Gravimetria je veda o meraní veličín, ktoré charakterizujú gravitačné pole Zeme a o ich použití na určenie tvaru Zeme, na štúdium jej všeobecnej vnútornej stavby, geologická stavba jej horné časti, riešenie niektorých problémov s navigáciou atď.
V gravimetrii je gravitačné pole Zeme zvyčajne dané gravitačným poľom (alebo jej číselne rovným zrýchlením), ktoré je výslednicou dvoch hlavných síl: sily príťažlivosti (gravitácie) Zeme a odstredivá sila spôsobená jeho každodennou rotáciou. Odstredivá sila smerujúca preč od osi rotácie znižuje gravitačnú silu a v najväčšej miere na rovníku. Pokles gravitácie od pólov k rovníku je spôsobený aj stláčaním Zeme.
Gravitačná sila, teda sila pôsobiaca na jednotku hmotnosti v blízkosti Zeme (alebo inej planéty), je súčtom gravitačných síl a síl zotrvačnosti (odstredivej sily):
kde G - gravitačná konštanta, mu - jednotková hmotnosť, dm - hmotnostný prvok, R - polomerové vektory meraného bodu, r - polomerový vektor hmotnostného prvku, w - uhlová rýchlosť rotácie Zeme; integrál preberá všetky hmotnosti.
Gravitačný potenciál je určený vzťahom:
kde je zemepisná šírka bodu merania.
Gravimetria zahŕňa teóriu nivelačných výšok, spracovanie astronomických a geodetických sietí v súvislosti s variáciami gravitačného poľa Zeme.
Jednotkou merania v gravimetrii je Gal (1 cm/s2), pomenovaná podľa talianskeho vedca Galilea Galileiho.
Gravitačná sila sa určuje relatívnou metódou, meraním pomocou gravimetrov a kyvadlových prístrojov, rozdielu gravitácie v študovaných a referenčných bodoch. Sieť referenčných gravimetrických bodov na celej Zemi je v konečnom dôsledku prepojená s bodom v Postupime (Nemecko), kde bola začiatkom 20. storočia určovaná absolútna hodnota tiažového zrýchlenia (981 274 mgl; pozri Gal) otáčajúcimi sa kyvadlami. . Absolútne stanovenia gravitácie sú spojené so značnými ťažkosťami a ich presnosť je nižšia ako relatívne merania. Nový absolútne merania, vyrobené na viac ako 10 miestach Zeme, ukazujú, že daná hodnota gravitačného zrýchlenia v Postupime je prekročená zjavne o 13-14 miligalov. Po ukončení týchto prác sa uskutoční prechod na nový gravimetrický systém. V mnohých problémoch gravimetrie však táto chyba nie je významná, pretože na ich vyriešenie sa nepoužívajú samotné absolútne hodnoty, ale ich rozdiely. Najpresnejšia absolútna hodnota gravitácie sa určí z pokusov s voľným pádom telies v vákuová komora. Relatívne určovanie gravitácie sa vykonáva pomocou kyvadlových prístrojov s presnosťou niekoľkých stotín krupobitia. Gravimetre poskytujú o niečo väčšiu presnosť merania ako kyvadlové prístroje, sú prenosné a ľahko sa používajú. Existuje špeciálne gravimetrické zariadenie na meranie gravitácie z pohybujúcich sa objektov (podvodné a povrchové lode, lietadlá). Prístroje nepretržite zaznamenávajú zmeny v zrýchlení gravitácie pozdĺž dráhy lode alebo lietadla. Takéto merania sú spojené s ťažkosťami pri vylúčení vplyvu rušivých zrýchlení a sklonov základne prístroja spôsobených rolovaním z údajov prístroja. Na meranie na dne plytkých nádrží, vo vrtoch, sú špeciálne gravimetre. Druhé derivácie gravitačného potenciálu sa merajú pomocou gravitačných variometrov.
Hlavný okruh problémov gravimetrie sa rieši štúdiom stacionárneho priestorového gravitačného poľa. Na štúdium elastických vlastností Zeme sa vykonáva nepretržitá registrácia zmien gravitačnej sily v priebehu času. Vzhľadom k tomu, že Zem je heterogénna v hustote a má nepravidelný tvar, jeho vonkajšie gravitačné pole sa vyznačuje tým komplexná štruktúra. Na vyriešenie rôznych problémov je vhodné považovať gravitačné pole za pozostávajúce z dvoch častí: hlavnej - nazývanej normálne, meniace sa so zemepisnou šírkou podľa jednoduchého zákona a anomálneho - malého rozsahu, ale zložitého rozloženia v dôsledku heterogenít v hustota hornín v horných vrstvách Zeme. Normálne gravitačné pole zodpovedá nejakému idealizovanému modelu Zeme, jednoduchému tvaru a vnútornej štruktúre (jeho blízky elipsoid alebo sféroid). Rozdiel medzi pozorovanou tiažovou silou a normálnou silou, vypočítaný podľa jedného alebo druhého vzorca na rozdelenie normálnej gravitačnej sily a znížený príslušnými korekciami na akceptovanú úroveň výšok, sa nazýva anomália gravitácie. Ak toto zarovnanie berie do úvahy iba normálny vertikálny gradient gravitácie rovný 3086 etvos (t.j. za predpokladu, že medzi bodom pozorovania a referenčnou úrovňou nie sú žiadne hmotnosti), potom sa takto získané anomálie nazývajú anomálie voľného vzduchu. Takto vypočítané anomálie sa najčastejšie využívajú pri štúdiu obrazca Zeme. Ak redukcia berie do úvahy aj príťažlivosť homogénnej vrstvy hmôt medzi úrovňami pozorovania a redukcie, potom sa získajú anomálie, nazývané Bouguerove anomálie. Odrážajú heterogenity v hustote horných častí Zeme a používajú sa pri riešení problémov geologického prieskumu. V gravimetrii sa uvažuje aj o izostatických anomáliách, ktoré zohľadňujú osobitným spôsobom vplyv hmôt medzi zemským povrchom a úrovňou povrchu v hĺbke, v ktorej nadložné hmoty vyvíjajú rovnaký tlak. Okrem týchto anomálií sa počíta množstvo ďalších (Preya, upravené Bouguerom a pod.). Na základe gravimetrických meraní sú konštruované gravimetrické mapy s izočiarami gravitačných anomálií. Anomálie druhých derivácií tiažového potenciálu sú definované podobne ako rozdiel medzi pozorovanou hodnotou (predtým korigovanou na terén) a normálnou hodnotou. Takéto anomálie sa využívajú najmä na prieskum nerastov.
V úlohách spojených s využitím gravimetrických meraní na štúdium tvaru Zeme sa zvyčajne hľadá elipsoid, ktorý najlepšie reprezentuje geometrický tvar a vonkajšie gravitačné pole Zeme.
Prieskum planéty Zem v slnečnej sústave: história, popis povrchu, štart kozmickej lode, rotácia, obežná dráha, úspechy, významné dátumy.
Hovoríme o domovskej planéte, tak sa pozrime, ako prebiehal prieskum Zeme. Väčšina zemského povrchu bola študovaná začiatkom 20. storočia, vrátane vnútorná štruktúra a geografia. Arktída a Antarktída zostali záhadné. Dnes sú takmer všetky oblasti zachytené a zmapované vďaka fotografickému mapovaniu a radaru. Jednou z posledných preskúmaných oblastí bol polostrov Darien, ktorý sa nachádza medzi Panamským prieplavom a Kolumbiou. Predtým bola kontrola náročná kvôli neustálym zrážkam, hustej vegetácii a hustej oblačnosti.
Štúdium hlbokých vlastností planéty dlho neuskutočnil. Predtým sa zaoberali štúdiom povrchových útvarov. Ale po druhej svetovej vojne začali s geofyzikálnym výskumom. Na tento účel boli použité špeciálne senzory. Ale týmto spôsobom bolo možné uvažovať o obmedzenej časti podpovrchovej vrstvy. Dalo sa len podliezť horná kôra. Maximálna hĺbka vrtu je 10 km.
Hlavné ciele a úspechy v prieskume Zeme
Vedci sú pri skúmaní Zeme poháňaní vedeckou zvedavosťou, ako aj ekonomickým ziskom. Počet obyvateľov sa zvyšuje, takže dopyt po fosíliách rastie, rovnako ako aj po vode a iných dôležitých materiáloch. Mnoho podzemných operácií sa vykonáva s cieľom hľadať:
- ropa, uhlie a zemný plyn;
- komerčné (železo, meď, urán) a stavebné (piesok, štrk) materiály;
- podzemná voda;
- skaly na inžinierske plánovanie;
- geotermálne zásoby elektriny a tepla;
- archeológia;
Bolo tiež potrebné vytvoriť bezpečnosť prostredníctvom tunelov, skladovacích zariadení, jadrových reakcií a priehrad. A to vedie k potrebe vedieť predpovedať silu a čas zemetrasenia či hladinu podpovrchovej vody. Japonsko a Spojené štáty sú najaktívnejšie v oblasti zemetrasení a sopiek, pretože tieto krajiny najčastejšie postihujú takéto katastrofy. Na prevenciu sa pravidelne vŕtajú studne.
Metodika a nástrojeprieskum Zeme
Mali by ste vedieť, aké metódy existujú na štúdium planéty Zem. Geofyzika využíva magnetizmus, gravitáciu, odrazivosť, elastické alebo akustické vlny, tepelný tok, elektromagnetizmus a rádioaktivitu. Väčšina z merania sa vykonávajú na povrchu, ale sú satelitné a podzemné.
Je dôležité pochopiť, čo je nižšie. Niekedy nie je možné ťažiť ropu len kvôli bloku s iným materiálom. Výber metódy je založený na fyzikálnych vlastnostiach.
Porovnávacia planetológia
Astronóm Dmitrij Titov o typoch planét slnečná sústava, dynamika atmosféry a skleníkový efekt na Marse a Venuši:
diaľkový prieskum Zeme
Využíva EM žiarenie zo zeme a odrazenú energiu v rôznych spektrálnych rozsahoch získaných lietadlami a satelitmi. Metódy sú založené na použití kombinácií obrázkov. Na tento účel sú sekcie fixované z rôznych trajektórií a vytvárajú sa trojrozmerné modely. Vykonávajú sa aj v intervaloch, čo vám umožňuje sledovať zmenu (rast úrody počas sezóny alebo zmeny v dôsledku búrky a dažďa).
Radarové lúče prerážajú mraky. Bočný viditeľný radar je citlivý na zmeny sklonu a drsnosti povrchu. Opticko-mechanický skener registruje teplú IR energiu.
Najčastejšie používanou technikou je Landsat. Tieto informácie získavajú multispektrálne skenery umiestnené na niektorých amerických satelitoch umiestnených vo výške 900 km. Rámy pokrývajú plochu 185 km. Používajú sa viditeľné, IR, spektrálne, zelené a červené rozsahy.
V geológii sa táto technika používa na výpočet reliéfu, expozície horských perejí a litológie. Je tiež možné opraviť zmeny vegetácie, skál, nájsť podzemnú vodu a rozloženie stopových prvkov.
Magnetické metódy
Nezabúdajme, že prieskum Zeme sa vykonáva z vesmíru a poskytuje nielen fotografiu planéty, ale aj dôležité vedecké údaje. Môžete vypočítať celkové pozemské magnetické pole alebo špecifické zložky. Väčšina stará metóda- magnetický kompas. Teraz sa používajú magnetické váhy a magnetometre. Protónový magnetometer počíta RF napätie, zatiaľ čo optická pumpa sleduje najmenšie magnetické fluktuácie.
Magnetické prieskumy sa vykonávajú magnetometrami letiacimi po paralelných líniách vo vzdialenosti 2-4 km a vo výške 500 m.Pozemné prieskumy zvažujú magnetické anomálie, ktoré sa vyskytli vo vzduchu. Môže byť umiestnený na špeciálnych staniciach alebo pohyblivých lodiach.
Magnetické efekty vznikajú v dôsledku magnetizácie vytvorenej sedimentárnymi horninami. Horniny nie sú schopné udržať magnetizmus, ak teplota prekročí 500°C, čo je hranica pre hĺbku 40 km. Zdroj musí byť umiestnený hlbšie a vedci sa domnievajú, že pole vytvárajú konvekčné prúdy.
Gravitačné metódy
Vesmírny výskum Zeme zahŕňa rôzne smery. Gravitačné pole možno určiť pádom akéhokoľvek objektu vo vákuu, výpočtom periódy kyvadla alebo iným spôsobom. Vedci používajú gravimetre – závažie na pružine, ktorá sa dokáže natiahnuť a stlačiť. Pracujú s presnosťou 0,01 miligramu.
Rozdiely v gravitácii sú spôsobené lokálnou rovinou. Určenie údajov trvá niekoľko minút, ale výpočet polohy a výšky trvá dlhšie. Častejšie sa hustota sedimentu zvyšuje s hĺbkou, pretože sa zvyšuje tlak a stráca sa pórovitosť. Keď výťahy prenášajú kamene bližšie k povrchu, vytvárajú anomálnu gravitáciu. Minerály tiež spôsobujú negatívne anomálie, takže pochopenie gravitácie môže poukázať na zdroj ropy, ako aj na umiestnenie jaskýň a iných podzemných dutín.
Seizmické refrakčné metódy
Vedecká metóda skúmania Zeme je založená na výpočte časového intervalu medzi začiatkom vlny a jej príchodom. Vlna môže vzniknúť výbuchom, spadnutým závažím, vzduchovou bublinou atď. Na jej hľadanie sa používa geofón (pevnina) a hydrofón (voda).
Seizmická energia prichádza k detektoru rôznymi spôsobmi. Najprv, kým je vlna blízko zdroja, vyberá si najkratšie cesty, no ako sa vzdialenosť zväčšuje, začína sa vlniť. Telom môžu prechádzať dva typy vĺn: P (primárne) a S (sekundárne). Prvé fungujú ako kompresné vlny a pohybujú sa pri maximálnom zrýchlení. Druhé sú šmykové, pohybujúce sa nízkou rýchlosťou a nie sú schopné prechádzať kvapalinami.
Hlavným typom povrchu sú Rayleighove vlny, kde sa častica pohybuje po eliptickej dráhe vo vertikálnej rovine od zdroja. Vodorovná časť vyčnieva hlavný dôvod zemetrasenia.
Väčšina informácií o štruktúre Zeme je založená na analýze zemetrasení, pretože generujú niekoľko vlnových režimov naraz. Všetky sa líšia v zložkách pohybu a smeru. V inžinierskych štúdiách sa používa jemná seizmická refrakcia. Niekedy stačí obyčajný úder perlíkom. Používajú sa aj na riešenie problémov.
Elektrické a EM metódy
Pri hľadaní minerálov metódy závisia od elektrochemickej aktivity, zmien merného odporu a permitivity. Samotný potenciál je založený na oxidácii horného povrchu minerálov sulfidov kovov.
Odpor využíva prenos prúdu z generátora na iný zdroj a určuje potenciálny rozdiel. Odolnosť hornín závisí od pórovitosti, slanosti a iných faktorov. Horniny s hlinou sú vybavené nízkym odporom. Táto metóda môže byť použitá na štúdium podmorských vôd.
Sondovanie presne vypočíta ako odpor mení s hĺbkou. Prúdy s rozsahom 500-5000 Hz prenikajú hlboko. Frekvencia pomáha určiť úroveň hĺbky. Prirodzené prúdy sú indukované v dôsledku porúch v atmosfére alebo napadnutia hornej vrstvy slnečným vetrom. Pokrývajú široký rozsah, takže vám umožňujú efektívnejšie skúmať rôzne hĺbky.
Elektrické metódy však nie sú schopné preniknúť príliš hlboko, takže neposkytujú úplné informácie o spodných vrstvách. Ale s ich pomocou môžete študovať kovové rudy.
Rádioaktívne metódy
Týmto spôsobom možno odhaliť rudy alebo horniny. Najviac prirodzene sa vyskytujúca rádioaktivita pochádza z uránu, tória a rádioizotopu draslíka. Scintilometer pomáha detekovať gama lúče. Hlavným emitorom je draslík-40. Niekedy je hornina špeciálne ožiarená, aby sa zmeral dopad a odozva.
Geotermálne metódy
Výpočet teplotného gradientu vedie k určeniu anomálie tepelného toku. Zem je plná rôznych tekutín, chemické zloženie a ktorých pohyb určujú citlivé detektory. Stopové prvky sa niekedy spájajú s uhľovodíkmi. Geochemické mapy pomáhajú lokalizovať priemyselný odpad a kontaminované miesta.
Výkop a odber vzoriek
Identifikovať rôzne druhy palivo, musíme získať vzorku. Mnoho vrtov je vytvorených rotačným spôsobom, kde kvapalina cirkuluje cez korunku na mazanie a chladenie. Niekedy sa používa perkusia, pri ktorej sa ťažká vŕtačka spustí a zdvihne na rezanie kúskov kameňa.
Závery o hlbinách zeme
Tvar bol objavený v rokoch 1742-1743 a priemernú hustotu a hmotnosť vypočítal Henry Cavendish v roku 1797. Neskôr sa zistilo, že hustota hornín na povrchu je nižšia ako priemerná hustota, čo znamená, že údaje vo vnútri planéty by mali byť vyššie.
Na konci 1500-tych rokov. William Gilbert študoval magnetické pole. Od tej chvíle sme sa dozvedeli o charaktere a zmene dipólu geomagnetické pole. Vlny zemetrasenia boli pozorované v roku 1900. Línia medzi kôrou a plášťom sa vyznačuje veľkým zvýšením rýchlosti pri Mohorovičovej trhline s hĺbkou 24-40 km. Hranicou plášťa a jadra je Gutenbergova priepasť (hĺbka - 2800 km). Vonkajšie jadro je tekuté, pretože neprepúšťa priečne vlny.
V 50. rokoch 20. storočia Nastala revolúcia v chápaní našej planéty. Teórie kontinentálneho driftu sa presunuli do doskovej tektoniky, to znamená, že litosféra pláva na astenosfére. Dosky sa posúvajú a vytvára sa nová oceánska kôra. Litosféry sa tiež môžu priblížiť, vzdialiť sa a zrútiť sa. Mnoho zemetrasení sa vyskytuje na miestach subdukcie.
O oceánskej kôre sa dozvedeli vďaka sérii vrtov. V puklinových oblastiach sa materiál z plášťových vrtov ochladzuje a tuhne. Postupne sa hromadia zrážky a vytvára sa čadičový základ. Kôra je tenká (hrúbka 5-8 km) a takmer celá mladá (má menej ako 200 000 000 rokov). Ale relikvie dosahujú vek 3,8 miliardy rokov.
Kontinentálna kôra je oveľa staršia a zložitejšia na vytvorenie, čo sťažuje jej štúdium. V roku 1975 tím vedcov pomocou seizmických metód našiel ložiská ropy. Nakoniec sa im pod Appalačským pohorím podarilo nájsť niekoľko nízkouhlých trakčných plechov. To veľmi ovplyvnilo teóriu vzniku kontinentov.
Zhrnutie lekcie na tému „Moderné vesmírne metódy na štúdium Zeme v službe
Cieľ : oboznámenie sa s možnosťami vesmírnych metód štúdia Zeme a aplikácie výsledkov výskumu v rôznych odborochľudská aktivita.
úlohy a:
naučiť sa fotiť Zem z vesmíru
úvod do histórie a stav techniky kozmická metóda, úspechy domácej a zahraničnej kozmonautiky, perspektívy rozvoja
oboznámenie sa s vesmírnymi obrazmi a zvládnutie základov vizuálnej interpretácie vesmírnych obrazov
Vesmírny výskum a prieskum vesmíru je jedným z najdôležitejších prejavov modernej vedecko-technickej revolúcie. S dobytím vesmíru ľudstvo objavilo veľa nových a neznámych vecí. Bola tu možnosť na diaľku študovať svoj domov – Zem. To bol začiatok vesmírnych metód na štúdium Zeme.
Vesmírne metódy sú vzdialené, pretože. skúmaný objekt sa študuje na diaľku.diaľkový prieskum Zeme - ide o príjem informácií o objekte bez priameho kontaktu s ním.
Takto získané informácie majú vo vede veľkú hodnotu. Ukázalo sa, že metódy vzdialeného vesmíru majú významné výhody oproti pozemným metódam. V prvom rade možnosť získania obrazu Zeme v rôznych mierkach (od globálnej až po lokálnu), efektívnosť, možnosť opakovane opakovať štúdiu. Streľba z vesmíru umožňuje jediným pohľadom pokryť obrovské priestory a súčasne skúmať rôznorodé detaily štruktúry terénu, vrátane tých, ktoré nie sú viditeľné na zemskom povrchu.
Diaľkový prieskum Zeme (výskum) má vo svojom vývoji niekoľko fáz:
V 18. storočí sa pomocou najjednoduchšej camery obscury - nepriehľadnej krabice s malým otvorom v strede - získali maľované obrázky. Natáčanie prebiehalo z vtáčej perspektívy v teplovzdušnom balóne. Na základe týchto snímok boli zostavené topografické mapy oblasti. Bola to tvrdá, namáhavá práca.
S objavom fotografie v roku 1839 išlo všetko oveľa rýchlejšie. Prvýkrát bolo možné natrvalo a objektívne zachytiť obraz. Spočiatku boli kamery umiestnené na jednoduchých lietadlách (balóny, šarkana) a dokonca aj vtáky. Bola to letecká snímka oblasti.
Ďalší krok k tomu, čo dnes nazývame diaľkový prieskum zeme, súvisel s rozvojom konštrukcie lietadiel. Už začiatkom 20. storočia sa robili letecké snímky z lietadiel. Počas prvej svetovej vojny sa pre prieskumné účely vykonávalo letecké snímkovanie.
V 30. rokoch nahradila letecká fotografia pozemnú fotografiu ako hlavnú metódu mapovania. Do polovice 50. rokov 20. storočia sa tak pomocou leteckých snímok zostavili topografické mapy celého územia ZSSR.
Najdôležitejším impulzom vo vývoji metódy diaľkového prieskumu Zeme bolo dobytie vesmíru človekom. V 60. rokoch 20. storočia bolo možné získať snímky zhotovené z vesmíru. Táto udalosť poslúžila ako impulz pre vývoj nových typov fotoaparátov. V USA a ZSSR sa vyvíjajú nové opticko-elektronické systémy - skenery, ktoré vykonávajú viaczónové snímanie zemského povrchu.
V 80-tych rokoch minulého storočia bolo možné široko používať komiksové fotografie vo všetkých oblastiach štúdia Zeme.
Okolo Zeme sa v súčasnosti pohybuje veľa prieskumných satelitov. rozdielne krajiny, ktorí pravidelne fotia Zem a doručujú na Zem tisíce rôznych snímok zemského povrchu.
Na získanie obrázkov s rôznym stupňom detailov sú vypustené satelity rôzne výšky. Prideliťtri hlavné výškové úrovne ich letu :
Satelity najvyššej úrovne , vypustený do výšky 36 000 km, preletieť nad rovníkom. Nazývajú sa geostacionárne, pretože sa otáčajú so zemeguľou a presne za jeden deň urobia úplnú revolúciu okolo Zeme. Takéto satelity visia na oblohe nad tým istým bodom na Zemi. Geostacionárna stanica dokáže preskúmať takmer celú pologuľu Zeme.
Geostacionárne satelity zahŕňajú ruský elektro, satelit EÚ Meteosat", americký "IDE- W" a "IDE- e", japončina "GMS', indická'Insat". Vykonávajú nepretržité globálne „hliadkovanie“ planéty a každú pol hodinu vysielajú panoramatické snímky prostredníctvom rádiových kanálov.
Satelity strednej vrstvy , ktorých dráha prechádza cez póly (preto sa nazývajú polárne), letia vo výške 600 až 1500 km. Na prieskum celého zemského povrchu potrebujú jeden deň až 2-3 týždne.
Medzi satelity strednej vrstvy patria: ruský satelit Meteor 1 a Meteor 2, americký satelitNOAA, satelity Ruska "Zdroj - P", "Zdroj - O", americkýLandsat, francúzskySPOT.
Satelity najnižšej úrovne letia vo výške 200-300 km, vykonať podrobný prieskum jednotlivých úsekov zemského povrchu nachádzajúcich sa pozdĺž dráhy letu.
Vesmírne systémy na pozorovanie Zeme sú rozdelené podľa účelu na meteorologické, zdrojové, oceánologické, kartografické, navigačné, výskumné.
Na získanie snímok zo satelitov sa používajú rôzne zobrazovacie zariadenia. Ak to porovnáme s ľudskými očami, môžeme povedať, že tieto oči sú rozdielne – ďalekozraké a krátkozraké, niektoré vidia v tme, iné cez hmlu a oblaky, dokonca sú aj „farboslepí“, ktorí vidia predmety v skreslených farbách.
Existujú nasledujúce skupiny takýchto zariadení:
Fotografické zariadenia . Obrázky získané takýmto zariadením sa nazývajú plánované, pretože. geometrickými vlastnosťami sa približujú pôdorysu územia. Pomocou vesmírnych kamier sa zhotovujú snímky len vo viditeľnom rozsahu.
satelitné skenery . Na rozdiel od kamier pracujú v mnohých rozsahoch elektromagnetického spektra (fotografujú nielen vo viditeľnej, ale aj v infračervenej oblasti)
Radary . Ak kamery a skenery zaregistrujú slnečné alebo vlastné žiarenie odrazené predmetmi, potom samotné radary „osvetlia“ oblasť rádiovým lúčom a prijmú odrazený rádiový signál. Rádiový lúč akoby cíti, sonduje povrch a citlivo reaguje na jeho drsnosť. Preto sú na radarových snímkach viditeľné aj malé nepravidelnosti v reliéfe.
V dôsledku vesmírnych prieskumov sa nahromadil niekoľkomiliónový fond obrázkov. Aby sa tieto obrázky efektívne využili, sú systematizované, zoskupené podľa možností ich aplikácie. So všetkou rozmanitosťou fotografií dokážu rozlíšiť číslo všeobecné charakteristiky:
Mierka obrázka . Obrázky, podobne ako mapy, sa líšia mierkou. Oni sú:
veľkoplošné - 1 cm - 10 m a ešte väčšie.
stredná mierka
malý rozsah (v 1 cm - 100 km)
Mierka obrazu závisí od výšky snímania, ohniskovej vzdialenosti zariadenia a zakrivenia zemského povrchu. Viditeľnosť obrazu závisí od mierky: veľkoplošné obrazy zobrazujú len jednotlivé domy, malé obrazy celé kontinenty.
Viditeľnosť obrázka je pokrytie oblasti na jednom obrázku.
Podľa viditeľnosti sú obrázky rozdelené:globálne (pokrýva celú planétu)veľkoregionálne (kryt hlavné regióny svet: Európa, Ázia atď.), regionálny (región a jeho časť: Belgicko, Moskovský región); miestne (zobraziť malý pozemok lokalita: malé mesto, mikrodištrikt)
Povolenie . Mierka obrázkov súvisí s ich schopnosťou reprodukovať malé predmety a jednotlivé detaily. Veľkoplošné obrázky majú rozlíšenie desiatok centimetrov, t.j. dokonca na nich vidno konáre stromov. Snímky malých rozmerov majú rozlíšenie niekoľko km, v dôsledku čoho pozorovateľ vidí veľmi veľké plochy lesa alebo celé pásmo lesa.
Retrospektívnosť. Snímka objektívne zachytáva stav terénu, jednotlivých objektov a javov v čase natáčania. Porovnávanie záberov rôzne roky, je možné posúdiť dynamiku prírodných procesov: napríklad ako ďaleko ľadovec ustúpil, ako rastú rokliny, ako sa menia lesné plochy.
Stereoskopické. Dva obrazy rovnakej oblasti, získané z rôznych bodov, tvoria stereoskopický (t. j. obnovujúci trojrozmerný obraz) pár obrazov. Vyzbrojení stereoskopom možno z týchto obrázkov pozorovať nie plochý obraz, ale trojrozmerný a veľmi výrazný model terénu. Toto je úžasná nehnuteľnosť obrázky sú dôležité pre štúdium reliéfu zemského povrchu a tvorbu máp.
Spektrálny rozsah .Moderné filmovacie zariadenia sú schopné natáčať v rôznych rozsahoch elektromagnetického žiarenia.
Na tomto základe sa rozlišujú tri skupiny obrázkov:
vo viditeľnom rozsahu, ktorý sa nazýva svetlo
v tepelnej infračervenej oblasti
v dosahu rádia.
Výber rozsahu určuje, aké objekty budú zobrazené na obrázkoch. Obrázky vo viditeľnom rozsahu zobrazujú všetko, čo je viditeľné pre ľudské oko; obrázky v infračervenom tepelnom rozsahu vám umožňujú určiť teplotu povrchu av rádiovom rozsahu - jeho drsnosť (t.j. nepravidelnosti povrchu). Veľmi často sa súčasne nezíska jeden, ale celý rad obrázkov v rôznych spektrálnych rozsahoch. Takéto obrázky sú tzvviaczónový .
S vesmírnou metódou štúdia zeme, nástupom vesmírnej fotografie a zobrazovacích zariadení sa rozšírili možnosti vizuálnych pozorovaní. Ľudské oko vníma len svetelné žiarenie a moderné prístroje umožňujú „vidieť“ zemského povrchu v neviditeľných lúčoch: ultrafialové, infračervené, v rádiovom dosahu. A každé zariadenie „vidí“ to, čo iné nerozlišujú.
Satelitné informácie majú veľkú hodnotu nielen pre vedu. Umožňuje vám riešiť množstvo problémov v mnohých odvetviach hospodárstva. Napríklad: v poľnohospodárstve. Satelitné informácie teda umožňujú odhaliť oblasti postihnuté suchom, škodcami a emisiami spôsobenými človekom. Zaujímavý fakt:V 70-tych a 80-tych rokoch. Sovietsky zväz nakupovala obilie vo veľkých objemoch v zahraničí – v USA, Kanade a iných krajinách. Niet pochýb o tom, že zahraniční partneri pri určovaní ceny zohľadnili perspektívnosť úrody a použili satelitné informácie na hodnotenie stavu poľnohospodárskej pôdy v ZSSR.
Monitorovanie priestoru sa aktívne využíva v boji proti lesným požiarom. Podľa údajov získaných zo satelitov je možné určiť súradnice požiarov, rozlohu a objem vyhoreného lesa a výšku hospodárskych škôd. Napríklad: na fotografii urobenej v regióne Amur v lete 2014 sú jasne rozlíšené požiare s kúdolmi dymu.
Zo satelitných snímok je možné vykonať kontrola životného prostredia atmosférický vzduch, sledovanie znečistenia snehovej pokrývky a emisií dymu priemyselné podniky. Obrázok ukazuje mapu ekologický stav vzduchová nádrž nad Moskvou. Ako vidno, najviac znečistené sú oblasti železničné stanice a oblasť okolo závodu pomenovaného po Lichačevovi.
Údaje z diaľkového prieskumu Zeme vám vďaka periodicite satelitných snímok umožňujú rýchlo posúdiť situáciu v oblastiach výskytu prírodné katastrofy(povodne, cyklóny, suchá, zemetrasenia, požiare) a slúžia ako podklad pre včasnú predpoveď prírodných katastrof.
Na snímke vidíme príklad: existujú dva zábery tej istej časti pobrežia Indonézie v decembri 2004 s odstupom niekoľkých hodín. Následky cunami, ktoré sa prehnali pobrežím Indického oceánu, sú jasne viditeľné.
Na nasledujúcich fotografiách, zhotovených s odstupom 10-15 rokov, možno pozorovať vznik problému spojeného s vysychaním Čadského jazera. Podobný jav zažíva aj Aralské jazero.
Údaje z monitorovania priestoru možno použiť na prijatie opatrení na predchádzanie núdzovým situáciám. Pravidelný priestorový monitoring ľadovej situácie na riekach Sibír v r jarné obdobie umožňuje včas identifikovať miesta výskytu ľadových zápch za účelom ich eliminácie (napr. explozívnou metódou) a tým predchádzať vzniku veľkých povodní vedúcich k veľkým sociálnym a materiálnym škodám.
Jednou z najdôležitejších úloh, ktoré je možné riešiť pomocou údajov diaľkového prieskumu Zeme, je riadenie rozvoja infraštruktúry územia pre účely regionálneho plánovania. Pri riešení problémov regionálneho plánovania sa spravidla používajú topografické mapy. Ako však ukazujú skúsenosti, tieto mapy prestanú odrážať skutočný stav vecí v priebehu niekoľkých rokov po zostavení. Objavujú sa nové cesty osady atď., ktoré nie sú vyznačené na mape. To všetko značne komplikuje proces regionálneho plánovania. V tomto smere používanie systémov diaľkového prieskumu Zeme otvára veľké možnosti na organizovanie efektívneho regionálneho plánovania, najmä v kontexte rýchleho rozvoja krajiny alebo jej jednotlivých území.
Obrázok ilustruje vyššie uvedené. Ako vidíte, porovnanie topografická mapa Región Tuapse, zostavený v roku 1994, so satelitným snímkom toho istého regiónu v roku 2009, jasne ukazuje výhody používania systémov diaľkového prieskumu Zeme. Obrázok možno použiť na spresnenie pobrežia, na identifikáciu novoobjavených objektov, ktoré nie sú vyznačené na topografickej mape.
Presvedčili sme sa o tomSatelitné snímky v súčasnosti potrebujú nielen geografi, ale aj meteorológovia, geológovia, kartografi. Cez satelitné snímkyštudovať štruktúru zemskej kôry, hľadať minerály, objavovať lesné požiare, skúmať oblasti bohaté na ryby v oceáne. Vesmírna metóda štúdia Zeme je teda populárna, relevantná a ponúka neobmedzené možnosti.
Nie všetky sektory a podniky v krajine majú možnosť aktívne využívať údaje z diaľkového prieskumu Zeme. Niektoré subjekty federácie zaviedli do praxe využitie satelitných snímok na riešenie regionálnych problémov. Na území regiónu Jaroslavľ veľké organizácie, ktoré zaviedli do praxe používanie satelitných snímok, sú „Geomonitoring“ na štúdium podzemných vôd, spoločnosti „Kataster“ a „Nedra“. Zistili sme, že existuje návrh programu na používanie údajov z diaľkového prieskumu Zeme na plánovanie územia Jaroslavľ a jeho vývoj majstrovský plán. Pomocou snímky z vesmíru možno rýchlo identifikovať najfrekventovanejšie cesty, aby bolo možné efektívnejšie plánovať výstavbu nových diaľnic. Údaje diaľkového prieskumu Zeme budú užitočné pri plánovaní rozvoja miest a prímestských oblastí, pri riešení environmentálnych problémov, pri plánovaní systému krajinných úprav a sanitárnych zón pre podniky. Dúfajme, že moderné výdobytky v oblasti sledovania vesmíru budú základom efektívneho riadenia nášho regiónu.
Už teraz má každý z nás osobný prístup k výsledkom vesmírneho snímania Zeme na vzdelávacie účely. Pred pár rokmi by to bolo fantastické. No napokon aj vypustenie prvej umelej družice Zeme a prvý let človeka do vesmíru ešte niekoľko rokov pred ich realizáciou vyzerali ako mimoriadna fantázia.
Vedomosti majú úžasnú vlastnosť – neustále nám pripomínajú, že sú len odrazovým mostíkom do budúcnosti a je toho príliš veľa, čo ešte nevieme. Cesta človeka do vesmíru umožnila vyriešiť mnoho nových problémov a urobiť nové objavy. Ale proces poznávania je taký, že pri riešení niektorých problémov stojíme pred novými nevyriešenými problémami, pretože samotný proces poznávania je nekonečný.
Spomedzi geofyzikálnych výskumných metód veľmi spoľahlivé informácie poskytuje seizmické(„seismos“ v gréčtine – kmitanie, zemetrasenie), príp seizmický prieskum. Pozostáva z nasledovného: na povrchu Zeme dôjde k výbuchu. Špeciálne zariadenia všimnite si rýchlosť, akou sa šíria vibrácie spôsobené výbuchom. Pomocou týchto údajov geofyzici určujú, ktoré horniny prechádzajú seizmickými vlnami. Koniec koncov, rýchlosť prechodu vĺn v rôznych horninách nie je rovnaká. V sedimentárnych horninách je rýchlosť šírenia seizmických vĺn asi 3 km za sekundu, v žule asi 5 km za sekundu.
Údaje geofyzikov si ale vyžadujú overenie a na uskutočnenie takéhoto overenia je potrebné preniknúť do útrob Zeme, pozrieť sa, preskúmať v hĺbke horniny, z ktorých sa naša planéta skladá.
Superhlboké vrty boli vyvŕtané v mnohých krajinách a časom to pomôže nahliadnuť do neznáma. Útok na zemské hlbiny sa už začal a možno sa čoskoro dozvieme veľa o útrobách planéty, na ktorej žijeme. Tieto nové údaje pomôžu lepšie využívať zdroje Zeme, nerastné aj energetické.
Na území SNŠ sa 11 ultra hlboké studne z ktorých najznámejšie sú v týchto oblastiach: v Kaspickej nížine, na Urale, na polostrove Kola, na Kurilských ostrovoch, ako aj v Zakaukazsku.
Preniknúť hlboko do Zeme nie je len snom zvedavého človeka. Ide o nevyhnutnosť, od riešenia ktorej závisí veľa dôležitých otázok. Prienik do útrob Zeme pomôže vyriešiť celý riadok otázky, konkrétne: Pohybujú sa kontinenty? Prečo vznikajú zemetrasenia a sopečné erupcie? Aká je teplota v útrobách Zeme? zmršťuje Zem alebo expanduje? Prečo niektoré časti zemskej kôry pomaly klesajú, zatiaľ čo iné stúpajú? Ako vidíte, vedci musia odhaliť oveľa viac tajomstiev, ktorých kľúč k riešeniu je v útrobách našej planéty. materiál zo stránky
Hľadajte minerály
Je známe, že ľudstvo ročne spotrebuje pre svoje potreby milióny ton rôznych minerálov: ropy, železnej rudy, minerálne hnojivá, uhlie. To všetko a ďalšie nerastné suroviny nám dávajú útroby zeme. Len ropy sa za rok vyrobí toľko, že to dokáže pokryť tenká vrstva celá zemská zem. A ak sa pred sto alebo dvesto rokmi mnohé z menovaných nerastov ťažili priamo z povrchu alebo z plytkých baní, potom v našej dobe nezostali takmer žiadne takéto ložiská. Musíme kopať hlboké bane, vŕtať studne. Každým rokom sa človek zahryzáva hlbšie a hlbšie do Zeme, aby rýchlo sa rozvíjajúcemu priemyslu a poľnohospodárstvu poskytol potrebné suroviny.
Mnohí vedci, najmä zahraniční, sa už dlho začali obávať: „Bude mať ľudstvo dostatok minerálov? Štúdie ukázali, že práve tam sa v značnej hĺbke tvoria kovové rudy a diamanty. Najbohatšie ložiská uhlia, ropy a plynu sú ukryté v hlbších vrstvách zeme.
OPAKOVANIE POŽADOVANÝCH VEDOMOSTÍ
Aké závery možno vyvodiť porovnaním objektov? (Životná skúsenosť)
Porovnaním objektov je možné vyvodiť záver o ich podobnostiach a rozdieloch.
Kedy sa používa porovnanie? (Životná skúsenosť)
Porovnanie sa používa, keď je potrebné opísať objekt, vybrať si medzi viacerými objektmi.
Porovnajte počet potomkov, ktoré môže dať pár žiab a pár opíc za život. Znamená to, že počet žiab neustále rastie?
Počet potomkov, ktoré môže dať pár žiab, je oveľa väčší, ako môže dať pár opíc. To neznamená, že počet žiab neustále rastie. Žaby majú oveľa kratšiu dĺžku života a úmrtnosť mladých jedincov (žiab) je oveľa vyššia.
Akú úrodu týchto plodín možno očakávať?
Plodiny kukurice sa u nás v 60. rokoch nachádzali oveľa na sever od jej rozšírenia v domovine. Takže vysoké výnosy neoplatilo sa čakať. Výnosy rastlín v chladnejších klimatických podmienkach s kratším vegetačným obdobím budú samozrejme nižšie.
Pokúste sa vysvetliť, prečo ponorky vyzerajú ako delfíny, chobotnice a raje, ale nie ako medúzy.
Aerodynamický tvar tela delfína, chobotnice, rejnoka, ktorý pomáha znižovať odpor a vyvíjať vysokú rýchlosť pod vodou, je vhodnejší pre rolu modelu pri vytváraní ponoriek.
Záleží na nejakej podobnosti?
Nie všetky podobnosti sú dôležité.
S kým vták „porovnáva“ tohto motýľa? Akú chybu robí?
Vták porovnáva tohto motýľa so sovou. Chybou je, že vták venuje pozornosť farbe motýľa a podstatnou vlastnosťou je stavba jeho tela.
Aké sú podobnosti medzi veľrybou a ponorkou? Je možné na základe tejto podobnosti vyvodiť záver o vnútornej štruktúre veľryby?
Podobnosť medzi ponorkou a veľrybou je v ich tvare. Na základe tejto skutočnosti nie je možné vyvodiť záver o vnútornej štruktúre.
Aké sú podobnosti medzi škorpiónom a ostriežom? Je možné na základe tejto podobnosti vyvodiť záver o vnútornej štruktúre škorpióna?
Podobnosť medzi škorpiónom a ostriežom je len vo všeobecnom pláne štruktúry. Ich farba, tvar a veľkosť plutiev sú rôzne. Tieto znaky však neumožňujú vyvodiť záver o vnútornej štruktúre organizmov. Keďže oba organizmy sú zástupcami rýb, ich vnútorná štruktúra bude podobná.
APLIKÁCIA VEDOMOSTÍ
1. Aké sú najdôležitejšie úlohy vedy?
Úlohy vedy - prognózovanie založené na zovšeobecňovaní predošlé skúsenosti, vytváranie a zlepšovanie vedeckého svetonázoru.
2. Ako sa vedcom darí predpovedať neznáme vlastnosti?
Prognóza umožňuje vedcom predpovedať neznáme vlastnosti.
3. Čo je porovnávacia metóda?
Podstatou porovnávacej metódy je porovnávanie dvoch alebo viacerých objektov podľa rôznych parametrov. Porovnanie vám umožňuje nájsť spoločné, stabilné, podstatné vlastnosti objektov, priradiť ich triede objektov so známymi vlastnosťami.
4. Dokáže veda vysvetliť zázrak?
Nie všetky javy, ale väčšinu z nich, vie veda vysvetliť. Ak vedecké poznatky v tomto štádiu ľudského vývoja nedokážu poskytnúť vysvetlenie pre niektoré skutočnosti, potom, ako ukazuje história, časom má všetko svoje vysvetlenie.
5. Pokúste sa definovať účel a ciele vedy o biológii.
Cieľom je študovať živé organizmy. Úlohou biológie je študovať všetky biologické zákonitosti a odhaliť podstatu života.
6. Ako pomáha porovnávacia metóda pri štúdiu histórie Zeme?
Porovnanie vrstiev rôzneho veku vám umožní obnoviť históriu vývoja Zeme.
7. Aké sú podstatné vlastnosti áut.
Pevná karoséria, štyri kolesá, poháňaný motorom, palivo.
8. Pracujte vo dvojiciach: nech jeden nájde zodpovedajúce znaky auta a parnej lokomotívy a druhý ich vyzve.
9. Ako vám osobne veda pomohla v živote?
Veda nám pomáha každý deň v každodennom živote. Je to ona, ktorá nám dáva pochopenie, prečo deň ustupuje noci, padajú zrážky, menia sa ročné obdobia. vedecké poznatky pomáha nám určiť čas, pochopiť dôležitosť stravovania atď.
10. Je podľa vás možné od vedca požadovať zodpovednosť za všetky ďalšie spôsoby využitia jeho vedeckých objavov?
Od vedca nemožno požadovať zodpovednosť za ďalšie spôsoby využitia jeho vedeckých objavov. História Nobelovej ceny a vynálezu dynamitu dokazuje, že niekedy vedec, ktorý urobí objav, o tom ani len nepredpokladá. možné spôsoby jeho použitie.