskikokoinen
pienimuotoinen (1 cm - 100 km)
Kuvan mittakaava riippuu mittauksen korkeudesta, laitteen polttovälistä ja maan pinnan kaarevuudesta. Kuvan näkyvyys riippuu mittakaavasta: isoissa kuvissa näkyy vain yksittäisiä taloja, pienissä kokonaisia maanosia.
Kuvien näkyvyys - tämä on alueen kattavuus yhdellä kuvalla.
Näkyvyyden mukaan kuvat on jaettu:maailmanlaajuisesti (kattaa koko planeetan)suuri alueellinen (peite suuria alueita maailma: Eurooppa, Aasia jne.), alueellinen (alue ja sen osa: Belgia, Moskovan alue); paikallinen (kuva pieni alue paikkakunta: pikkukaupunki, mikropiiri)
Lupa ... Kuvien mittakaava liittyy niiden kykyyn toistaa pieniä esineitä ja yksittäisiä yksityiskohtia. Suurikokoisten kuvien resoluutio on kymmeniä senttejä, ts. niissä näkyy jopa puiden oksia. Pienen mittakaavan kuvien resoluutio on useita kilometrejä, jolloin tarkkailija näkee hyvin suuria alueita metsästä tai koko metsävyöhykkeestä.
Takautuva. Tilannekuva tallentaa objektiivisesti maaston tilan, yksittäiset kohteet ja ilmiöt kuvaushetkellä. Kuvien vertailu eri vuosia, on mahdollista arvioida luonnonprosessien dynamiikkaa: esimerkiksi kuinka paljon jäätikkö vetäytyi, miten rotkot kasvavat ja metsäalueet muuttuvat.
Stereoskooppinen. Kaksi eri pisteistä otettua samaa maasto-aluetta kuvaa muodostavat stereoskooppisen (eli tilavuuskuvaa rekonstruoivan) kuvaparin. Stereoskoopin avulla voit havaita näistä kuvista ei tasaisen kuvan, vaan kolmiulotteisen ja erittäin ilmeikkään mallin maastosta. se upea omaisuus kuvamateriaali on tärkeää maan pinnan kohokuvioiden tutkimisessa ja karttojen tekemisessä.
Spektrialue Nykyaikaiset kuvantamislaitteet pystyvät kuvaamaan eri sähkömagneettisen säteilyn alueilla.
Tämän perusteella on olemassa kolme kuvaryhmää:
näkyvällä alueella, jota kutsutaan valoksi
lämpö-infrapuna-alueella
radion kantamalla.
Alueen valinta määrää, mitkä kohteet kuvissa esitetään. Näkyvällä alueella olevat kuvat kuvaavat kaikkea, mikä on ihmissilmälle näkyvää; Infrapunalämpöalueen kuvien avulla voit määrittää pinnan lämpötilan ja radioalueella - sen karheuden (eli pinnan epäsäännöllisyydet). Hyvin usein ei saada yhtä, vaan koko sarja kuvia eri spektrialueilla samanaikaisesti. Tällaisia kuvia kutsutaanmonispektri .
Avaruuspohjaisen maan tutkimusmenetelmän, avaruuskuvan ja kuvantamislaitteiden myötä visuaalisen havainnoinnin mahdollisuudet ovat laajentuneet. Ihmissilmä havaitsee vain valon säteilyä, ja nykyaikaisten laitteiden avulla voit "nähdä" maan pintaan näkymättömissä säteissä: ultravioletti, infrapuna, radioalueella. Ja jokainen laite "näkee" sen, mitä muut eivät erottele.
Satelliittitiedolla ei ole suurta arvoa vain tieteelle. Sen avulla voit ratkaista useita ongelmia monilla talouden aloilla. Esimerkiksi: maataloudessa. Näin ollen satelliittitiedon avulla voidaan havaita kuivuudesta, tuholaisista ja ihmisen aiheuttamista päästöistä kärsiviä alueita. Mielenkiintoinen fakta:70- ja 80-luvuilla. Neuvostoliitto osti suuria määriä viljaa ulkomailta - Yhdysvalloissa, Kanadassa ja muissa maissa. Ei ole epäilystäkään siitä, että ulkomaiset kumppanit ovat hintaa määrittäessään ottaneet huomioon satotyypit ja käyttivät satelliittitietoja arvioidakseen viljelymaan tilaa Neuvostoliitossa.
Avaruusseurantaa käytetään aktiivisesti metsäpalojen torjunnassa. Satelliiteista saatujen tietojen perusteella on mahdollista määrittää tulipalojen koordinaatit, palaneen metsän pinta-ala ja tilavuus sekä taloudellisten vahinkojen määrä. Esimerkiksi: Amurin alueella kesällä 2014 otetussa valokuvassa savupilarit näkyvät selvästi.
Avaruuskuvista voit suorittaa ympäristön valvonta ilmakehän ilmaa seurata lumen saastumista ja savupäästöjä teollisuusyritykset... Kuvassa näkyy kartta ekologinen tila ilmaallas Moskovan yllä. Kuten näette, saastuneimmat alueet ovat alueet rautatieasemat ja Likhachevin tehtaan ympäristö.
Maan kaukokartoitusdata mahdollistaa satelliittikuvien jaksottomuuden ansiosta nopean tilanteen arvioinnin esiintymisalueilla luonnonkatastrofit(tulvat, syklonit, kuivuus, maanjäristykset, tulipalot) ja toimivat perustana luonnonkatastrofien oikea-aikaiselle ennusteelle.
Näemme dialla esimerkin: kaksi kuvaa samasta osuudesta Indonesian rannikkoa joulukuussa 2004 esitetään usean tunnin välein. Intian valtameren rannikkoa pyyhkäisen tsunamin seuraukset ovat selvästi nähtävissä.
Seuraavissa valokuvissa, jotka on otettu 10-15 vuoden välein, voidaan havaita Tšad-järven kuivumiseen liittyvän ongelman esiintyminen. Aralmerellä on samanlainen ilmiö.
Tilan seurantatiedon avulla voidaan ryhtyä toimiin hätätilanteiden ehkäisemiseksi. Siperian jokien jääolosuhteiden säännöllinen avaruusseuranta siis kevät mahdollistaa jääruhkien esiintymispaikkojen oikea-aikaisen tunnistamisen niiden poistamiseksi (esimerkiksi räjähdysainemenetelmällä) ja siten suuriin sosiaalisiin ja aineellisiin vahinkoihin johtavien vakavien tulvien syntymisen estämiseksi.
Yksi tärkeimmistä Maan kaukokartoitusdatan avulla ratkaistavista tehtävistä on valvoa alueen infrastruktuurin kehitystä aluesuunnittelua varten. Pääsääntöisesti aluesuunnittelun ongelmia ratkaistaessa käytetään topografisia karttoja. Mutta kuten kokemus osoittaa, nämä kartat lakkaavat heijastamasta todellista tilannetta muutaman vuoden kuluessa niiden laatimisesta. Uusia teitä ilmestyy siirtokunnat ja muut, joita ei ole merkitty kartalla. Kaikki tämä vaikeuttaa suuresti aluesuunnitteluprosessia. Tässä mielessä Maan kaukokartoitusjärjestelmien käyttö avaa suuria mahdollisuuksia tehokkaan aluesuunnittelun järjestämiseen erityisesti maan tai sen yksittäisten alueiden nopean kehityksen yhteydessä.
Kuva havainnollistaa yllä olevaa. Kuten näet, vertailu topografinen kartta Alue Tuapse, joka on laadittu vuonna 1994, ja satelliittikuva samalta alueelta vuonna 2009, osoittaa selvästi Maan kaukokartoitusjärjestelmien käytön edut. Kuvan avulla voidaan selventää rantaviivaa, tunnistaa uusia esineitä, joita ei ole merkitty topografiseen karttaan.
Varmistimme sentällä hetkellä avaruuskuvia tarvitaan maantieteilijöiden lisäksi myös meteorologeille, geologeille ja kartografeille. Käyttämällä avaruuskuvia tutkia maankuoren rakennetta, etsiä mineraaleja, havaita metsäpalot, tutkia kalarikkaita alueita valtamerissä. Näin ollen avaruusmenetelmä Maan tutkimiseen on suosittu, relevantti ja tarjoaa rajattomat mahdollisuudet.
Kaikki maan teollisuudenalat ja yritykset eivät pysty aktiivisesti käyttämään Maan kaukokartoitusdataa. Jotkut liiton aineista ovat ottaneet käytäntöön avaruuskuvien käyttöä alueellisten ongelmien ratkaisemisessa. Jaroslavlin alueella suurimmat satelliittikuvien käytön ottaneet organisaatiot ovat pohjaveden tutkimiseen tarkoitettu Geomonitoring, Kadastr- ja Nedra-yhtiöt. Löysimme, että on olemassa ohjelmaluonnos Maan kaukokartoitustietojen käyttämiseksi Jaroslavlin alueen suunnittelussa ja kehittämisessä yleiskaava... Avaruudesta otetun kuvan avulla voidaan nopeasti tunnistaa ruuhkaisimmat tiet, jotta uusien liikennereittien rakentaminen voidaan suunnitella tehokkaammin. Kaukokartoitustiedoista on hyötyä kaupunkikehityksen ja esikaupunkialueiden suunnittelussa, ympäristöasioiden ratkaisemisessa, viherrytmijärjestelmän ja yritysten saniteettialueiden suunnittelussa. Toivotaan, että nykyaikaiset saavutukset avaruusvalvonta-alalla muodostavat pohjan alueemme tehokkaalle johtamiselle.
Jo nyt jokaisella meistä on henkilökohtainen pääsy Maan avaruuskartoituksen tuloksiin opetustarkoituksiin. Muutama vuosi sitten se olisi ollut upeaa. Mutta myös ensimmäisen keinotekoisen maasatelliitin laukaisu ja ensimmäinen miehitetty lento avaruuteen, jopa muutama vuosi ennen niiden toteuttamista, vaikuttivat myös poikkeukselliselta fantasialta.
Tiedolla on ihana ominaisuus - se muistuttaa jatkuvasti, että se on vain ponnahduslauta tulevaisuuteen, emmekä vieläkään tiedä liikaa. Miehitetty avaruuskävely mahdollisti monien uusien ongelmien ratkaisemisen ja uusien löytöjen tekemisen. Mutta kognitioprosessi on sellainen, että ratkaistaessamme joitain ongelmia kohtaamme uusia ratkaisemattomia ongelmia, koska itse kognitioprosessi on loputon.
Geofysikaalisista tutkimusmenetelmistä saadaan erittäin luotettavaa tietoa seisminen("Seismos" käännettynä kreikaksi - värähtely, maanjäristys), tai seisminen tutkimus... Se koostuu seuraavista: Maan pinnalle tehdään räjähdys. Erikoislaitteet huomioi nopeus, jolla räjähdyksen aiheuttamat tärinät etenevät. Saatuaan nämä tiedot geofyysikot määrittävät, mitkä kivet kulkevat seismiset aallot. Loppujen lopuksi aaltojen kulkunopeus eri kivissä ei ole sama. Sedimenttikivissä seismisten aaltojen etenemisnopeus on noin 3 km sekunnissa, graniitissa noin 5 km sekunnissa.
Mutta geofyysikkojen tiedot vaativat todentamisen, ja tällaisen tarkastuksen suorittamiseksi on tunkeuduttava Maan suolistoihin, katsottava, tutkittava kiviä, joista planeettamme koostuu syvyydessä.
Supersyviä kaivoja on porattu useissa maissa; tämä auttaa ajan myötä katsomaan tuntemattomaan. Maan syvyyksien myrsky on jo alkanut, ja ehkä pian tiedetään paljon planeetan suolistosta, jolla elämme. Nämä uudet tiedot auttavat hyödyntämään paremmin maapallon rikkauksia, sekä mineraaleja että energiaa.
IVY:n alueella 11 supersyviä kaivoja joista tunnetuimmat ovat seuraavilla alueilla: Kaspian alamaalla, Uralilla, Kuolan niemimaalla, Kurilien saarilla sekä Transkaukasiassa.
Tunkeutuminen maan syvyyksiin ei ole vain uteliaan ihmisen unelma. Tämä on välttämättömyys, jonka ratkaisemisesta riippuu monia tärkeitä kysymyksiä. Tunkeutuminen maan suolistoihin auttaa ratkaisemaan koko rivi kysymyksiä, nimittäin: liikkuvatko maanosat? Miksi maanjäristyksiä ja tulivuorenpurkauksia tapahtuu? Mikä on lämpötila maan suolistossa? Kutistuu Maapallo tai laajenee? Miksi jotkut maankuoren osat vajoavat hitaasti, kun taas toiset nousevat? Kuten näet, tutkijoiden on paljastettava monia muita salaisuuksia, joiden ratkaisun avain on planeettamme syvyyksissä. Materiaali sivustolta
Mineraalien haku
Tiedetään, että joka vuosi ihmiskunta kuluttaa tarpeisiinsa miljoonia tonneja erilaisia mineraaleja: öljyä, rautamalmia, mineraalilannoitteet, kivihiiltä. Kaikki tämä ja muut mineraaliraaka-aineet ovat meille annettu maan sisältä. Öljyä tuotetaan vuodessa vain niin paljon, että se voidaan kattaa ohut kerros koko maallinen maa. Ja jos sata tai kaksisataa vuotta sitten monet nimetyistä mineraaleista louhittiin suoraan pinnasta tai matalista kaivoksista, niin meidän aikanamme tällaisia esiintymiä ei juuri ole. Meidän on kaivettava syviä kaivoksia ja porattava kaivoja. Joka vuosi ihmiset kaivavat syvemmälle ja syvemmälle maapalloa tarjotakseen nopeasti kehittyvälle teollisuudelle ja maataloudelle tarvittavat raaka-aineet.
Monet tutkijat, erityisesti ulkomaiset, ovat jo pitkään alkaneet pelätä: "Onko ihmiskunnalle tarpeeksi mineraaleja?" Tutkimukset ovat osoittaneet, että siellä, huomattavassa syvyydessä, muodostuu metallimalmeja ja timantteja. Rikkaimmat kivihiilen, öljyn ja kaasun esiintymät ovat piilossa syvemmällä maakerroksella.
TOISTA TARVITTAMA TIEDOT
Mitä johtopäätöksiä esineitä vertaamalla voidaan tehdä? (Elämäkokemus)
Kohteita vertaamalla voidaan tehdä johtopäätös niiden yhtäläisyyksistä ja eroista.
Missä tapauksissa vertailua käytetään? (Elämäkokemus)
Vertailua käytetään, jos on tarpeen kuvata kohde, valita usean kohteen välillä.
Vertaa jälkeläisten määrää, jonka sammakkopari ja apinapari voivat antaa elämänsä aikana. Tarkoittaako tämä, että sammakoiden määrä kasvaa jatkuvasti?
Sammakkoparin jälkeläisten määrä on paljon suurempi kuin apinapari voi antaa jälkeläisiä. Tämä ei tarkoita, että sammakoiden määrä kasvaa jatkuvasti. Sammakoilla on huomattavasti lyhyempi elinikä, ja nuorten yksilöiden (sammakoiden) kuolleisuus on paljon korkeampi.
Mitä näiden kasvien satoa voitaisiin ennakoida?
Maamme maissiviljelmät sijaitsivat 60-luvulla paljon pohjoispuolella sen levinneisyydestä kotona. Siksi korkeat tuotot ei kannata odottaa. Kasvien sato viileämmässä ilmastossa, jossa kasvukausi on lyhyempi, on varmasti pienempi.
Yritä selittää, miksi sukellusveneet ovat kuin delfiini, kalmari ja rausku, mutta eivät meduusoja.
Delfiinin, kalmarin, stingrayn virtaviivainen kehon muoto, joka auttaa vähentämään vastusta ja kehittämään suurta nopeutta veden alla, sopii paremmin mallirooliin sukellusveneiden luomisessa.
Ovatko yhtäläisyydet tärkeitä?
Kaikilla samankaltaisuuksilla ei ole väliä.
Kenen kanssa lintu "vertaa" tätä perhosta? Mitä virhettä hän tekee?
Lintu vertaa tätä perhosta pöllöön. Virhe on siinä, että lintu kiinnittää huomiota perhosen väriin ja sen kehon rakenne on olennainen piirre.
Mitä yhtäläisyyksiä valaan ja sukellusveneen välillä on? Voidaanko tämän samankaltaisuuden perusteella tehdä johtopäätös valaan sisäisestä rakenteesta?
Samankaltaisuuksia sukellusveneen ja valaan välillä. Tämän tosiasian perusteella on mahdotonta tehdä johtopäätöksiä sisäisestä rakenteesta.
Mitä yhtäläisyyksiä skorpionikalalla ja ahvenella on? Onko tämän samankaltaisuuden perusteella mahdollista tehdä johtopäätös skorpionin sisäisestä rakenteesta?
Skorpionikalan ja ahvenen samankaltaisuus on vain rakenteen yleisessä suunnitelmassa. Niiden väri, muoto ja evien koko ovat erilaisia. Nämä merkit eivät kuitenkaan anna mahdollisuutta tehdä johtopäätöksiä organismien sisäisestä rakenteesta. Koska molemmat organismit ovat kalojen edustajia, niiden sisäinen rakenne on samanlainen.
TIEDON SOVELTAMINEN
1. Mitkä ovat tieteen tärkeimmät tehtävät?
Tieteen tehtävät - yleistykseen perustuva ennustaminen aiempi kokemus tieteellisen maailmankuvan luominen ja parantaminen.
2. Kuinka tiedemiehet onnistuvat ennustamaan tuntemattomia ominaisuuksia?
Ennustamisen avulla tutkijat voivat ennustaa tuntemattomia ominaisuuksia.
3. Mikä on vertaileva menetelmä?
Vertailevan menetelmän ydin on vertailla kahta tai useampaa objektia eri parametrien mukaan. Vertailu mahdollistaa esineiden yhteisten, pysyvien, olennaisten ominaisuuksien löytämisen ja niiden liittämisen objektien luokkaan, jolla on tunnetut ominaisuudet.
4. Voiko tiede selittää ihmeen?
Eivät kaikki ilmiöt, mutta useimmat niistä voivat selittää. Jos tieteellinen tieto ihmiskunnan tässä kehitysvaiheessa ei voi selittää joitain tosiasioita, niin, kuten historia osoittaa, ajan myötä kaikki löytää oman selityksensä.
5. Yritä määritellä biologian tieteen tarkoitus ja tavoitteet.
Tavoitteena on tutkia eläviä organismeja. Biologian tehtävänä on tutkia kaikkia biologisia lakeja ja paljastaa elämän olemus.
6. Miten vertaileva menetelmä auttaa Maan historian tutkimisessa?
Vuodevaatteet vertailu eri ikäisiä voit palauttaa maapallon kehityksen historian.
7. Mitkä ovat autojen olennaiset ominaisuudet?
Jäykkä runko, neljä pyörää, moottoriveto, polttoaine.
8. Työskentele pareittain: pyydä toista löytämään vastaavat merkit autosta ja veturista ja toista haastamaan ne.
9. Miten tiede on henkilökohtaisesti auttanut sinua elämässäsi?
Tiede auttaa meitä joka päivä jokapäiväisessä elämässä. Hän antaa meille ymmärryksen siitä, miksi päivä väistyy yölle, sataa, vuodenajat vaihtuvat. Tieteellinen tietämys auttaa meitä määrittämään kellonajan, ymmärtämään syömisen tärkeyden jne.
10. Onko mielestäsi mahdollista vaatia tiedemieheltä vastuuta kaikista muista tavoista käyttää hänen tieteellisiä löytöjään?
Et voi vaatia tiedemieheltä vastuuta hänen tieteellisten löytöjensä lisäkäyttötavoista. Nobelin historia ja dynamiitin keksiminen todistaa, että joskus tiedemies, joka tekee löydön, ei edes ajattele mahdollisia tapoja sen käyttöä.