Thám hiểm trái đất

Thám hiểm trái đất, điều tra bề mặt Trái đất và bên trong của nó.

• 

• 

Vào đầu thế kỷ 20, hầu hết bề mặt Trái đất đã được khám phá, ít nhất là bề ngoài, ngoại trừ khu vực Bắc Cực và Nam Cực. Ngày nay, khu vực cuối cùng không được đánh dấu trên bản đồ trên mặt đất đã được lấp đầy bởi radar và bản đồ ảnh từ máy bay và vệ tinh. Một trong những khu vực cuối cùng được lập bản đồ là bán đảo Darién giữa Kênh đào Panama và Colombia. Những đám mây lớn, mưa ổn định và thảm thực vật rừng rậm dày đặc khiến việc thám hiểm của nó trở nên khó khăn, nhưng radar trên không có thể xuyên qua lớp mây để tạo ra các bản đồ chi tiết, đáng tin cậy của khu vực. Trong những năm gần đây, dữ liệu được trả về bởi các vệ tinh Trái đất đã dẫn đến một số khám phá đáng chú ý, ví dụ, các mô hình thoát nước ở Sahara, là di tích của một thời kỳ khi khu vực này không khô cằn.

Trong lịch sử, việc thăm dò bên trong Trái đất bị giới hạn ở bề mặt gần, và điều này phần lớn là theo dõi những khám phá được thực hiện ở bề mặt. Hầu hết kiến ​​thức khoa học ngày nay về chủ đề này đã có được thông qua nghiên cứu địa vật lý được thực hiện kể từ Thế chiến II, và Trái đất sâu vẫn là một biên giới chính trong thế kỷ 21.

Việc khám phá không gian và độ sâu đại dương đã được tạo điều kiện thuận lợi bằng việc đặt các cảm biến và các thiết bị liên quan ở các khu vực này. Tuy nhiên, chỉ một phần rất hạn chế của các khu vực dưới mặt đất của Trái đất có thể được nghiên cứu theo cách này. Các nhà điều tra chỉ có thể khoan vào lớp vỏ trên cùng và chi phí cao sẽ hạn chế nghiêm trọng số lượng lỗ có thể khoan. Các lỗ khoan sâu nhất cho đến nay khoan kéo dài chỉ đến độ sâu khoảng 10 km (6 dặm). Bởi vì thăm dò trực tiếp rất hạn chế, các nhà điều tra buộc phải dựa nhiều vào các phép đo địa vật lý (xem bên dưới Phương pháp và thiết bị đo).

Mục tiêu và thành tựu chính

Sự tò mò về khoa học, mong muốn hiểu rõ hơn về bản chất của Trái đất, là một động lực chính để khám phá các khu vực bề mặt và dưới bề mặt của nó. Một động lực quan trọng khác là triển vọng lợi nhuận kinh tế. Cải thiện mức sống đã làm tăng nhu cầu về nước, nhiên liệu và các vật liệu khác, tạo ra các ưu đãi kinh tế. Kiến thức thuần túy thường là sản phẩm phụ của hoạt động thăm dò có lợi nhuận; bởi cùng một mã thông báo, lợi ích kinh tế đáng kể đã đạt được từ việc tìm kiếm kiến ​​thức khoa học.

Nhiều dự án thăm dò bề mặt và dưới bề mặt được thực hiện với mục đích định vị: (1) dầu, khí đốt tự nhiên và than đá; (2) nồng độ các khoáng chất quan trọng về mặt thương mại (ví dụ, quặng sắt, đồng và urani) và các vật liệu xây dựng (cát, sỏi, v.v.); (3) nước ngầm có thể phục hồi; (4) các loại đá khác nhau ở độ sâu khác nhau để lập kế hoạch kỹ thuật; (5) dự trữ địa nhiệt để sưởi ấm và điện; và (6) đặc điểm khảo cổ.

Mối quan tâm về an toàn đã thúc đẩy tìm kiếm rộng rãi cho các mối nguy hiểm có thể có trước khi các dự án xây dựng lớn được thực hiện. Các vị trí cho đập, nhà máy điện, lò phản ứng hạt nhân, nhà máy, đường hầm, đường, kho chứa chất thải nguy hại, v.v … cần phải ổn định và đảm bảo rằng các thành tạo bên dưới sẽ không dịch chuyển hoặc trượt khỏi trọng lượng của công trình, di chuyển dọc theo một lỗi một trận động đất, hoặc cho phép thấm nước hoặc chất thải. Theo đó, dự đoán và kiểm soát động đất và phun trào núi lửa là lĩnh vực nghiên cứu chính ở Hoa Kỳ và Nhật Bản, các quốc gia dễ bị nguy hiểm như vậy. Các khảo sát địa vật lý cung cấp một bức tranh hoàn chỉnh hơn so với các lỗ khoan thử nghiệm, mặc dù một số lỗ khoan thường được khoan để xác minh việc giải thích địa vật lý.

Phương pháp và thiết bị

Kỹ thuật địa vật lý bao gồm đo độ phản xạ, từ tính, trọng lực, sóng âm hoặc đàn hồi, phóng xạ, dòng nhiệt, điện và điện từ. Hầu hết các phép đo được thực hiện trên bề mặt đất hoặc biển, nhưng một số được lấy từ máy bay hoặc vệ tinh, và một số khác được thực hiện dưới lòng đất trong các lỗ khoan hoặc hầm mỏ và ở độ sâu đại dương.

Lập bản đồ địa vật lý phụ thuộc vào sự tồn tại của sự khác biệt về tính chất vật lý của các vật thể liền kề của đá Đá tức là, giữa bất cứ thứ gì đang được tìm kiếm và những thứ xung quanh. Thường thì sự khác biệt được cung cấp bởi một cái gì đó liên quan đến nhưng khác với những gì đang được tìm kiếm. Các ví dụ bao gồm cấu hình các lớp trầm tích tạo thành bẫy tích tụ dầu, mô hình thoát nước có thể ảnh hưởng đến dòng nước ngầm hoặc đê hoặc đá chủ nơi tập trung khoáng chất. Các phương pháp khác nhau phụ thuộc vào tính chất vật lý khác nhau. Phương pháp cụ thể nào được sử dụng được xác định bởi những gì đang được tìm kiếm. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, dữ liệu từ sự kết hợp của các phương thức thay vì chỉ từ một phương thức mang lại một bức tranh rõ ràng hơn nhiều.