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 de dienst

Doel : vertrouwd raken met de mogelijkheden van ruimtevaartmethoden voor het bestuderen van de aarde en de toepassing van onderzoeksresultaten op verschillende gebieden van menselijke activiteit.

Taken En:

een manier bestuderen om de aarde vanuit de ruimte te fotograferen

vertrouwd raken met de geschiedenis en de huidige stand van de ruimtemethode, prestaties van de binnenlandse en buitenlandse ruimtevaart, ontwikkelingsvooruitzichten

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

Verkenning en verkenning van de ruimte 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 is een mogelijkheid om je huis – de aarde – van een afstand te bestuderen. Dit was het begin van ruimtemethoden voor het bestuderen van de aarde.

Ruimtemethoden worden geclassificeerd als methoden op afstand, omdat het te bestuderen object wordt op afstand bestudeerd.Teledetectie - dit is het verkrijgen van informatie over een object zonder er direct contact mee te hebben.

De op deze manier verkregen informatie is van grote waarde in de wetenschap. Het bleek dat methoden op afstand aanzienlijke voordelen hebben ten opzichte van methoden op de grond. Allereerst de mogelijkheid om een ​​beeld van de aarde te verkrijgen verschillende schalen(van globaal naar lokaal), efficiëntie, de mogelijkheid om het onderzoek meerdere keren te herhalen. Met fotografie vanuit de ruimte kun je in één oogopslag grote ruimtes bestrijken en tegelijkertijd de diverse details van de structuur van het terrein onderzoeken, inclusief de details die niet merkbaar zijn op het aardoppervlak.

In zijn ontwikkeling kent teledetectie (onderzoek) verschillende fasen:

In de 18e eeuw werden met behulp van een eenvoudige camera obscura – een lichtdichte doos met een klein gaatje in het midden – handgetekende foto's gemaakt. De opnames vonden plaats vanuit vogelperspectief in een heteluchtballon. Op basis van dergelijke foto's werden topografische kaarten van het gebied samengesteld. Het was moeilijk en nauwgezet werk.

Met de ontdekking van de fotografie in 1839 gingen de zaken veel sneller. Voor het eerst werd het mogelijk om een ​​beeld permanent en objectief 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 in de richting van wat we nu teledetectie noemen, hield verband met de ontwikkeling van de vliegtuigbouw. Al aan het begin van de 20e eeuw werden luchtfoto's van vliegtuigen verkregen. Tijdens de Eerste Wereldoorlog werd luchtfotografie uitgevoerd voor verkenningsdoeleinden.

In de jaren dertig verving luchtfotografie het grondonderzoek 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 voor de ontwikkeling van teledetectie was de verovering van de ruimte door de mens. In de jaren zestig van de twintigste eeuw werd het mogelijk om beelden uit de ruimte te verkrijgen. Deze gebeurtenis vormde een aanzet voor de ontwikkeling van nieuwe soorten filmcamera's. In de VS en de USSR worden nieuwe optisch-elektronische systemen ontwikkeld: scanners die multispectrale beeldvorming van het aardoppervlak uitvoeren.

In de jaren tachtig werd het wijdverbreide gebruik van komische afbeeldingen op alle gebieden van aardonderzoek mogelijk.

Momenteel bewegen zich veel beeldsatellieten rond de aarde. verschillende landen, die regelmatig foto's van de aarde maken en duizenden verschillende afbeeldingen van het aardoppervlak naar de aarde sturen.

Om beelden met verschillende mate van detail te verkrijgen, worden satellieten gelanceerd verschillende hoogtes. Hoogtepuntdrie 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 met elkaar roteren de wereldbol en in precies één dag een complete revolutie rond de aarde maken. Dergelijke satellieten lijken in de lucht boven hetzelfde punt op aarde te hangen. De geostationaire kan bijna het hele halfrond van de aarde in kaart brengen.

Geostationaire satellieten zijn onder meer de Russische Electro, de satelliet Meteosat", Amerikaans"GAAT- W" En "GAAT- E", Japans "GMS", Indisch "Insat" Ze voeren voortdurend een mondiale ‘patrouille’ uit over de planeet en zenden elk half uur overzichtsbeelden uit via radiokanalen.

Satellieten uit het middensegment , 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 fotograferen, hebben ze één dag tot 2-3 weken nodig.

Tot de satellieten op het middelste niveau behoren: de Russische satelliet Meteor 1 en Meteor2, de Amerikaanse satellietNOAA, Russische satellieten “Resurs-P”, “Resurs-O”, AmerikaansLandsat, FransPLEK.

Satellieten van het laagste niveau vliegen op een hoogte van 200-300 km, voer gedetailleerde onderzoeken uit van individuele delen van het aardoppervlak langs de vliegroute.

Aardobservatieruimtesystemen zijn op basis van hun doel onderverdeeld in meteorologisch, hulpbronnen-, oceanologisch, cartografisch, navigatie- en wetenschappelijk onderzoek.

Voor het verkrijgen van satellietbeelden wordt gebruik gemaakt van diverse beeldapparatuur. 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 "kleurenblinde" mensen die objecten in vervormde kleuren zien.

De volgende groepen van dergelijke apparaten worden onderscheiden:

Fotografische apparaten . De beelden die met een dergelijk apparaat worden verkregen, worden gepland genoemd, omdat qua geometrische eigenschappen liggen ze dicht bij het terreinplan. 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 infrarode bereik)

Radars . Als camera's en scanners zonnestraling of hun eigen straling registreren die door objecten wordt gereflecteerd, 'verlichten' radars zelf het gebied met een radiostraal en ontvangen het gereflecteerde radiosignaal. De radiostraal lijkt het oppervlak te voelen en te onderzoeken, en reageert gevoelig op de ruwheid ervan. Daarom zijn zelfs kleine oneffenheden in het terrein zichtbaar op radarbeelden.

Als gevolg van ruimteonderzoek is er een fonds van miljoenen dollars aan beelden verzameld. Om deze beelden effectief te kunnen gebruiken, worden ze gesystematiseerd, gegroepeerd op basis van de mogelijkheden van hun toepassing. Met al de diversiteit aan foto's kun je er een aantal uitlichten algemene karakteristieken:

Beeldschaal . Afbeeldingen variëren, net als kaarten, in schaal. Zij zijn:

grootschalig - 1 cm - 10 m en zelfs groter.

middelgrote schaal

kleinschalig (1 cm – 100 km)

De schaal van het beeld is afhankelijk van de hoogte van de opname, brandpuntsafstand apparaat, kromming van het aardoppervlak. De zichtbaarheid van de afbeelding is afhankelijk van de schaal: alleen grootschalige afbeeldingen worden weergegeven aparte huizen, op kleine schaal kun je hele continenten zien.

Zichtbaarheid van afbeeldingen – dit is de dekking van het gebied met één afbeelding.

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

Toestemming . De schaal van de beelden hangt samen met hun vermogen om kleine objecten en individuele details te reproduceren. Grootschalige afbeeldingen hebben een resolutie van tientallen centimeters, d.w.z. Er kunnen zelfs boomtakken op zichtbaar zijn. Kleinschalige beelden hebben een resolutie van enkele km, waardoor de waarnemer heel goed ziet grote percelen bossen of de hele boszone.

Terugblik. Het beeld registreert objectief de toestand van het gebied, individuele objecten en verschijnselen op het moment van fotograferen. Foto's vergelijken verschillende jaren is het mogelijk om de dynamiek van natuurlijke processen te beoordelen: hoe ver de gletsjer zich bijvoorbeeld heeft teruggetrokken, hoe ravijnen groeien en bosgebieden veranderen.

Stereoscopisch. Twee foto's van hetzelfde terreingebied, verkregen vanaf verschillende punten, vormen een stereoscopisch (d.w.z. opnieuw creëren van een driedimensionaal beeld) paar foto's. Gewapend met een stereoscoop kun je op deze foto's geen vlak beeld waarnemen, maar een driedimensionaal en zeer expressief model van het terrein. Deze opmerkelijke eigenschap van beelden is van belang bij het bestuderen van het reliëf van het aardoppervlak en het maken van kaarten.

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

Op basis van deze functie 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 op de foto's worden afgebeeld. Zichtbare foto's tonen alles wat zichtbaar is voor het menselijk oog; afbeeldingen in het infrarood thermische bereik maken het mogelijk om de temperatuur van het oppervlak te bepalen, en in het radiobereik - de ruwheid ervan (d.w.z. oneffenheden van het oppervlak). Heel vaak wordt niet één, maar een hele reeks foto's tegelijkertijd op verschillende manieren gemaakt spectrale bereiken. Dergelijke foto's worden genoemdmultizonaal .

Met de ruimtemethode om de aarde te bestuderen, de komst van ruimtefotografie en beeldapparatuur zijn de mogelijkheden van visuele observaties uitgebreid. Het menselijk oog neemt alleen lichtstraling waar, maar moderne apparaten stellen u in staat het aardoppervlak te ‘zien’ in onzichtbare stralen: ultraviolet, infrarood en radio. En elk apparaat ‘ziet’ wat anderen niet kunnen onderscheiden.

Satellietinformatie is niet alleen voor de wetenschap van grote waarde. Hiermee kunt u een aantal problemen in veel sectoren van de economie oplossen. Bijvoorbeeld, binnen landbouw. Satellietinformatie maakt het dus mogelijk om gebieden te detecteren die zijn getroffen door droogte, ongedierte 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 prijzen rekening hielden met de oogstvooruitzichten en satellietinformatie gebruikten om de toestand van de landbouwgrond in de USSR te beoordelen.

Ruimtemonitoring wordt actief gebruikt in de strijd tegen bosbranden. Op basis van gegevens ontvangen van satellieten is het mogelijk om de coördinaten van branden, het gebied en de omvang van het verbrande bos, en de omvang van de economische schade te bepalen. Bijvoorbeeld: op een foto genomen in de Amoerregio in de zomer van 2014 zijn branden met rookpluimen duidelijk zichtbaar.

Satellietbeelden kunnen worden gebruikt om milieucontroles uit te voeren atmosferische lucht, monitoring van vervuiling door sneeuwbedekking en rookuitstoot industriële ondernemingen. De figuur toont een kaart van de ecologische toestand van het luchtbassin boven Moskou. Zoals u kunt zien, zijn de meest vervuilde gebieden de gebieden van treinstations en het gebied rond de Likhachev-fabriek.

Dankzij de frequentie van satellietbeelden maken aardse teledetectiegegevens het mogelijk om snel de situatie te beoordelen in gebieden waar zich natuurrampen voordoen (overstromingen, cyclonen, droogtes, aardbevingen, branden) en dienen ze als basis voor tijdige voorspellingen van natuurrampen.

We zien een voorbeeld op de dia: twee foto's van hetzelfde deel van de Indonesische kust in december 2004 worden gepresenteerd met een interval van enkele uren. De gevolgen van de tsunami die de kust van de Indische Oceaan overspoelde zijn duidelijk zichtbaar.

De volgende foto's, genomen met tussenpozen van 10 tot 15 jaar, tonen het opkomende probleem dat verband houdt met het opdrogen van het Tsjaadmeer. Het Aralmeer ervaart ook een soortgelijk fenomeen.

Ruimtemonitoringsgegevens kunnen worden gebruikt om maatregelen te nemen om noodsituaties te voorkomen. Zo kan regelmatige ruimtemonitoring van de ijscondities op Siberische rivieren plaatsvinden lente periode Hiermee kunt u tijdig plaatsen identificeren waar ijsopstoppingen voorkomen om deze te elimineren (bijvoorbeeld door middel van explosieven) en zo het optreden van ernstige overstromingen te voorkomen, wat tot grote sociale en materiële schade leidt.

Een van de belangrijkste taken die kunnen worden opgelost met behulp van teledetectiegegevens van de aarde is het monitoren van de ontwikkeling van de infrastructuur van het gebied voor regionale planningsdoeleinden. Bij het oplossen van regionale planningsproblemen worden in de regel topografische kaarten gebruikt. Maar zoals de ervaring leert, geven deze kaarten slechts een paar jaar nadat ze zijn samengesteld niet langer de werkelijke stand van zaken weer. Er verschijnen nieuwe wegen, nederzettingen, enz. die niet op de kaart zijn gemarkeerd. Dit alles bemoeilijkt het proces van regionale planning enorm. In dit opzicht opent het gebruik van aardse teledetectiesystemen grote mogelijkheden voor het organiseren van effectieve regionale planning, vooral in omstandigheden van snelle ontwikkeling van het land of zijn individuele territoria.

De figuur illustreert het bovenstaande. Zoals je ziet, de vergelijking topografische kaart van de Toeapse-regio, samengesteld in 1994, met een satellietbeeld van hetzelfde gebied uit 2009, toont duidelijk de voordelen van het gebruik van aardse teledetectiesystemen. Met behulp van de afbeelding kunt u de kustlijn verduidelijken en nieuw verschenen objecten identificeren die niet op de topografische kaart zijn gemarkeerd.

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

Niet alle industrieën en ondernemingen in het land hebben de mogelijkheid om actief gebruik te maken van aardse teledetectiegegevens. Sommige onderwerpen van de Federatie hebben het gebruik van ruimtebeelden geïntroduceerd om regionale problemen op te lossen. In de regio Yaroslavl zijn grote organisaties die het gebruik van ruimtebeelden in de praktijk hebben gebracht Geomonitoring voor grondwateronderzoek, de bedrijven Cadastre en Nedra. We ontdekten dat er een conceptprogramma bestaat om aardse teledetectiegegevens te gebruiken om het grondgebied van Yaroslavl te plannen en het masterplan te ontwikkelen. Met behulp van een beeld uit de ruimte kunt u snel de meest drukke wegen bepalen, zodat u de aanleg van nieuwe transportroutes efficiënter kunt plannen. Gegevens uit teledetectie zullen nuttig zijn bij het plannen van stedelijke ontwikkeling en voorstedelijke gebieden, bij het oplossen van milieuproblemen en bij het plannen van beplantingssystemen en sanitaire zones van bedrijven. Laten we hopen dat moderne ontwikkelingen op het gebied van ruimtemonitoring de basis zullen vormen doeltreffend management onze regio.

Nu al heeft ieder van ons persoonlijke toegang tot de resultaten van ruimtewaarnemingen van de aarde voor gebruik voor educatieve doeleinden. Nog maar 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 vóór hun implementatie, leken ook een buitengewone fantasie.

Kennis heeft een prachtige eigenschap: het herinnert ons er voortdurend aan dat het slechts een springplank naar de toekomst is en dat er nog te veel is dat we nog niet weten. De komst van de mens in de ruimte maakte het mogelijk veel nieuwe problemen op te lossen en nieuwe ontdekkingen te doen. Maar het cognitieproces is zodanig dat we bij het oplossen van sommige problemen met nieuwe onopgeloste problemen worden geconfronteerd, omdat het cognitieproces zelf eindeloos is.

Op een gegeven moment raakte ik ook geïnteresseerd in wat er onder onze voeten lag, en begon 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 vergelijkbaar is met de studie van de ruimte.

Methoden voor aardonderzoek

Bij het bestuderen van de interne structuur van de aarde worden verschillende methoden gebruikt, die in twee groepen kunnen worden gecombineerd: methoden voor directe observatie en methoden voor indirect onderzoek. Het eerste type is het gemakkelijkst te begrijpen; wetenschappers bestuderen eenvoudigweg rotsen, mijnen en materialen die worden verkregen door het boren van putten. Interessant is dat tegenwoordig 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 te vermelden, gelegen op het Kola-schiereiland. De diepte bereikt 12,5 kilometer en is daarmee de diepste put ter wereld. 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 onderzoeksmethoden is dat wel indirecte methoden. Ze worden gebruikt om het binnenste van de aarde te bestuderen, d.w.z. wat is minder dan 20 km. Hier is hun lijst:

• Seismisch.
• Gravimetrisch.
• Geomagnetisch.
• Geo-elektrisch.

De belangrijkste daarvan is seismisch, waarbij gebruik wordt gemaakt van seismische golven. Ze veranderen hun voortplantingssnelheid afhankelijk van het materiaal waar ze doorheen gaan. Er zijn twee soorten van deze golven: longitudinaal en transversaal.

Simpel gezegd maakte deze methode 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.

Kortom

Tegenwoordig weten we dat de aarde drie schillen heeft: de korst, de mantel en de kern. Een seismisch model van de interne structuur van de aarde ziet eruit zoals weergegeven in de bovenstaande figuur.

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

Bij gravimetrie wordt het zwaartekrachtveld van de aarde meestal bepaald door het zwaartekrachtveld (of de versnelling van de zwaartekracht, die numeriek gelijk is aan dit veld), wat het resultaat is van twee hoofdkrachten: de aantrekkingskracht (zwaartekracht) van de aarde en de middelpuntvliedende kracht veroorzaakt door zijn dagelijkse rotatie. De centrifugaalkracht, gericht vanaf de rotatie-as, vermindert de zwaartekracht, en in het ergste geval in ruimere mate op de evenaar. De afname van de zwaartekracht van de polen naar de evenaar is ook te wijten aan de compressie van de aarde.

De zwaartekracht, dat wil zeggen de kracht die inwerkt op een eenheidsmassa in de buurt van de aarde (of een andere planeet), bestaat uit de zwaartekracht en de traagheidskrachten (middelpuntvliedende kracht):

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

Het zwaartekrachtpotentieel wordt dienovereenkomstig bepaald door de relatie:

waar is de breedtegraad van het meetpunt.

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

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

Bepalingen van de zwaartekracht worden gedaan volgens de relatieve methode, door met behulp van gravimeters en slingerinstrumenten het verschil in zwaartekracht op de bestudeerde en referentiepunten te meten. Het netwerk van gravimetrische referentiepunten over de hele aarde is uiteindelijk verbonden met een punt in Potsdam (Duitsland), waar aan het begin van de 20e eeuw de absolute waarde van de versnelling van de zwaartekracht werd bepaald door ronddraaiende slingers (981.274 mgl; zie Gal). Absolute bepalingen van de zwaartekracht brengen aanzienlijke moeilijkheden met zich mee, en hun nauwkeurigheid is lager dan die van relatieve metingen. Nieuwe absolute metingen op meer dan 10 punten op aarde laten zien dat de gegeven waarde van de zwaartekrachtversnelling in Potsdam blijkbaar met 13-14 mgl wordt overschreden. Na voltooiing van deze werkzaamheden 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 aan de hand van experimenten met vrij vallende lichamen in een vacuümkamer. Relatieve bepalingen van de zwaartekracht worden gedaan door slingerinstrumenten met een nauwkeurigheid van enkele honderdsten van een mg. Gravimeters bieden een iets grotere meetnauwkeurigheid dan slingerinstrumenten, zijn draagbaar en gemakkelijk te gebruiken. Er is speciale gravimetrische apparatuur voor het meten van de zwaartekracht van bewegende objecten (onderwater- en oppervlakteschepen, vliegtuigen). De instrumenten registreren voortdurend veranderingen in de versnelling van de zwaartekracht langs het pad van een schip of vliegtuig. Dergelijke metingen houden verband met de moeilijkheid om uit de instrumentaflezingen de invloed uit te sluiten van storende versnellingen en kantelingen van de instrumentbasis veroorzaakt door stampen. Voor metingen op de bodem van ondiepe poelen en in boorgaten bestaan ​​speciale gravimeters. De tweede afgeleiden van het zwaartekrachtpotentieel worden gemeten met behulp van zwaartekrachtvariometers.

De belangrijkste reeks gravimetrieproblemen wordt opgelost door het bestuderen van het stationaire ruimtelijke zwaartekrachtveld. Om de elastische eigenschappen van de aarde te bestuderen, worden continu de variaties in de zwaartekracht in de loop van de tijd geregistreerd. Vanwege het feit dat de aarde heterogeen is qua dichtheid en dat ook heeft 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: het belangrijkste - normaal genoemd, dat verandert met de breedtegraad volgens een eenvoudige wet, en het afwijkende - klein van omvang, maar complex van verdeling. veroorzaakt door inhomogeniteiten in de dichtheid van gesteenten in de bovenste lagen van de aarde. Het normale zwaartekrachtveld komt overeen met een geïdealiseerd model van de aarde dat eenvoudig van vorm en interne structuur is (een ellipsoïde of een sferoïde er dichtbij). Het verschil tussen de waargenomen zwaartekracht en de normale zwaartekracht, berekend met behulp van een of andere formule voor de verdeling van de normale zwaartekracht en gegeven de juiste correcties op het geaccepteerde hoogteniveau, wordt de zwaartekrachtanomalie genoemd. Als bij een dergelijke reductie alleen rekening wordt gehouden met de normale verticale zwaartekrachtgradiënt van 3086 etvos (dat wil zeggen, aangenomen dat er geen massa is tussen het observatiepunt en het reductieniveau), dan worden de op deze manier verkregen afwijkingen anomalieën in de vrije lucht genoemd. Op deze manier berekende afwijkingen worden het vaakst gebruikt bij het bestuderen van de figuur van de aarde. Als bij de reductie ook rekening wordt gehouden met de aantrekking van een massalaag die als homogeen wordt beschouwd tussen de niveaus van observatie en reductie, worden afwijkingen verkregen die Bouguer-anomalieën worden genoemd. Ze weerspiegelen heterogeniteiten in de dichtheid van de bovenste delen van de aarde en worden gebruikt bij het oplossen van geologische verkenningsproblemen. Bij de gravimetrie wordt ook rekening gehouden met isostatische anomalieën, waarbij op een speciale manier rekening wordt gehouden met de invloed van massa's tussen aardoppervlak en het oppervlakteniveau op de diepte waarop de bovenliggende massa's gelijke druk uitoefenen. Naast deze afwijkingen worden er nog een aantal andere berekend (Preya, gemodificeerde Bouguer, enz.). Op basis van gravimetrische metingen worden gravimetrische kaarten met isolijnen van zwaartekrachtafwijkingen geconstrueerd. Afwijkingen van de tweede afgeleide van het zwaartekrachtpotentieel worden op dezelfde manier bepaald als het verschil tussen de waargenomen waarde (voorheen gecorrigeerd voor het terrein) en de normale waarde. Dergelijke afwijkingen worden voornamelijk gebruikt voor de exploratie van mineralen.

Bij problemen waarbij gravimetrische metingen worden gebruikt om de figuur van de aarde te bestuderen, wordt meestal gezocht naar een ellipsoïde, 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 voor de studie 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 in overeenstemming met de taken die worden opgelost.

De belangrijkste methode is natuurlijke historie, een combinatie van beschikbare moderne methoden, met behulp waarvan uitgebreide studies van de aarde worden uitgevoerd, waardoor we de staat en veranderingsprocessen kunnen identificeren geografische envelop in tijd en ruimte om hun overeenkomsten en verschillen te verklaren, soortgelijke verbindingen tussen de componenten van de natuur, om vergelijkingen te maken Natuurlijke omstandigheden en prognoses maken voor hun ontwikkeling. De oplossing voor de geïdentificeerde problemen is gebaseerd op drie hoofdtaken:

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

2) beoordeling van de toestand van geosystemen in het huidige stadium als gevolg van de spatiotemporele ontwikkeling;

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

De oplossing voor deze problemen is gevonden praktisch gebruik in verschillende aspecten: geochronologie (het vaststellen van de ouderdom van gebeurtenissen uit het geologische verleden), stratigrafie (verdeling van lagen), paleogeografie (recreatie van omstandigheden voor de accumulatie van sedimenten en de ontwikkeling van natuurlijke componenten van het milieu in tijd en ruimte) en correlatie (vergelijking van natuurlijke geologische gebeurtenissen zowel binnen individuele regio's als aanzienlijk ver van elkaar verwijderd - correlaties over lange afstanden) en is nu gebaseerd op de principes van actualisme en historisme die ontstonden na de geboorte van uniformitarisme en catastrofisme. In dit geval worden wetenschappelijke benaderingen gebruikt zoals statistische, leidende vormen, relikwieën en exoten, paleontologische complexen en evolutionair. Algemene methoden of synthesemethoden wetenschappelijk onderzoek zijn paleontologisch (biostratigrafisch: floristisch en faunaal), niet-paleontologisch (geologisch-stratigrafisch of lithogenetisch) en fysiek. Het verkrijgen van feitelijk materiaal gebeurt op basis van de gecombineerde toepassing van een aantal particuliere methoden en analytische technieken. Privémethoden geven primaire informatie, feitelijk materiaal, en algemene methoden- u in staat stellen bestaande informatie op basis daarvan te verwerken.

Het verzamelen en primair bestuderen van feitelijk materiaal wordt in het veld uitgevoerd op basis van luchtfotografie en geologisch onderzoek, het boren van putten, beschrijvingen van geologische objecten (natuurlijke ontsluitingen, ontsluitingen van oude rotsen, producten van vulkanische activiteit, evenals kunstmatige werkingen). - kernen uit putten, putten, mijnen, steengroeven), volgens gegevens en bepalingen van houtkapstations fysieke eigenschappen stenen in putten, bemonstering en organische resten.

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

Generalisatie en analyse van de verkregen gegevens wordt uitgevoerd in kantooromstandigheden met behulp van algemene wetenschappelijke methoden (modellering, systemisch, logisch, vergelijking en analogen) en technieken (wiskundig, computer, tabelvormig, maar ook grafisch in de vorm van diagrammen, kaarten, profielen , ponskaarten, diagrammen, seismogrammen en etc.) verwerking van ontvangen informatie. De diepste put ter wereld, de Kola-put, werd in 1970 gelegd en heeft een ontwerpdiepte van 15 km. Vanaf 1961 boorden Amerikaanse geologen met behulp van het speciale schip Challenger verschillende delen bodem van de Wereldoceaan 600 putten tot 500-600 m diep automatisch station geboord op Venus, en in 1976 ging het Luna-24-boorapparaat door maanrotsen tot een diepte van ongeveer 2 m, nam monsters die naar de aarde werden afgeleverd en vervolgens bestudeerd.

Elk historisch onderzoek, inclusief historisch en geologisch onderzoek, is gericht op het onderzoeken van gebeurtenissen in de tijd, wat het vaststellen van de chronologie van deze gebeurtenissen vereist. 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. Walter (1911) “verandert de chronologie pas in geschiedenis wanneer de eenheid van grote gebeurtenissen van hun begin tot hun einde tot uitdrukking komt in hun presentatie.”

Om door het oneindige aantal individuele gebeurtenissen uit het verleden te navigeren, is het noodzakelijk om niet alleen hun formele chronologische relaties vast te stellen, maar ook hun interne verbindingen (chronologisch en ruimtelijk) met elkaar. Zo kunnen hun natuurlijke groeperingen worden geïdentificeerd, waardoor het mogelijk wordt de overeenkomstige fasen en grenzen te schetsen geologische ontwikkeling, die de basis vormen van natuurlijke geologische periodisering.

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

Er is een nauwe relatie tussen geochronologie en stratigrafie. De taak van de geochronologie is het vaststellen van de chronologie van gebeurtenissen in het geologische verleden van de aarde: haar leeftijd (de oorspronkelijke tijd van haar ontstaan ​​als planeet). zonnestelsel- Proto-Aardes; het tijdperk van de gesteenten die gevormd zijn tijdens de evolutie van de Proto-Aarde en die de aardkorst vormen; de chronologische volgorde van tijdsperioden waarin gesteentelagen werden gevormd. Omdat er op geen enkel punt op aarde absoluut volledige geologische secties in de hele geschiedenis van de planeet bestaan, vanwege het feit dat perioden van accumulatie (accumulatie) van sedimenten werden gevolgd door perioden van vernietiging en sloop (denudatie) van rotsen, zijn vele pagina's van de rotskroniek van de aarde worden uitgerukt en vernietigd. De onvolledigheid van het geologische archief vereist de vergelijking van geologische gegevens over grote gebieden om de geschiedenis van de aarde te herstellen.

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

Als we het hebben over relatieve tijd, gebruiken we geochronologische eenheden, en als we het hebben over sedimenten die op een bepaald tijdstip zijn gevormd, gebruiken we stratigrafische eenheden.

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 accumulatieomstandigheden, of de samenstelling van de overblijfselen van dierlijke en plantaardige organismen die zich in de rotsen bevinden. In overeenstemming hiermee is het gebruikelijk om methoden te onderscheiden die gebaseerd zijn op de studie van de samenstelling van lagen en hun relaties (geologisch-stratigrafische methoden) en methoden die gebaseerd zijn 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 met elkaar in verband te brengen.

Een dergelijke bepaling van de relatieve ouderdom van gesteenten geeft geen echt idee van de geologische leeftijd van de aarde, de duur van gebeurtenissen in het geologische verleden en de duur van geochronologische verdeeldheid. Relatieve geochronologie stelt ons in staat alleen de tijdsvolgorde van individuele geochronologische eenheden en gebeurtenissen te beoordelen, maar hun werkelijke duur (in duizenden en miljoenen jaren) kan worden vastgesteld door middel van geochronologische methoden, vaak methoden genoemd voor het bepalen van de absolute leeftijd.

In de geografie en de 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 voorkomen met behulp van geologisch-stratigrafische en biostratigrafische methoden. Absolute chronologie stelt met behulp van radiometrische methoden de tijd vast van de vorming van gesteenten, de manifestatie van geologische processen en hun duur in astronomische eenheden (jaren).

In verband met de gestelde taken worden bepaalde geografische en geologische methoden gecombineerd in twee grote groepen: absolute en relatieve geochronologie.

Met behulp van de methoden van de absolute (radiometrische, nucleaire) geochronologie wordt de absolute (ware) leeftijd van geologische lichamen (lagen, lagen) vanaf het moment van hun vorming kwantitatief bepaald. Deze methoden zijn belangrijk voor het dateren van de oudste (inclusief Precambrium) lagen van de aarde, die zeer schaarse organische overblijfselen bevatten.

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

HET HERHALEN VAN DE NODIGE KENNIS

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

Door objecten met elkaar te vergelijken, kunnen we conclusies trekken over hun overeenkomsten en verschillen.

In welke gevallen worden vergelijkingen gebruikt? (Levenservaring)

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

Vergelijk het aantal nakomelingen dat een paar kikkers en een paar apen in hun leven kunnen voortbrengen. Betekent dit dat het aantal kikkers voortdurend groeit?

Het aantal nakomelingen dat een kikkerpaar kan voortbrengen is aanzienlijk groter dan dat van een paar apen. Dit betekent niet dat het aantal kikkers voortdurend toeneemt. Kikkers hebben een aanzienlijk kortere levensverwachting en het sterftecijfer onder jonge individuen (kikkers) is veel hoger.

Welke productiviteit van deze gewassen kan worden verwacht?

De maïsoogst in ons land lag in de jaren zestig aanzienlijk ten noorden van de verspreiding ervan in het thuisland. Daarom mogen geen hoge opbrengsten worden verwacht. De plantopbrengsten in koelere klimaten met kortere groeiseizoenen zullen zeker lager zijn.

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

Gestroomlijnde lichaamsvorm van een dolfijn, inktvis, pijlstaartrog, die de weerstand en ontwikkeling helpt verminderen hoge snelheid onder water is het geschikter als model voor het maken van onderzeeërs.

Is elke gelijkenis belangrijk?

Niet elke gelijkenis doet ertoe.

Met wie is de vogel die deze vlinder ‘vergelijkt’? 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, maar 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 overeenkomsten tussen een onderzeeër en een walvis zitten in hun vorm. Op basis van dit feit 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 gelijkenis tussen schorpioenvis en baars zit alleen in het algemene structuurplan. 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. Omdat beide organismen vertegenwoordigers van vissen zijn, zal hun interne structuur vergelijkbaar zijn.

KENNIS TOEPASSEN

1. Wat zijn de belangrijkste taken van de wetenschap?

De taken van de wetenschap zijn voorspellingen op basis van generalisatie eerdere ervaring, creatie en verbetering van een wetenschappelijk wereldbeeld.

2. Hoe voorspellen wetenschappers onbekende eigenschappen?

Door te voorspellen kunnen wetenschappers onbekende eigenschappen voorspellen.

3. Wat is de vergelijkende methode?

De essentie van de vergelijkende methode is het vergelijken van twee of meer objecten op basis van verschillende parameters. Door te vergelijken kunt u gemeenschappelijke, stabiele, essentiële eigenschappen van objecten vinden en deze classificeren als objecten met bekende eigenschappen.

4. Kan de wetenschap een wonder verklaren?

Niet alle verschijnselen, maar de meeste ervan kunnen door de wetenschap worden verklaard. Als wetenschappelijke kennis dat wel is in dit stadium De ontwikkeling van de mensheid kan voor sommige feiten geen verklaring bieden, maar zoals de geschiedenis laat zien, heeft alles in de loop van de tijd zijn eigen verklaring.

5. Probeer het doel en de doelstellingen van de biologiewetenschap te bepalen.

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

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

Vergelijking van beddengoed van verschillende leeftijden stellen ons in staat de geschiedenis van de ontwikkeling van de aarde te reconstrueren.

7. Noem 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 jou persoonlijk geholpen in het leven?

De 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 en de seizoenen veranderen. Wetenschappelijke kennis Ze helpen ons de tijd te bepalen, het belang van eten te begrijpen, enz.

10. Denkt u dat het mogelijk is om een ​​wetenschapper voor alles verantwoordelijk te houden? verdere manieren gebruik het wetenschappelijke ontdekkingen?

Een wetenschapper kan niet verantwoordelijk worden gehouden voor het verdere gebruik van zijn wetenschappelijke ontdekkingen. Het verhaal van Nobel en de uitvinding van dynamiet bewijst dat een wetenschapper die een ontdekking doet soms niet eens de mogelijke manieren bedenkt om het te gebruiken.