Дешифрование космических снимков и его практическое применение
Министерство науки и ВЫСШЕГО образования
Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное
Учреждение высшего образования
«Южный федеральный университет»
Институт Наук о Земле
Кафедра физической географии, экологии и охраны природы
Накацев Алимбек Русланович
Формы, размеры и строение земли
Реферат по дисциплине «Геоморфология с основами общей геологии»
студента-бакалавра 1 курса 3 группы по направлению подготовки 05.03.02 – "География"
| Преподаватель – доцент, к.г.н. | Гарькуша Дмитрий Николаевич |
Ростов-на-Дону, 2020
Содержание :
Введение....................................................................................................................................................
1. Земля как планета солнечной системы...................................................................................................
1.1. История возникновения земли................................................................................................................
1.2. Геохронологическая шкала......................................................................................................................
1.3. Возникновение и эволюция жизни........................................................................................................
2. Фигура земли
2.1. Форма и размеры Земли
2.2. Основные физические данные Земли
|
|
|
3. Внутреннее строение и структура Земли
3.1. Земная кора
3.2. Мантия
3.3. Ядро
Заключение
Список литературы
Введение
Планета Земля, как и вся Солнечная система, является прежде всего физическим объектом. Окружающее Землю космическое пространство пронизано веществом и энергией – солнечным и космическим излучением, гравитационными и электромагнитными полями. Мир вокруг нас – это мир физических объектов и явлений, разнообразных масс и продуцируемых ими физических полей. Ядра, атомы, молекулы – это элементы вещества. Их объединения создают макротела от небольших размеров – метеоритов, комет, астероидов до гигантских образований – планет, звезд и их ассоциаций. Наблюдаемое многообразие масс существует благодаря энергетическим полям взаимодействия между микрочастицами вещества и между. Если бы такого взаимодействия не существовало, то мир вокруг нас пребывал бы в рассыпанном на элементы состоянии.
Таким образом, Основная цель данного реферата - дать описание фигуре, внутреннем строении и структуре Земли.
Для решения поставленной цели нужно выполнить следующие задачи:
дать краткий исторический обзор Земли.
дать характеристику изученности формы и размеров Земли.
|
|
|
дать характеристику изученности внутреннего строения Земли на современном этапе.
Сущность и значение изучения геологического строения из космоса
Космические снимки стали применять в геологии с 60-х годов. Доступные вначале только для специалистов, они быстро получили широкое признание. На этой базе оформились самостоятельные виды региональных геологических исследований, созданы карты нового типа: космогеологические, космотектонические, космогеодинамические; открыты месторождения полезных ископаемых. Постоянно совершенствуются методы получения космической информации, способы ее преобразования и компьютерной обработки.
При аэрокосмических съемках регистрируются отраженная от поверхности Земли солнечная радиация и собственное электромагнитное поле системы земная поверхность-атмосфера. Для дистанционного зондирования используют следующие диапазоны волн: ультрафиолетовый (0,27-0,4 мкм), видимый (0,4-0,78 мкм), инфракрасный (ближний 0,7-0,9 мкм; тепловой 3,5-5,0 и 8,0-14 мкм), микроволновой (0,30-10 см). В видимом и инфракрасном диапазонах съемки проводят фотографическими, телевизионными и сканерными методами, в которых используют естественное отражение или вторичное тепловое излучение объектов, обусловленное солнечной радиацией [1]. Эти методы называют пассивными. Активные – радарные методы применяют в микроволновой области излучения, создаваемого искусственным источником направленного действия.
|
|
|
Космические снимки получают с межпланетных автоматических станций, искусственных спутников Земли, пилотируемых космических кораблей и долговременных орбитальных станций. От масштаба и пространственного разрешения космических снимков, под которым понимают размеры минимального объекта, различимого на снимке, зависят его обзорность и генерализация изображения. Различают снимки глобального, континентального, регионального, локального и детального уровней генерализации. Космические снимки детального уровня генерализации близки к высотным аэрофотоснимкам и имеют разрешение на местности первые метры и выше. Снимки локального уровня генерализации отличаются пространственным разрешением в первые десятки метров и захватывают территории в сотни квадратных километров. Их получают фотографическими и телевизионными системами с высококачественной аппаратурой. Снимки регионального уровня генерализации позволяют распознавать объекты размером от многих десятков до сотен метров на площади захвата в первые десятки тысяч квадратных километров (Рисунок 1).
|
|
|
Рисунок 1 - КС «Landsat» регионального уровня генерализации на восточную часть Тимано – печорского НГБ (по [Кронберг П.])
Это обычно фотографические и сканерные снимки с пилотируемых космических кораблей и искусственных спутников Земли. Снимки континентального уровня генерализации (телевизионные и сканерные снимки со спутников) имеют разрешение многие сотни метров, а площади, изображенные на них, составляют сотни тысяч до миллионов квадратных километров. Естественно, что уровень генерализации снимков определяет, какого ранга геологические объекты могут одновременно находиться в поле зрения исследователя. Для изучения разномасштабных геологических структур применяются космические снимки разных уровней генерализации. Качественно новую информацию получают при изменении масштаба снимков в 3-5 раз.
Космические снимки изучают специалисты различных областей геологии, которые из интегральной картины, запечатленной на снимке, извлекают необходимую информацию, то есть дешифрирование является тематическим и целевым. Что именно можно прояснить в геологии, изучая космические снимки? Ответ на этот вопрос будет дан в следующей главе.
Дешифрование космических снимков и его практическое применение
Линейные объекты на КС называют линеаментами (линеаментум – линия, черта). Этот термин ввел в геологическую литературу в начале века американский исследователь В. Хоббс для обозначения прямолинейных форм на земной поверхности, необязательно связанных с тектоническими разрывами и смещениями по ним.
В настоящее время под линеаментами понимают линейные неоднородности земной коры и литосферы разного ранга, протяженности, глубины и возраста заложения, которые проявлены на земной поверхности прямо (разрывами) или опосредованно, геологическими и ландшафтными аномалиями. Такие линейные аномалии могут быть обусловлены скрытыми разломами фундамента, флексурными (коленообразными изгибами слоев) и трещинными зонами в перекрывающих осадочных отложениях плитного чехла.
Типичными представителями линеаментов являются разрывные нарушения земной коры. Они образуются в различных геодинамических условиях, характеризуются разным строением и выражением на КС (Рисунок 2.).
Рисунок 2 - Разлом Сан-Андреас (по [Смирнов Л.Е])
Сбросы, формирующиеся в условиях растяжения земной коры и имеющие наклон поверхности разрыва в сторону опущенных пород, отличаются на КС прямолинейностью, нередко хорошо выраженными уступами, разделяющими блоки с различным геологическим строением, типами рельефа и характером расчлененности. Раздвиги, перемещение горных пород, по которым при растяжении происходит перпендикулярно к поверхности отрыва, обычно заполнены магматическими породами (Рисунок 3), образующими вертикальные вытянутые узкие тела (дайки) и целые дайковые рои, но могут быть и зияющими. Взбросы, у которых поверхность сместителя наклонена в сторону поднятых пород, имеют слабо дугообразную форму в плане, выпуклостью направленную в сторону перекрываемых, более молодых пород. Образуются взбросы в обстановке латерального сжатия.
Рисунок 3 - Граница раздвига (по [Тапкин К.Ф.])
Надвиги образуются при общем продольном сжатии параллельно с образованием складок. Горизонтальный, пологий или волнистый надвиг с амплитудой перемещения до десятков и даже сотен километров называется тектоническим покровом, или шарьяжем. Они широко распространены в подвижных складчатых системах (Карпаты, Кавказ, Урал, Камчатка). На КС шарьяжи отличаются сложным фестончатым рисунком перемещенных масс (аллохтона), которые в процессе движения распадаются на отдельные пластины, а складчатое строение их сильно усложняется. Во фронтальной части покрова могут присутствовать экзотические останцы (клиппы), отделенные эрозией от аллохтона, а также тектонические окна в аллохтоне, где экзогенными процессами удалены породы его верхних частей.
В рельефе линеаменты выражаются закономерно ориентированными зонами, образованными прямолинейными границами горных хребтов и кряжей, берегов морей, озер и крупных болот, спрямленными участками речных и ледниковых долин, цепочками просадок различного генезиса и пр. Ширина таких зон составляет от первых до десятков километров. Поэтому на аэрофотоснимках и при наземных наблюдениях линеаменты обнаруживаются с трудом. На КС они получают отражение благодаря обзорности и генерализации изображения [4].
Граничные линеаменты проявлены на снимках с наибольшей выразительностью. Обычно они являются разломными границами блоков земной коры разного порядка. Самые значительные из них – системы разрывов, разделяющие основные геоструктурные области: складчатые пояса (например, в Евразии Средиземноморский, Урало-Монгольский, Тихоокеанский) и основные платформенные области (Восточно-Европейская, Сибирская, Индийская древние платформы). Менее протяженные линеаменты разделяют геоструктурные регионы (щиты платформ, плиты, складчатые системы). В пределах каждого региона устанавливается устойчивая связь линеаментов с внутренним строением верхних горизонтов земной коры.
Секущие линеаменты пересекают территории с различным геологическим строением и историей развития. Обычно эти полосовые аномалии, четкие в горно-складчатых областях, в пределах платформенных равнин имеют неявные, расплывчатые границы, отражая латеральные неоднородности литосферы. Установлено, что, чем выше уровень генерализации и ниже пространственное разрешение КС, тем более глубинные структуры изображаются на них. Для одноранговых секущих линеаментов характерны примерно одинаковая плотность по всей территории и регулярность (эквидистантность, шаг повторяемости). Секущие линеаменты проявляются на поверхности в виде зон концентрации трещин и разрывов, в изменении морфологии горно-складчатых систем, преломлении или смещении систем покровно-складчатых структур, замыкании или виргации зон прогибаний и поднятий, погружении складок. Секущие линеаменты, как правило, отражают позднекайнозойскую стадию развития земной коры. Молодость линеаментов подтверждается их распространением на платформах со слабо деформированным мощным плитным чехлом мезозойско-кайнозойских отложений. Несмотря на равнинный рельеф и нередко сильную антропогеновую нарушенность ландшафта, линеаменты установлены на Русской плите, в Западной Сибири, равнинном Крыму и многих других платформенных регионах.
Линеаменты образуют достаточно выдержанную сеть из нескольких доминирующих направлений, хорошо согласующихся с планетарной трещиноватостью, обусловленной ротационными напряжениями верхней оболочки Земли. Эти направления одинаково свойственны как горно-складчатым, так и смежным с ними платформенным областям.
Кольцевые структуры, иначе называемые изометричными, концентрическими, центрального типа, ринг-структурами, представляют собой геологические тела разного генезиса и возраста, у которых есть центр симметрии. Выявляются они различными методами: геологической съемкой, геоморфологическими, геофизическими. На КС эти структуры выражаются спектрометрическими аномалиями и рисунками изображения и подчеркиваются нередко системами концентрических и дуговых элементов. Кольцевые структуры известны давно, но с появлением КС они стали предметом особого внимания геологов. Большой интерес к ним вызван не толькотем, что благодаря КС кольцевые структуры стали устанавливаться повсеместно, а главным образом потому, что более чем к 70% из них оказались приурочены различные виды полезных ископаемых.
Это имеет крайне важное отношение к геологии.
Размеры кольцевых структур – от десятков километров до многих сотен и первых тысяч километров в поперечнике. Происхождение их разнообразно, а распространение на континентах примерно равномерно. Однако кольцевые структуры различных генетических типов группируются в разных по геологическому строению и истории развития регионах. Расположение их отражает латеральные структурно-вещественные неоднородности разных глубинных уровней Земли.
Физико-геологические процессы, протекающие на поверхности Земли, могут также приводить к образованию кольцевых структур, например: карстовых (при растворении и выщелачивании горных пород поверхностными и подземными водами), суффозионных (при выносе подземными водами тончайших частиц), термокарстовых (при вытаивании подземного льда) просадок и т.п.
На космических снимках выявляются кольцевые структуры и внеземного происхождения.
Космогенные структуры имеют характерные морфологические особенности: небольшую глубину по сравнению с диаметром, кольцевой, периферийный вал вокруг воронки и центральную горку. Размеры их варьируют от нескольких десятков метров до 100 км (преобладают 2-33 км), а возраст известных структур – от современности (Сихотэ-Алинь) до 2 млрд лет (Вредефорт в Южной Африке).
Ведущим признаком космогенного генезиса структур является наличие метеоритного вещества в значительных количествах и следов шок-метаморфизма в породах. Похожие структуры и слагающие их породы и минералы образуются при специфическом вулканизме, связанном с природными химическими газовыми взрывами. При развитии близповерхностного газонасыщенного магматического очага в ходе неоднократных резких колебаний температур и давлений, катастрофически быстрого отделения огромного объема газов и их взрывного окисления может возникнуть вся гамма эффектов ударного метаморфизма. Эндогенное происхождение таких криптовулканических структур доказывается длительностью и сложностью процессов их образования, закономерной локализацией, присутствием пород с признаками ударного метаморфизма за пределами структур, аналогией с породами явно эндогенного происхождения.
Площадные объекты на космических снимках имеют сложные очертания и представлены складчатыми и блоковыми тектоническими деформациями, структурно-вещественными комплексами горных пород, генетическими типами рыхлых отложений.
На космических снимках прежде и лучше всего отражены основные формы современного рельефа, которые определены в основных своих чертах позднекайнозойской структурой, сформированной эндогенными процессами за последние 35-40 млн лет. Поэтому на снимках континентального уровня генерализации выделяются крупные латеральные неоднородности земной коры и литосферы с различной интенсивностью и направленностью (поднятия / опускания) новейших тектонических движений, границы которых совпадают с линеаментами. В орогенических областях такие площадные объекты представлены антиклинальными и синклинальными мегаскладками основания и мезозойско-кайнозойскими складками чехла, горстами, грабенами, впадинами разной морфологии, выраженными в рельефе. В платформенных областях, где фундамент, за исключением щитов, перекрыт чехлом осадочных отложений, а амплитуды тектонических движений и деформаций на порядок ниже, геологические структуры устанавливаются по косвенным, ландшафтно-индикационным признакам.
На космических снимках более крупного масштаба и пространственного разрешения дешифрируются геологические тела, образованные стратифицированными толщами относительно выдержанного вещественного состава и однотипного характера дислоцированности (вещественно-структурные комплексы). Детальность их расчленения зависит от геолого-структурных и ландшафтно-климатических особенностей района. Наиболее высокая она в геологически открытых районах с литоморфным рельефом, где на современный денудационный срез выведены коренные породы разного возраста, и с различными противоденудационными свойствами, нашедшими отражение в рельефе: крепкие породы образуют гряды, а менее прочные – межгрядовые понижения. В геологически закрытых районах плит, где на поверхности на больших площадях распространены четвертичные отложения, возможно выделение генетических типов четвертичных отложений (флювиальных, ледниковых, делювиальных). Информативность космических снимков разная в регионах с различным геологическим и геоморфологическим строением.
Заключение
В работе была исследована важная тема космических методов в геологии, имеющая прямое отношение к самым разным сферам - добыче полезных ископаемых, прогнозированию опасных явлений вроде землетрясений, экологическим вопросам.
Можно сделать следующий вывод.
КС нашли широкое применение при геологических исследованиях, прогнозировании и поисках месторождений полезных ископаемых, изучении сейсмоопасных зон и активности экзогенных процессов (эрозионных, абразионных, карстово-суффозионных, склоновых обвально-оползневых), инженерно-геологических изысканиях, структурно-геоморфологических и неотектонических исследованиях, изучении шельфа, мониторинге геологической среды, в геоэкологии. Применению космической информации в геологии посвящено очень много научных работ, лишь малая часть из которых приведена ниже в списке литературы.
Дальнейшее совершенствование применения метода исследования КС может привести к большому упрощению геологических (и не только) изысканий.
Список используемой литературы
1. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли: Пер. с нем. / П. Кронберг. - М.: Мир, 2008. 343 с.
2. Кац Я.Г., Рябухин А.Г. Космическая геология: Просвещение, Москва, 1984. 80 стр.
3. Михайлов А.Е., Корчуганова Н.И., Баранов Ю.Б. Дистанционные методы в геологии. / Е.А. Михайлов, И.Н. Корчуганова, Б.Ю. Баранов. - М.: Недра, 1993. 224 с.
4. Сафонов Ю.Г., Космическая информация в геологии. М.: Наука, 2003. 536 с.
5. Смирнов Л.Е. Аэрокосмические методы географических исследований: Издательство Санкт-Петербургского Университета, 2005. 352 стр.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 158; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!