Methoden van geografisch onderzoek. Samenvatting over geografie over het onderwerp "moderne ruimtemethoden voor het verkennen van de aarde"

Samenvatting van de les over het onderwerp "Moderne ruimtemethoden voor het bestuderen van de aarde in dienst"

Doelwit : kennismaking met de mogelijkheden van ruimtevaartmethoden voor het bestuderen van de aarde en de toepassing van onderzoeksresultaten op verschillende gebieden van menselijke activiteit.

taken en:

leren hoe je vanuit de ruimte foto's van de aarde kunt maken

kennis van de geschiedenis en de huidige stand van de ruimtemethode, de verworvenheden van de binnen- en buitenlandse ruimtevaart, ontwikkelingsperspectieven

vertrouwd raken met ruimtebeelden en de basis van visuele interpretatie van ruimtebeelden beheersen

Ruimteonderzoek en -ontwikkeling ruimte- een van de belangrijkste manifestaties van de moderne wetenschappelijke en technologische revolutie. Met de verovering van de ruimte heeft de mensheid veel nieuwe en onbekende dingen ontdekt. Er was een kans om je huis te bestuderen - de aarde op een afstand. Dit was het begin van ruimtemethoden om de aarde te bestuderen.

Ruimtemethoden zijn afgelegen, omdat. het te bestuderen object wordt op afstand bestudeerd.teledetectie - dit is het ontvangen van informatie over het object zonder er direct contact mee te hebben.

De informatie die op deze manier wordt verkregen, is van grote waarde in de wetenschap. Het bleek dat methoden in de verre ruimte aanzienlijke voordelen hebben ten opzichte van methoden op de grond. Allereerst de mogelijkheid om een ​​beeld van de aarde te krijgen in verschillende schalen(van globaal naar lokaal), efficiëntie, het vermogen om het onderzoek herhaaldelijk te herhalen. Door vanuit de ruimte te fotograferen, is het mogelijk om in één oogopslag grote ruimtes te bestrijken en tegelijkertijd de diverse details van de terreinstructuur te onderzoeken, ook die welke niet zichtbaar zijn op het aardoppervlak.

In zijn ontwikkeling kent remote sensing (onderzoek) verschillende stadia:

In de 18e eeuw werden met behulp van de eenvoudigste camera obscura - een ondoorzichtige doos met een klein gaatje in het midden - geschilderde afbeeldingen verkregen. De opnames zijn gemaakt vanuit vogelperspectief in een heteluchtballon. Op basis van deze beelden zijn topografische kaarten van het gebied samengesteld. Het was zwaar, nauwgezet werk.

Met de ontdekking van de fotografie in 1839 ging het veel sneller. Voor het eerst werd het mogelijk om permanent en objectief een beeld vast te leggen. Aanvankelijk werden camera's op eenvoudige vliegtuigen geplaatst ( Ballonnen, vlieger) en zelfs vogels. Het was een luchtfoto van het gebied.

De volgende stap naar wat we nu remote sensing noemen, had te maken met de ontwikkeling van de vliegtuigbouw. Al aan het begin van de 20e eeuw werden vanuit vliegtuigen luchtfoto's gemaakt. Tijdens de Eerste Wereldoorlog werd luchtfotografie uitgevoerd voor verkenningsdoeleinden.

In de jaren dertig verving luchtfotografie grondfotografie als de belangrijkste methode voor het in kaart brengen. Zo werden tegen het midden van de jaren vijftig topografische kaarten van het hele grondgebied van de USSR samengesteld met behulp van luchtfoto's.

De belangrijkste impuls in de ontwikkeling van de teledetectiemethode was de verovering van de ruimte door de mens. In de jaren 60 van de 20e eeuw werd het mogelijk om vanuit de ruimte genomen beelden te verkrijgen. Dit evenement vormde een aanzet voor de ontwikkeling van nieuwe soorten camera's. In de VS en de USSR worden nieuwe optisch-elektronische systemen ontwikkeld - scanners die multi-zonebeeldvorming van het aardoppervlak uitvoeren.

In de jaren tachtig werd het mogelijk om komische foto's op grote schaal te gebruiken in alle gebieden van de studie van de aarde.

Er zijn momenteel veel onderzoekssatellieten die rond de aarde bewegen. verschillende landen, die regelmatig foto's van de aarde maken en duizenden verschillende foto's van het aardoppervlak aan de aarde bezorgen.

Om beelden van verschillende mate van detail te verkrijgen, worden satellieten gelanceerd op verschillende hoogtes. toewijzendrie belangrijke hoogteniveaus van hun vlucht :

Satellieten van het hoogste niveau , gelanceerd tot een hoogte van 36.000 km, vliegen over de evenaar. Ze worden geostationair genoemd omdat ze roteren met de wereldbol en in precies één dag een complete omwenteling rond de aarde maken. Dergelijke satellieten hangen als het ware in de lucht boven hetzelfde punt op aarde. Een geostationair station kan bijna een volledig halfrond van de aarde overzien.

Geostationaire satellieten zijn onder meer de Russische Electro, de EU-satelliet Meteosat", Amerikaans"GOES- W" en "GOES- e", Japans "GMS', Indisch 'Insat". Ze voeren continue wereldwijde "patrouilles" van de planeet uit en zenden elk half uur panoramische beelden uit via radiokanalen.

Middelste tier satellieten , waarvan de baan over de polen gaat (daarom worden ze polair genoemd), vliegen op een hoogte van 600 tot 1500 km. Om het hele aardoppervlak te onderzoeken, hebben ze een dag tot 2-3 weken nodig.

Middelste satellieten zijn onder meer: ​​de Russische satelliet Meteor 1 en Meteor 2, de Amerikaanse satellietNOAA, satellieten van Rusland "Resource - P", "Resource - O", AmerikaansLandsat, FransPLEK.

Satellieten van het laagste niveau vliegend op een hoogte van 200-300 km, voer een gedetailleerd onderzoek uit van afzonderlijke delen van het aardoppervlak langs de vliegroute.

Ruimtesystemen voor aardobservatie zijn onderverdeeld volgens hun doel in meteorologisch, hulpbron, oceanologisch, cartografisch, navigatie, onderzoek.

Om beelden van satellieten te verkrijgen, wordt gebruik gemaakt van verschillende beeldvormingsapparatuur. Als we het vergelijken met menselijke ogen, kunnen we zeggen dat deze ogen anders zijn - verziend en bijziend, sommigen zien in het donker, anderen door mist en wolken, er zijn zelfs "kleurenblinden" die objecten in vervormde kleuren zien.

Er zijn de volgende groepen van dergelijke apparaten:

Fotografische apparaten . De foto's die door zo'n apparaat worden verkregen, worden gepland genoemd, omdat. qua geometrische eigenschappen liggen ze dicht bij het plan van het gebied. Met behulp van ruimtecamera's worden alleen beelden gemaakt in het zichtbare bereik.

satellietscanners . In tegenstelling tot camera's werken ze in veel bereiken van het elektromagnetische spectrum (ze maken niet alleen foto's in het zichtbare, maar ook in het infraroodbereik)

Radars . Als camera's en scanners zonne- of eigen straling registreren die wordt gereflecteerd door objecten, dan "verlichten" radars zelf het gebied met een radiostraal en ontvangen het gereflecteerde radiosignaal. De radiostraal voelt als het ware, tast het oppervlak af en reageert gevoelig op de ruwheid ervan. Op radarbeelden zijn daardoor zelfs kleine oneffenheden in het reliëf zichtbaar.

Als resultaat van ruimteonderzoeken is een miljoenenfonds aan afbeeldingen verzameld. Om deze afbeeldingen effectief te gebruiken, worden ze gesystematiseerd, gegroepeerd volgens de mogelijkheden van hun toepassing. Met alle verscheidenheid aan foto's kunnen ze een aantal onderscheiden algemene karakteristieken:

Afbeeldingsschaal . Afbeeldingen, zoals kaarten, variëren in schaal. Zij zijn:

grootschalig - 1 cm - 10 m en nog groter.

middelgrote schaal

kleinschalig (in 1 cm - 100 km)

De beeldschaal is afhankelijk van de opnamehoogte, brandpuntsafstand apparaat, de kromming van het aardoppervlak. De zichtbaarheid van de afbeelding is afhankelijk van de schaal: grootschalige afbeeldingen tonen alleen individuele huizen, kleinschalige afbeeldingen tonen hele continenten.

Zichtbaarheid van afbeeldingen is de dekking van het gebied in één afbeelding.

Door zichtbaarheid zijn de foto's onderverdeeld:globaal (bestrijkt de hele planeet)groot-regionaal (bestrijkt grote regio's van de wereld: Europa, Azië, enz.), regionaal (regio en zijn deel: België, regio Moskou); lokaal klein perceel plaats: kleine stad, microdistrict)

Toestemming . De schaal van afbeeldingen is gerelateerd aan hun vermogen om kleine objecten en individuele details te reproduceren. Grootschalige afbeeldingen hebben een resolutie van tientallen centimeters, d.w.z. er zijn zelfs boomtakken op te zien. Kleinschalige afbeeldingen hebben een resolutie van enkele kilometers, waardoor de waarnemer zeer grote delen van het bos of de hele boszone ziet.

Retrospectiviteit. De snapshot legt objectief de toestand van het terrein, individuele objecten en verschijnselen vast op het moment van fotograferen. Foto's vergelijken verschillende jaren, is het mogelijk om de dynamiek van natuurlijke processen te beoordelen: bijvoorbeeld hoe ver de gletsjer zich heeft teruggetrokken, hoe ravijnen groeien, hoe bosgebieden veranderen.

Stereoscopisch. Twee afbeeldingen van hetzelfde gebied, verkregen op verschillende punten, vormen een stereoscopisch (d.w.z. het nabootsen van een driedimensionaal beeld) paar afbeeldingen. Gewapend met een stereoscoop kan men op deze afbeeldingen geen plat beeld waarnemen, maar een driedimensionaal en zeer expressief model van het terrein. Deze opmerkelijke eigenschap van foto's is belangrijk voor het bestuderen van het reliëf van het aardoppervlak en voor het maken van kaarten.

Spectraalgebied .Moderne filmapparatuur kan fotograferen in verschillende bereiken van elektromagnetische straling.

Op basis hiervan worden drie groepen afbeeldingen onderscheiden:

in het zichtbare bereik, dat licht wordt genoemd

in het thermische infraroodbereik

in het radiobereik.

De keuze van het bereik bepaalt welke objecten in de afbeeldingen worden getoond. Afbeeldingen in het zichtbare bereik geven alles weer wat zichtbaar is voor het menselijk oog; afbeeldingen in het infrarood thermische bereik stellen u in staat om de temperatuur van het oppervlak te bepalen, en in het radiobereik - de ruwheid (d.w.z. oppervlakte-onregelmatigheden). Heel vaak wordt niet één, maar een hele reeks beelden in verschillende spectrale bereiken tegelijkertijd verkregen. Zulke foto's hetenmultizone .

Met de ruimtemethode om de aarde te bestuderen, de komst van ruimtefotografie en beeldapparatuur, zijn de mogelijkheden van visuele waarnemingen uitgebreid. Het menselijk oog neemt alleen lichtstraling waar, en moderne apparaten kunt u het aardoppervlak "zien" in onzichtbare stralen: ultraviolet, infrarood, in het radiobereik. En elk apparaat "ziet" wat anderen niet onderscheiden.

Satellietinformatie is niet alleen van grote waarde voor de wetenschap. Hiermee kunt u een aantal problemen in veel sectoren van de economie oplossen. Bijvoorbeeld in landbouw. Zo maakt satellietinformatie het mogelijk om gebieden te detecteren die zijn getroffen door droogte, plagen en door de mens veroorzaakte emissies. Interessant feit:In de jaren 70 en 80. Sovjet Unie kocht graan in grote hoeveelheden in het buitenland - in de VS, Canada en andere landen. Het lijdt geen twijfel dat buitenlandse partners bij het bepalen van de prijs rekening hebben gehouden met oogstvooruitzichten en satellietinformatie hebben gebruikt om de toestand van de landbouwgrond in de USSR te beoordelen.

Ruimtebewaking wordt actief gebruikt in de strijd tegen bosbranden. Volgens de gegevens van satellieten is het mogelijk om de coördinaten van de branden, de oppervlakte en het volume van het verbrande bos en de omvang van de economische schade te bepalen. Bijvoorbeeld: op een foto die in de zomer van 2014 in de Amoer-regio is gemaakt, zijn branden met rookpluimen duidelijk te onderscheiden.

Satellietbeelden kunnen worden gebruikt om de omgeving te controleren atmosferische lucht, het volgen van vervuiling door sneeuwbedekking en rookuitstoot industriële ondernemingen. De afbeelding toont een kaart van de ecologische toestand van het luchtbassin boven Moskou. Zoals te zien is, zijn de meest vervuilde gebieden de stations en het gebied rond de Likhachev-fabriek.

Met aardse teledetectiegegevens, vanwege de periodiciteit van satellietbeelden, kunt u snel de situatie beoordelen in gebieden met natuurrampen (overstromingen, cyclonen, droogtes, aardbevingen, branden) en dienen als basis voor het tijdig voorspellen van natuurrampen.

We zien een voorbeeld op de dia: er zijn twee beelden van hetzelfde deel van de kust van Indonesië in december 2004 met een interval van enkele uren. De gevolgen van de tsunami die de kust van de Indische Oceaan teisterde, zijn duidelijk zichtbaar.

Op de volgende foto's, genomen met een tussenpoos van 10-15 jaar, kan men het ontstaan ​​van een probleem waarnemen dat verband houdt met het opdrogen van het Tsjaadmeer. Een soortgelijk fenomeen wordt ook ervaren door het Aralmeer.

Met behulp van ruimtebewakingsgegevens kunnen maatregelen worden genomen om calamiteiten te voorkomen. Dus regelmatige ruimtemonitoring van de ijssituatie op de rivieren van Siberië in lente periode maakt het mogelijk om tijdig de plaatsen van ijsopstoppingen te identificeren om deze (bijvoorbeeld door explosieve methode) op te heffen en zo het ontstaan ​​van ernstige overstromingen met grote maatschappelijke en materiële schade te voorkomen.

Een van de belangrijkste taken die met behulp van aardse teledetectiegegevens kunnen worden opgelost, is het controleren van de ontwikkeling van de infrastructuur van het gebied met het oog op regionale planning. In de regel worden topografische kaarten gebruikt bij het oplossen van problemen van ruimtelijke ordening. Maar, zoals de ervaring leert, geven deze kaarten binnen enkele jaren na opstelling niet meer de ware stand van zaken weer. Er zijn nieuwe wegen, nederzettingen, enz., die niet op de kaart zijn aangegeven. Dit alles bemoeilijkt het proces van regionale planning enorm. In dit opzicht biedt het gebruik van aardse teledetectiesystemen grote mogelijkheden voor het organiseren van effectieve regionale planning, vooral in de context van de snelle ontwikkeling van een land of zijn individuele territoria.

De figuur illustreert het bovenstaande. Zoals je kunt zien, de vergelijking topografische kaart Toeapse-regio, samengesteld in 1994, met een satellietbeeld van dezelfde regio in 2009, laat duidelijk de voordelen zien van het gebruik van aardse teledetectiesystemen. De afbeelding kan worden gebruikt om de kustlijn te verfijnen, om nieuw verschenen objecten te identificeren die niet op de topografische kaart zijn gemarkeerd.

We hebben ervoor gezorgd datOp dit moment zijn satellietbeelden niet alleen nodig voor geografen, maar ook voor meteorologen, geologen en cartografen. Met behulp van satellietbeelden bestuderen ze de structuur van de aardkorst, zoeken ze naar mineralen, detecteren ze bosbranden en verkennen ze visrijke gebieden in de oceaan. De ruimtemethode voor het bestuderen van de aarde is dus populair, relevant en biedt onbeperkte mogelijkheden.

Niet alle sectoren en ondernemingen van het land hebben de mogelijkheid om aardse teledetectiegegevens actief te gebruiken. Sommige onderwerpen van de Federatie hebben het gebruik van satellietbeelden in de praktijk gebracht om regionale problemen op te lossen. Op het grondgebied van de regio Yaroslavl zijn grote organisaties die het gebruik van satellietbeelden in de praktijk hebben gebracht Geomonitoring voor de studie van grondwater, de bedrijven Kadastr en Nedra. We ontdekten dat er een conceptprogramma is voor het gebruik van aardse teledetectiegegevens voor het plannen van het grondgebied van Yaroslavl en het ontwikkelen van het masterplan. Met behulp van een beeld uit de ruimte kunnen snel de drukste wegen worden geïdentificeerd om de aanleg van nieuwe snelwegen efficiënter te plannen. Teledetectiegegevens zullen nuttig zijn bij het plannen van stedelijke ontwikkeling en voorstedelijke gebieden, bij het oplossen van milieuproblemen, bij het plannen van een systeem van landschapsarchitectuur en sanitaire zones voor bedrijven. Laten we hopen dat moderne prestaties op het gebied van ruimtemonitoring de basis zullen vormen voor een effectief beheer van onze regio.

Nu al heeft ieder van ons persoonlijke toegang tot de resultaten van ruimtewaarneming van de aarde voor educatieve doeleinden. Een paar jaar geleden zou dit fantastisch zijn geweest. Maar de lancering van de eerste kunstmatige satelliet De aarde en de eerste bemande vlucht naar de ruimte, zelfs een paar jaar voor hun implementatie, leken ook een buitengewone fantasie.

Kennis heeft een prachtige eigenschap - het herinnert ons er constant aan dat het slechts een springplank naar de toekomst is en dat er te veel is dat we nog niet weten. De ruimtewandeling van de mens maakte het mogelijk om veel nieuwe problemen op te lossen en nieuwe ontdekkingen te doen. Maar het proces van cognitie is zodanig dat we, terwijl we sommige problemen oplossen, geconfronteerd worden met nieuwe onopgeloste problemen, omdat het proces van cognitie zelf eindeloos is.

Op een gegeven moment raakte ik ook geïnteresseerd in wat zich onder onze voeten bevindt en begon ik het in meer detail te bestuderen. Het probleem van het bestuderen van de interne structuur en samenstelling van onze planeet heeft sinds de oudheid de aandacht van wetenschappers getrokken. De belangrijkste resultaten werden behaald in de 20e eeuw, omdat deze taak qua complexiteit en belang op één lijn ligt met de studie van de ruimte.

Methoden voor het bestuderen van de aarde

Bij het bestuderen van de interne structuur van de aarde worden verschillende methoden gebruikt, die in twee groepen kunnen worden gecombineerd: methoden van directe observatie en methoden van indirect onderzoek. Het eerste type is het gemakkelijkst te begrijpen, wetenschappers bestuderen eenvoudig de rotsen, mijnen en materialen die worden verkregen door putten te boren. Interessant is dat vandaag de diepste mijnen een diepte van 6 km bereiken, oliebronnen - 9 km. Afzonderlijk is het de moeite waard om de zeer interessante Kola superdiepe put op het Kola-schiereiland te noemen. De diepte bereikt 12,5 kilometer, waardoor het de diepste bron ter wereld is. Het is speciaal gemaakt voor onderzoekswerk. Kortom, door directe observatie kan men de structuur van de aarde leren kennen tot een diepte van ongeveer 20 kilometer.

Indirecte onderzoeksmethoden

Een ander, complexer type onderzoeksmethode is: indirecte methoden. Ze worden gebruikt om het binnenste van de aarde te bestuderen, d.w.z. dat is minder dan 20 km. Hier is hun lijst:

• Seismisch.
• gravimetrisch.
• Geomagnetisch.
• Geo-elektrisch.

De belangrijkste hiervan is seismisch, dat seismische golven gebruikt om hun voortplantingssnelheid te veranderen, afhankelijk van het materiaal waar ze doorheen gaan. Er zijn twee soorten van deze golven: longitudinaal en transversaal.

Simpel gezegd, deze methode maakte het mogelijk om de grenzen te bepalen die de verschillende schillen van de aarde van elkaar scheiden, en om vast te stellen in welke staat ze zich bevinden: stroperig, vloeibaar, vast, enz.

Resultaat

Tegenwoordig weten we dat de aarde drie schillen heeft: de aardkorst, de mantel en de kern. Het seismische model van de interne structuur van de aarde ziet eruit als in de bovenstaande afbeelding.

Gravimetrie is een tak van de wetenschap van het meten van de grootheden die het zwaartekrachtveld van de aarde kenmerken en deze gebruiken om de figuur van de aarde te bepalen, om de algemene interne structuur te bestuderen, geologische structuur haar bovenste delen, het oplossen van enkele navigatieproblemen, enz.

In de gravimetrie wordt het zwaartekrachtveld van de aarde meestal gegeven door het zwaartekrachtveld (of de versnelling van de zwaartekracht, numeriek daaraan gelijk), wat het resultaat is van twee hoofdkrachten: de aantrekkingskracht (zwaartekracht) van de aarde en de middelpuntvliedende kracht veroorzaakt door de dagelijkse rotatie. De centrifugaalkracht die van de rotatieas af is gericht, vermindert de zwaartekracht en in de meeste gevallen meer op de evenaar. De afname van de zwaartekracht van de polen naar de evenaar is ook te wijten aan de samendrukking van de aarde.

De zwaartekracht, dat wil zeggen de kracht die werkt op een eenheidsmassa in de buurt van de aarde (of een andere planeet) is de som van de zwaartekracht en de traagheidskrachten (centrifugaalkracht):

waarbij G - zwaartekrachtconstante, mu - eenheidsmassa, dm - massa-element, R - straalvectoren van het meetpunt, r - massa-element straalvector, w - hoeksnelheid de rotatie van de aarde; de integraal wordt over alle massa's genomen.

De potentiaal van de zwaartekracht wordt respectievelijk bepaald door de relatie:

waar is de breedtegraad van het meetpunt.

Gravimetrie omvat de theorie van nivellering van hoogten, verwerking van astronomische en geodetische netwerken in verband met variaties in het zwaartekrachtveld van de aarde.

De maateenheid in gravimetrie is Gal (1 cm/s2), genoemd naar de Italiaanse wetenschapper Galileo Galilei.

De zwaartekracht wordt bepaald door de relatieve methode, door met behulp van gravimeters en slingerinstrumenten het verschil in zwaartekracht op de bestudeerde en referentiepunten te meten. Het netwerk van referentie-gravimetrische punten over de hele aarde is uiteindelijk verbonden met het punt in Potsdam (Duitsland), waar de absolute waarde van de zwaartekrachtversnelling (981.274 mgl; zie Gal) aan het begin van de 20e eeuw werd bepaald door ronddraaiende slingers . Absolute bepalingen van de zwaartekracht brengen aanzienlijke moeilijkheden met zich mee en hun nauwkeurigheid is lager dan relatieve metingen. Nieuwe absolute metingen op meer dan 10 punten op aarde laten zien dat de gegeven waarde van de zwaartekrachtversnelling bij Potsdam blijkbaar met 13-14 milligal wordt overschreden. Na voltooiing van deze werken zal een overgang naar een nieuw gravimetrisch systeem worden uitgevoerd. Bij veel gravimetrieproblemen is deze fout echter niet significant, omdat: om ze op te lossen, worden niet de absolute waarden zelf gebruikt, maar hun verschillen. De absolute waarde van de zwaartekracht wordt het nauwkeurigst bepaald uit experimenten met vrije val van lichamen in een vacuümkamer. Relatieve bepalingen van de zwaartekracht worden gedaan door slingerinstrumenten met een nauwkeurigheid van enkele honderdsten van een hagel. Gravimeters bieden een iets grotere meetnauwkeurigheid dan slingerinstrumenten, zijn draagbaar en gemakkelijk te gebruiken. Er is een speciale gravimetrische apparatuur voor het meten van de zwaartekracht van bewegende objecten (onderwater- en oppervlakteschepen, vliegtuigen). De instrumenten registreren continu veranderingen in de zwaartekrachtversnelling langs het pad van het schip of vliegtuig. Dergelijke metingen hangen samen met de moeilijkheid om de invloed van storende versnellingen en hellingen van de instrumentenbasis veroorzaakt door rollen uit de instrumentaflezingen uit te sluiten. Er zijn speciale gravimeters voor metingen op de bodem van ondiepe bassins, in boorgaten. De tweede afgeleiden van de zwaartekrachtpotentiaal worden gemeten met behulp van zwaartekrachtvariometers.

Het belangrijkste probleem van gravimetrie wordt opgelost door een stationair ruimtelijk zwaartekrachtveld te bestuderen. Om de elastische eigenschappen van de aarde te bestuderen, wordt een continue registratie van variaties in de zwaartekracht in de tijd uitgevoerd. Vanwege het feit dat de aarde heterogeen is in dichtheid en onregelmatige vorm, wordt het externe zwaartekrachtveld gekenmerkt door een complexe structuur. Om verschillende problemen op te lossen, is het handig om het zwaartekrachtveld te beschouwen als bestaande uit twee delen: de belangrijkste - normaal genoemd, verandert met de breedtegraad volgens een eenvoudige wet, en abnormaal - klein van omvang, maar complex in distributie, vanwege heterogeniteiten in rotsdichtheid in de bovenste lagen van de aarde. Het normale zwaartekrachtveld komt overeen met een geïdealiseerd model van de aarde, eenvoudig van vorm en interne structuur (een ellipsoïde of een sferoïde ernaast). Het verschil tussen de waargenomen zwaartekracht en de normaalkracht, berekend volgens een of andere formule voor de verdeling van de normaalkracht en verminderd door passende correcties tot het geaccepteerde hoogteniveau, wordt de anomalie van de zwaartekracht genoemd. Als deze uitlijning alleen rekening houdt met de normale verticale gradiënt van de zwaartekracht gelijk aan 3086 etvos (d.w.z. aangenomen dat er geen massa is tussen het waarnemingspunt en het uitlijningsniveau), dan worden de aldus verkregen afwijkingen afwijkingen in de vrije lucht genoemd. Op deze manier berekende afwijkingen worden meestal gebruikt bij het bestuderen van de figuur van de aarde. Als de reductie ook rekening houdt met de aantrekking van een homogene laag van massa's tussen de waarnemings- en reductieniveaus, dan worden afwijkingen verkregen, de zogenaamde Bouguer-anomalieën. Ze weerspiegelen heterogeniteiten in de dichtheid van de bovenste delen van de aarde en worden gebruikt bij het oplossen van geologische exploratieproblemen. Bij gravimetrie wordt ook rekening gehouden met isostatische anomalieën, die op een speciale manier rekening houden met de invloed van massa's tussen aardoppervlak en het oppervlakteniveau op de diepte waarop de bovenliggende massa's dezelfde druk uitoefenen. Naast deze anomalieën worden er nog een aantal andere berekend (Preya, gewijzigd door Bouguer, enz.). Op basis van gravimetrische metingen worden gravimetrische kaarten geconstrueerd met isolijnen van zwaartekrachtafwijkingen. De anomalieën van de tweede afgeleiden van het zwaartekrachtpotentieel worden op dezelfde manier gedefinieerd als het verschil tussen de waargenomen waarde (eerder gecorrigeerd voor het terrein) en de normale waarde. Dergelijke anomalieën worden voornamelijk gebruikt voor de exploratie van mineralen.

Bij taken die verband houden met het gebruik van gravimetrische metingen om de figuur van de aarde te bestuderen, wordt meestal naar een ellipsoïde gezocht. de beste manier vertegenwoordigen geometrische vorm en het externe zwaartekrachtveld van de aarde.

De presentatie van het voorgestelde materiaal is gebaseerd op de structuur verschillende methoden en principes van het bestuderen van stratigrafie en paleogeografie voorgesteld door onderzoekers in verschillende opties(Evdokimov, 1991; Gursky, 1979; Gursky et al., 1982, 1985; en anderen, Tabel 1), waarin ze zijn gegroepeerd volgens de op te lossen taken.

De belangrijkste methode is natuurlijk-historisch, dat is een set van beschikbare moderne methoden, met behulp waarvan uitgebreide studies van de aarde worden uitgevoerd, waardoor de toestand en processen van verandering kunnen worden geïdentificeerd geografische envelop in tijd en ruimte om hun overeenkomsten en verschillen te verklaren, vergelijkbare relaties tussen de componenten van de natuur, om vergelijkingen uit te voeren Natuurlijke omstandigheden en maak prognoses van hun ontwikkeling. Drie hoofdtaken liggen aan de basis van het oplossen van deze problemen:

1) de studie van de natuurlijke omgeving van het verleden in tijd en ruimte;

2) beoordeling van de staat van geosystemen van het huidige stadium als gevolg van ruimtelijke en temporele ontwikkeling;

3) ontwikkelingstrends voorspellen natuurlijke omgeving op basis van hun analyse in het verleden en heden.

De oplossing voor deze problemen vindt zijn eigen praktisch gebruik in verschillende aspecten: geochronologie (bepaling van de ouderdom van gebeurtenissen in het geologische verleden), stratigrafie (splitsing van lagen), paleogeografie (herscheppen van de voorwaarden voor de accumulatie van sedimenten en de ontwikkeling van natuurlijke componenten van de omgeving in tijd en ruimte) en correlatie (vergelijking van natuurlijke geologische gebeurtenissen zowel binnen individuele regio's als aanzienlijk ver van elkaar - verre correlaties) en is nu gebaseerd op de principes van actualisme en historicisme die ontstonden na de geboorte van uniformitarisme en catastrofisme. In dit geval worden wetenschappelijke benaderingen zoals statistisch, leidende vormen, relikwieën en exoten, paleontologische complexen en evolutionair gebruikt. Algemene methoden of synthesemethoden wetenschappelijk onderzoek zijn paleontologisch (biostratigrafisch: floristisch en faunal), niet-paleontologisch (geologisch-stratigrafisch of lithogenetisch) en fysiek. Het verkrijgen van feitenmateriaal gebeurt op basis van de gecombineerde toepassing van een aantal eigen methoden en analysetechnieken. Privé methoden geven primaire informatie, het eigenlijke materiaal, en veelgebruikte methoden- op basis daarvan reeds beschikbare informatie kunnen verwerken.

De verzameling en primaire studie van feitelijk materiaal wordt in het veld uitgevoerd op basis van lucht- en geologisch onderzoek, het boren van putten, beschrijvingen van geologische objecten (natuurlijke ontsluitingen, ontsluitingen van oude rotsen, producten van vulkanische activiteit, evenals kunstmatige bewerkingen - kernen van putten, putten, mijnen, steengroeven), volgens records en definities door houtkapstations fysieke eigenschappen gesteenten in putten, bemonstering en organische resten.

Daaropvolgende verwerking van stenen wordt uitgevoerd in laboratoriumomstandigheden en omvat: technische verwerking monsters verschillende types analyses en aansluitende microscopie (inclusief het fotograferen van objecten), interpretatie van luchtfoto's en logmateriaal.

Generalisatie en analyse van de verkregen gegevens worden uitgevoerd in kantooromstandigheden met behulp van algemene wetenschappelijke methoden (modellering, systeem, logisch, vergelijking en analogen) en technieken (wiskundig, computer, tabel, evenals grafisch in de vorm van diagrammen, kaarten, profielen , ponskaarten, schema's, seismogrammen enz.) verwerking van de ontvangen informatie. De diepste put ter wereld, de Kola-put, werd in 1970 aangelegd en heeft een ontwerpdiepte van 15 km. Begin 1961 boorden Amerikaanse geologen met behulp van een speciaal schip genaamd de Challenger in verschillende delen bodem van de Wereldoceaan 600 putten tot 500-600 m diep automatisch station geboord op Venus, en in 1976 ging het AMS Luna-24-boorapparaat door maanrotsen tot een diepte van ongeveer 2 m, nam monsters die naar de aarde werden gebracht en vervolgens bestudeerd.

Elk historisch onderzoek, inclusief historisch en geologisch, is gericht op het beschouwen van gebeurtenissen in de tijd, waarvoor de chronologie van deze gebeurtenissen moet worden vastgesteld. Chronologie is een noodzakelijk en integraal onderdeel van elke geologische en paleo geografisch onderzoek. Het maakt het mogelijk om de gebeurtenissen uit het verleden in hun natuurlijke volgorde te ordenen en hun formele chronologische relaties vast te stellen. Zonder chronologie kan er geen geschiedenis zijn (inclusief geologische geschiedenis). Maar chronologie is geen geschiedenis. Volgens I. Walther (1911) „wordt de chronologie pas dan geschiedenis, wanneer de eenheid van grote gebeurtenissen van het begin tot het einde tot uitdrukking komt in hun presentatie.”

Om zich te oriënteren in de oneindige veelheid van individuele gebeurtenissen uit het verleden, is het noodzakelijk om niet alleen hun formele chronologische relaties vast te stellen, maar ook hun interne verbanden (chronologisch en ruimtelijk) met elkaar. Zo kunnen hun natuurlijke groeperingen worden geïdentificeerd, waardoor het mogelijk wordt om de stadia en grenzen te schetsen die met deze laatste overeenkomen. geologische ontwikkeling, die de basis vormen van natuurlijke geologische periodisering.

De historische volgorde van geologische gebeurtenissen wordt vastgelegd in de volgorde van de vorming van componenten de aardkorst geologische eenheden (lagen) bestudeerd door stratigrafie.

Er is een nauwe relatie tussen geochronologie en stratigrafie. De taak van de geochronologie is om de chronologie vast te stellen van de gebeurtenissen in het geologische verleden van de aarde: haar leeftijd (de eerste tijd van haar verschijning als planeet zonnestelsel- Proto-aarde; de leeftijd van de rotsen gevormd tijdens de evolutie van de proto-aarde en het samenstellen van de aardkorst; chronologische volgorde van tijdsintervallen waarin de rotsmassa's werden gevormd. Aangezien absoluut complete geologische secties in de hele geschiedenis van de planeet op geen enkel punt op aarde bestaan ​​vanwege het feit dat perioden van accumulatie (accumulatie) van sedimenten werden vervangen door perioden van vernietiging en afbraak (ontsluiting) van rotsen, zijn veel pagina's van de stenen kroniek van de aarde worden uitgescheurd en vernietigd. De onvolledigheid van het geologische archief vereist een vergelijking van geologische gegevens over grote gebieden om de geschiedenis van de aarde te reconstrueren.

Al deze problemen worden opgelost op basis van de hieronder besproken methoden van relatieve geochronologie. Als resultaat zijn een geochronologische (opeenvolgende reeks geochronologische eenheden in hun taxonomische ondergeschiktheid) en stratigrafische (een reeks gemeenschappelijke stratigrafische eenheden gerangschikt in de volgorde van hun volgorde en taxonomische ondergeschiktheid) schalen ontwikkeld met een aantal overeenkomstige eenheden gebaseerd op evolutie . organische wereld. Stratigrafische eenheden worden gebruikt om complexen van gesteentelagen aan te duiden, en de overeenkomstige geochronologische eenheden worden gebruikt om de tijd aan te geven waarin deze complexen werden afgezet.

Als we het hebben over relatieve tijd, worden geochronologische eenheden gebruikt en als we het hebben over afzettingen die zich op een bepaald moment hebben gevormd, worden stratigrafische eenheden gebruikt.

De verdeling en correlatie van secties wordt uitgevoerd op basis van criteria die worden bepaald door de mineralogische en petrografische kenmerken van de lagen, hun relaties en omstandigheden van accumulatie, of door de samenstelling van de overblijfselen van dierlijke en plantaardige organismen in de rotsen. In overeenstemming hiermee is het gebruikelijk om methoden te onderscheiden die gebaseerd zijn op de studie van de samenstelling van de lagen en hun relaties (geologisch-stratigrafische methoden) en die gebaseerd op de paleontologische kenmerken van gesteenten (biostratigrafische methoden). Deze methoden maken het mogelijk om de relatieve ouderdom van gesteentelagen en de volgorde van gebeurtenissen in het geologische verleden (sommige jonger of eerder, andere ouder of later) te bepalen en gelijktijdige lagen en gebeurtenissen te correleren.

Een dergelijke definitie van de relatieve leeftijd van rotsen geeft geen echt idee van de geologische leeftijd van de aarde, de duur van de gebeurtenissen in het geologische verleden en de duur van geochronologische divisies. Relatieve geochronologie maakt het mogelijk om alleen de volgorde in de tijd van individuele geochronologische eenheden en gebeurtenissen te beoordelen, maar hun werkelijke duur (in duizenden en miljoenen jaren) kan worden vastgesteld met geochronologische methoden, vaak methoden voor het bepalen van de absolute leeftijd genoemd.

In geografie en geologie zijn er dus twee chronologieën: relatief en absoluut. Relatieve chronologie bepaalt de ouderdom van geologische objecten en gebeurtenissen ten opzichte van elkaar, de volgorde van hun vorming en het verloop met behulp van geologisch-stratigrafische en biostratigrafische methoden. Absolute chronologie bepaalt het tijdstip van optreden van gesteenten, manifestaties van geologische processen en hun duur in astronomische eenheden (jaren) door radiometrische methoden.

In verband met de taken die zijn gesteld, worden particuliere geografische en geologische methoden gecombineerd in twee grote groepen: absolute en relatieve geochronologie.

De methoden van absolute (radiometrische, nucleaire) geochronologie bepalen kwantitatief de absolute (ware) leeftijd van geologische lichamen (lagen, lagen) vanaf het moment van hun vorming. Deze methoden zijn van groot belang voor het dateren van de oudste (inclusief Precambrische) aardlagen, die zeer schaarse organische resten bevatten.

Met behulp van methoden van relatieve (vergelijkende) geochronologie kan men een idee krijgen van de relatieve leeftijd van rotsen, d.w.z. bepaal de volgorde van vorming van geologische lichamen die overeenkomt met bepaalde geologische gebeurtenissen in de geschiedenis van de aarde. De methoden van relatieve geochronologie en stratigrafie maken het mogelijk om de vraag te beantwoorden welke van de vergeleken afzettingen ouder en welke jonger zijn zonder een schatting te maken van de duur van hun vorming en tot welk tijdsinterval de bestudeerde afzettingen behoren, de bijbehorende geologische processen, klimaatverandering , vondsten van fauna, flora, enz. .d.

DE VEREISTE KENNIS HERHALEN

Welke conclusies kunnen worden getrokken door objecten te vergelijken? (Levenservaring)

Door objecten te vergelijken, kan men een conclusie trekken over hun overeenkomsten en verschillen.

Wanneer wordt er vergeleken? (Levenservaring)

Vergelijking wordt gebruikt wanneer het nodig is om een ​​object te beschrijven, om te kiezen tussen verschillende objecten.

Vergelijk het aantal nakomelingen dat een paar kikkers en een paar apen in een mensenleven kunnen geven. Betekent dit dat het aantal kikkers constant groeit?

Het aantal nakomelingen dat een paar kikkers kan geven is veel groter dan een paar apen nakomelingen kan geven. Dit betekent niet dat het aantal kikkers constant groeit. Kikkers hebben een veel kortere levensverwachting en het sterftecijfer van jonge individuen (kikkers) is veel hoger.

Welke opbrengst van deze gewassen kan worden verwacht?

De maïsoogst in ons land in de jaren 60 bevond zich veel ten noorden van de verspreiding in het thuisland. Hoge opbrengsten zijn daarom niet te verwachten. Plantopbrengsten in koelere klimaten met kortere groeiseizoenen zullen natuurlijk lager zijn.

Probeer uit te leggen waarom onderzeeërs op dolfijnen, inktvissen en roggen lijken, maar niet op kwallen.

De gestroomlijnde vorm van het lichaam van een dolfijn, inktvis, pijlstaartrog, die helpt om weerstand te verminderen en zich te ontwikkelen hoge snelheid onder water, meer geschikt voor de rol van model bij het maken van onderzeeërs.

Maakt enige gelijkenis uit?

Niet alle overeenkomsten zijn van belang.

Met wie "vergelijkt" de vogel deze vlinder? Welke fout maakt ze?

De vogel vergelijkt deze vlinder met een uil. De fout is dat de vogel aandacht besteedt aan de kleur van de vlinder, en het essentiële kenmerk is de structuur van zijn lichaam.

Wat zijn de overeenkomsten tussen een walvis en een onderzeeër? Is het mogelijk om op basis van deze gelijkenis een conclusie te trekken over de interne structuur van de walvis?

De overeenkomst tussen een onderzeeër en een walvis zit in hun vorm. Op basis hiervan is het onmogelijk om een ​​conclusie te trekken over de interne structuur.

Wat zijn de overeenkomsten tussen schorpioenvis en baars? Is het mogelijk om op basis van deze gelijkenis een conclusie te trekken over de interne structuur van de schorpioenvis?

De overeenkomst tussen schorpioenvis en baars zit alleen in het algemene plan van de structuur. Hun kleur, vorm en grootte van de vinnen zijn verschillend. Deze tekens maken het echter niet mogelijk om een ​​conclusie te trekken over de interne structuur van organismen. Aangezien beide organismen vertegenwoordigers van vissen zijn, zal hun interne structuur vergelijkbaar zijn.

TOEPASSING VAN KENNIS

1. Wat zijn de belangrijkste taken van de wetenschap?

De taken van de wetenschap - voorspellen op basis van generalisatie eerdere ervaring, creatie en verbetering van het wetenschappelijke wereldbeeld.

2. Hoe slagen wetenschappers erin om onbekende eigenschappen te voorspellen?

Met prognoses kunnen wetenschappers onbekende eigenschappen voorspellen.

3. Wat is de vergelijkende methode?

De essentie van de vergelijkende methode is om twee of meer objecten te vergelijken op basis van verschillende parameters. Vergelijking stelt u in staat om gemeenschappelijke, stabiele, essentiële eigenschappen van objecten te vinden, om ze toe te kennen aan een klasse objecten met bekende eigenschappen.

4. Kan de wetenschap het wonder verklaren?

Niet alle verschijnselen, maar de meeste wel, kan de wetenschap verklaren. Als wetenschappelijke kennis dit stadium ontwikkeling van de mensheid geen verklaring kan bieden voor sommige feiten, dan heeft, zoals de geschiedenis laat zien, in de loop van de tijd alles zijn eigen verklaring.

5. Probeer het doel en de doelstellingen van de biologie te definiëren.

Het doel is om levende organismen te bestuderen. De taken van de biologie zijn om alle biologische wetten te bestuderen en de essentie van het leven te onthullen.

6. Hoe helpt de vergelijkende methode om de geschiedenis van de aarde te bestuderen?

Laagvergelijking verschillende leeftijden stelt u in staat om de geschiedenis van de ontwikkeling van de aarde te herstellen.

7. Wat zijn de essentiële kenmerken van auto's.

Stijve carrosserie, vier wielen, motoraangedreven, brandstof.

8. Werk in tweetallen: laat de een de bijbehorende tekens van een auto en een stoomlocomotief vinden, en de ander daagt ze uit.

9. Hoe heeft de wetenschap u persoonlijk geholpen in uw leven?

Wetenschap helpt ons elke dag in het dagelijks leven. Zij is het die ons inzicht geeft in waarom de dag plaatsmaakt voor de nacht, de neerslag valt, de seizoenen veranderen. wetenschappelijke kennis we worden geholpen om de tijd te bepalen, het belang van eten te begrijpen, enz.

10. Is het naar jouw mening mogelijk om van een wetenschapper verantwoordelijkheid te eisen voor alle verdere manieren om het te gebruiken? wetenschappelijke ontdekkingen?

Het is onmogelijk om van de wetenschapper verantwoordelijkheid te eisen voor verdere manieren om zijn wetenschappelijke ontdekkingen te gebruiken. De geschiedenis van Nobel en de uitvinding van dynamiet bewijzen dat een wetenschapper die een ontdekking doet soms niet eens nadenkt over mogelijke manieren om het te gebruiken.