Jordutforskning

Jordutforskning, undersökningen av jordens yta och dess inre.

I början av 1900-talet hade de flesta av jordens ytor utforskats, åtminstone ytligt, med undantag för de arktiska och antarktiska regionerna. Idag har de sista av de omarkerade områdena på landkartor fyllts i med radar och fotografisk kartläggning från flygplan och satelliter. Ett av de sista områden som kartlades var Darién-halvön mellan Panamakanalen och Colombia. Tunga moln, stadig regn och tät djungelvegetation gjorde dess utforskning svår, men luftburen radar kunde tränga in i molntäcket för att producera pålitliga, detaljerade kartor över området. Under de senaste åren har data som återlämnats av jordsatelliter lett till flera anmärkningsvärda upptäckter, som till exempel dräneringsmönster i Sahara, som är reliker från en period då denna region inte var torr.

Historiskt sett utforskades jordens inre till den nära ytan, och det handlade i stor utsträckning om att följa de upptäckter som gjorts vid ytan nedåt. De flesta nutida vetenskapliga kunskaper om ämnet har erhållits genom geofysisk forskning som genomförts sedan andra världskriget, och den djupa jorden förblir en viktig gräns i 2000-talet.

Utforskningen av rymden och havsdjupet har underlättats genom placering av sensorer och relaterade enheter i dessa regioner. Endast en mycket begränsad del av jordens jordområden kan emellertid studeras på detta sätt. Utredare kan bara borra i den översta skorpan, och de höga kostnaderna begränsar kraftigt antalet hål som kan borras. Det hittills borrade borrhålet sträcker sig bara till ett djup på cirka 10 kilometer. Eftersom direkt utforskning är så begränsad tvingas utredare att förlita sig mycket på geofysiska mätningar (se nedan Metod och instrumentering).

Primära mål och prestationer

Vetenskaplig nyfikenhet, önskan att bättre förstå jordens natur, är ett viktigt motiv för att utforska dess ytor och underjordiska regioner. Ett annat viktigt motiv är utsikterna till ekonomisk vinst. Förbättrade levnadsstandarder har ökat efterfrågan på vatten, bränsle och andra material och skapat ekonomiska incitament. Ren kunskap har ofta varit en biprodukt av vinstmotiverad utforskning; På samma sätt har betydande ekonomiska fördelar resulterat från strävan efter vetenskaplig kunskap.

Många undersökande projekt på ytan och under marken genomförs i syfte att lokalisera: (1) olja, naturgas och kol; (2) koncentrationer av kommersiellt viktiga mineraler (till exempel malm av järn, koppar och uran) och avlagringar av byggnadsmaterial (sand, grus, etc.); (3) återvinningsbart grundvatten; (4) olika bergarter på olika djup för teknisk planering; (5) geotermiska reserver för uppvärmning och el; och (6) arkeologiska drag.

Oro för säkerheten har lett till omfattande sökningar efter möjliga faror innan större byggprojekt genomförs. Platser för dammar, kraftverk, kärnreaktorer, fabriker, tunnlar, vägar, deponier för farligt avfall osv. Måste vara stabila och säkerställa att underliggande formationer inte förskjuts eller glider från konstruktionens vikt, rör sig längs ett fel under en jordbävning eller tillåta att vatten eller avfall sipps ut. Följaktligen är förutsägelse och kontroll av jordbävningar och vulkanutbrott viktiga forskningsområden i USA och Japan, länder som är mottagliga för sådana faror. Geofysiska undersökningar ger en mer fullständig bild än testborrhål ensam, även om vissa borrhål vanligtvis borras för att verifiera den geofysiska tolkningen.

Metod och instrumentering

Geofysiska tekniker innefattar mätning av reflektivitet, magnetism, tyngdkraft, akustiska eller elastiska vågor, radioaktivitet, värmeflöde, elektricitet och elektromagnetism. De flesta mätningar görs på ytan av landet eller havet, men vissa tas från flygplan eller satelliter, och andra görs under jord i borrhål eller gruvor och vid havsdjup.

Geofysisk kartläggning beror på att det finns en skillnad i fysiska egenskaper hos angränsande bergkroppar - det vill säga mellan vad man söker och omgivningarna. Ofta tillhandahålls skillnaden av något som är associerat med men annat än vad man söker. Exempel inkluderar en konfiguration av sedimentära lager som bildar en fälla för oljeuppsamling, ett dräneringsmönster som kan påverka grundvattenflödet, eller en dike eller värdberg där mineraler kan koncentreras. Olika metoder beror på olika fysiska egenskaper. Vilken specifik metod som används bestäms av vad som söks. I de flesta fall ger dock data från en kombination av metoder snarare än från en metod en mycket tydligare bild.