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地球探査-

地球探査地球の表面とその内部の調査。

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5:120-121探索:探索者になりたいですか?、フェルディナンドマゼラン&船;  醜い魚、サメなど。 船は水路を航行します。 コルテスがアステカ族のインディアンを発見。 ピラミッド、浮島の家、トウモロコシヨーロッパの探検クイズ:事実かフィクションか?フェルディナンドマゼランは、ヨーロッパ人が最初にドミニカ島を見た。

20世紀の初めまでに、地球の表面のほとんどは、北極圏と南極圏を除いて、少なくとも表面的に探査されていました。今日、ランドマップのマークされていない最後のエリアは、航空機や衛星からのレーダーや写真のマッピングによって埋められています。マップする最後のエリアの1つは、パナマ運河とコロンビアの間のダリエン半島でした。重い雲、安定した雨、密なジャングルの植生により探査は困難でしたが、空中レーダーが雲のカバーを突き抜けて、信頼性の高い詳細な地図を作成することができました。近年、地球衛星から返されたデータは、この地域が乾燥していない時代の遺物であるサハラ砂漠の排水パターンなど、いくつかの注目すべき発見につながっています。

スコアズビー・サンド

歴史的に、地球の内部の探査は表面近くに限定されていましたが、これは主に表面で行われた発見を下方に追跡することの問題でした。この主題に関する今日の科学的知識のほとんどは、第二次世界大戦以降に実施された地球物理学の研究を通じて得られたものであり、地球の深部は21世紀の主要なフロンティアのままです。

これらの地域にセンサーと関連デバイスを配置することで、宇宙と海の深さの調査が容易になりました。しかし、この方法で研究できるのは、地球の地下領域のごく限られた部分だけです。調査員は最上部の地殻のみにドリルで穴を開けることができ、高コストは穴を開けることができる穴の数を厳しく制限します。これまでに掘削された最も深いボアホールは、約10キロメートル(6マイル)の深さまでしか延びていません。直接探査は非常に制限されているため、調査者は地球物理学的測定に大きく依存することを余儀なくされています(以下の方法論と計測を参照)。

主な目的と成果

科学的な好奇心、つまり地球の性質をよりよく理解したいという願望は、地球の表面と地下の領域を探索する主な動機です。もう1つの主要な動機は、経済的利益の見通しです。生活水準の向上により、水、燃料、その他の材料の需要が高まり、経済的インセンティブが生まれました。純粋な知識は、多くの場合、利益志向の探求の副産物でした。同様に、科学的知識の探求から、実質的な経済的利益がもたらされました。

多くの地表および地下の探査プロジェクトが、次の場所を見つけることを目的として行われています。(1)石油、天然ガス、および石炭。 (2)商業的に重要なミネラル(鉄、銅、ウランの鉱石など)と建材の堆積物(砂、砂利など)の濃度。 (3)回収可能な地下水。 (4)工学計画のためのさまざまな深さのさまざまな岩の種類。 (5)暖房と電気のための地熱予備力。 (6)考古学的特徴。

安全性への懸念から、主要な建設プロジェクトに着手する前に、起こり得る危険の広範な調査が促されています。ダム、発電所、原子炉、工場、トンネル、道路、有害廃棄物保管場所などのサイトは、安定していて、基礎となる地層が建設の重さからずれたりスライドしたりせず、地震、または水や廃棄物の浸透を許可します。したがって、地震と火山噴火の予測と制御は、そのような危険に敏感な国である米国と日本における主要な研究分野です。物理探査は、通常、物理探査を検証するために掘削されているボアホールもありますが、テストボアホールだけの場合よりも完全な状況を提供します。

方法論と計測

地球物理学的手法には、反射率、磁気、重力、音波または弾性波、放射能、熱流、電気、および電磁気の測定が含まれます。ほとんどの測定は陸または海の表面で行われますが、一部は航空機または衛星から取得され、さらに他の測定はボアホールまたは鉱山の地下および海底で行われます。

地球物理学的マッピングは、隣接する岩体の物理的性質の違いの存在に依存しています。つまり、求められているものと周囲のものの間の違いです。多くの場合、その違いは、求められているもの以外に関連するものによって提供されます。例としては、油の蓄積のトラップを形成する堆積層の構成、地下水の流れに影響を与える可能性のある排水パターン、鉱物が濃縮されている可能性のある堤防や母岩などがあります。異なる方法は、異なる物理的性質に依存します。どの特定の方法が使用されるかは、求められているものによって決まります。ただし、ほとんどの場合、1つの方法からではなく、方法の組み合わせからのデータは、はるかに明確な画像を生成します。

リモートセンシング

これは、地面からの電磁放射の測定、通常は航空機または衛星から測定されたさまざまなスペクトル範囲の反射エネルギーの測定を含みます。リモートセンシングには、一般に写真のような画像の形式で表示される航空写真やその他の種類の測定が含まれます。その用途には、地図作成、植物学、地質学、軍事調査を含む幅広い研究が含まれます。

リモートセンシング技術には、画像の組み合わせの使用が含まれます。異なる飛行経路からの画像を組み合わせて、通訳者が3次元の特徴を認識できるようにすることができます。一方、異なるスペクトルバンドの画像は、岩、土壌、植生、および他のエンティティの特定のタイプを識別できます。 (すなわち、トーン署名)。一定間隔で撮影された画像により、作物の季節的な成長や、嵐や洪水による変化など、時間の経過に伴う変化を観察できます。 1日のさまざまな時間またはさまざまな太陽の角度で撮影されたものは、まったく異なる特徴を明らかにする可能性があります。たとえば、穏やかな海の比較的浅い海の海底の特徴は、太陽が高いときにマッピングできます。レーダー放射は雲を透過するため、雲の上からのマッピングが可能になります。側面観測空中レーダー(SLAR)は、土地の傾斜と表面の粗さの変化に敏感です。隣接する飛行経路からの画像を登録することにより、合成ステレオペアは地面の標高を与える可能性があります。

熱赤外線エネルギーは、光学機械スキャナーによって検出されます。検出器は、それを囲む液体窒素(または液体ヘリウム)ジャケットによって冷却されます。これにより、機器が長波長で敏感になり、周囲の熱放射から隔離されます。回転ミラーは、さまざまな方向からの放射をセンサーに向けます。 (ブラウン管の場合のように)ビームの方向と同期した形式で出力を表示することにより、画像を作成できます。赤外線は、表面温度を1度未満の精度でマッピングできるため、地下水の動きなど、温度変化を引き起こす現象の影響を示します。

Landsat画像は最も一般的に使用されています。それらは、高度約900キロで地球を周回する特定のUS Landsat衛星に搭載されたマルチスペクトルスキャナーから取得したデータを使用して生成されます。地球表面のすべてのセグメントについて、185キロメートル四方の領域をカバーする画像を利用できます。スキャナー測定は、4つのスペクトルバンドで行われます。スペクトルの可視部分の緑と赤、および2つの赤外線バンドです。データは通常、バンドに異なる色を任意に割り当て、それらを重ね合わせて「偽色」の画像を作成することによって表示されます。

1977年1月7日にランドサット(旧ERTS)2によって送信された、コロンビアのマグダレナ川渓谷の一部の画像。緑、赤、および赤外線は、衛星によって別々に記録され、その後、画像を作成するために結合されます。植生は赤く、荒地は緑です。マグダレナ川と近くの湖は青色です。白い斑点は雲です。中央右に沿ってほぼ平行な南北のパターンは、岩が折り畳まれた構造に曲げられた岩の露頭を示します。

地質学では、Landsat画像を使用して、地形、岩の露頭、表面岩質、構造的特徴、熱水域、鉱物資源のサイトを描写します。画像で明らかになった植生の変化により、さまざまな土壌タイプ、微妙な標高差、地下水分布、間作岩、微量元素分布などが区別されます。特徴の線は、主要な特徴が明白ではない場合でも、折れた岩の層や断層の破壊を区別するかもしれません。

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