Exploración de la Tierra , la investigación de la superficie de la Tierra y de su interior.
Quiz Exploración europea: ¿realidad o ficción? Fernando de Magallanes fue el primer europeo en ver la isla de Dominica.A principios del siglo XX, la mayor parte de la superficie de la Tierra se había explorado, al menos superficialmente, a excepción de las regiones ártica y antártica. Hoy en día, la última de las áreas no marcadas en los mapas terrestres ha sido completada por radar y cartografía fotográfica de aviones y satélites. Una de las últimas áreas en ser mapeadas fue la península de Darién entre el Canal de Panamá y Colombia. Las densas nubes, la lluvia constante y la densa vegetación de la jungla dificultaron su exploración, pero el radar aéreo pudo penetrar la capa de nubes para producir mapas confiables y detallados del área. En los últimos años, los datos devueltos por los satélites terrestres han dado lugar a varios descubrimientos notables, como, por ejemplo, los patrones de drenaje en el Sahara, que son reliquias de un período en el que esta región no era árida.
Históricamente, la exploración del interior de la Tierra se limitó a la superficie cercana, y esto fue en gran parte una cuestión de seguir hacia abajo los descubrimientos hechos en la superficie. La mayor parte del conocimiento científico actual sobre el tema se ha obtenido a través de la investigación geofísica realizada desde la Segunda Guerra Mundial, y la Tierra profunda sigue siendo una frontera importante en el siglo XXI.
La exploración del espacio y las profundidades del océano se ha visto facilitada por la colocación de sensores y dispositivos relacionados en estas regiones. Sin embargo, solo una porción muy limitada de las regiones del subsuelo de la Tierra puede estudiarse de esta manera. Los investigadores pueden perforar solo en la corteza superior y el alto costo limita en gran medida el número de orificios que se pueden perforar. El pozo más profundo perforado hasta ahora se extiende solo a una profundidad de unos 10 kilómetros (6 millas). Debido a que la exploración directa está tan restringida, los investigadores se ven obligados a depender ampliamente de las mediciones geofísicas (ver más adelante Metodología e instrumentación).
Objetivos y logros principales
La curiosidad científica, el deseo de comprender mejor la naturaleza de la Tierra, es un motivo principal para explorar sus regiones superficiales y subsuperficiales. Otro motivo clave es la perspectiva de beneficios económicos. Los mejores niveles de vida han aumentado la demanda de agua, combustible y otros materiales, creando incentivos económicos. El conocimiento puro ha sido a menudo un subproducto de la exploración motivada por las ganancias; del mismo modo, se han obtenido importantes beneficios económicos de la búsqueda del conocimiento científico.
Se llevan a cabo muchos proyectos exploratorios superficiales y subterráneos con el objetivo de localizar: (1) petróleo, gas natural y carbón; (2) concentraciones de minerales comercialmente importantes (por ejemplo, minerales de hierro, cobre y uranio) y depósitos de materiales de construcción (arena, grava, etc.); (3) agua subterránea recuperable; (4) varios tipos de rocas a diferentes profundidades para la planificación de ingeniería; (5) reservas geotérmicas para calefacción y electricidad; y (6) características arqueológicas.
La preocupación por la seguridad ha provocado búsquedas exhaustivas de posibles peligros antes de emprender proyectos de construcción importantes. Los sitios para presas, plantas de energía, reactores nucleares, fábricas, túneles, carreteras, depósitos de desechos peligrosos, etc., deben ser estables y garantizar que las formaciones subyacentes no se desplacen o se deslicen por el peso de la construcción, se muevan a lo largo de una falla durante un terremoto, o permitir la filtración de agua o desechos. En consecuencia, la predicción y el control de terremotos y erupciones volcánicas son campos importantes de investigación en los Estados Unidos y Japón, países susceptibles a tales peligros. Los levantamientos geofísicos proporcionan una imagen más completa que los pozos de prueba por sí solos, aunque algunos pozos generalmente se perforan para verificar la interpretación geofísica.
Metodología e instrumentación
Las técnicas geofísicas implican medir la reflectividad, el magnetismo, la gravedad, las ondas acústicas o elásticas, la radioactividad, el flujo de calor, la electricidad y el electromagnetismo. La mayoría de las mediciones se realizan en la superficie de la tierra o el mar, pero algunas se toman desde aviones o satélites, y otras se realizan bajo tierra en pozos o minas y en las profundidades del océano.
El mapeo geofísico depende de la existencia de una diferencia en las propiedades físicas de los cuerpos de roca adyacentes, es decir, entre lo que se busca y los del entorno. A menudo, la diferencia la proporciona algo asociado pero distinto de lo que se busca. Los ejemplos incluyen una configuración de capas sedimentarias que forman una trampa para la acumulación de petróleo, un patrón de drenaje que podría afectar el flujo de agua subterránea o un dique o roca huésped donde se pueden concentrar minerales. Los diferentes métodos dependen de diferentes propiedades físicas. El método en particular que se utilice está determinado por lo que se busca. En la mayoría de los casos, sin embargo, los datos de una combinación de métodos en lugar de simplemente un método dan una imagen mucho más clara.
Sensores remotos
Esto comprende mediciones de radiación electromagnética desde el suelo, generalmente de energía reflejada en varios rangos espectrales medidos desde aviones o satélites. La teledetección abarca la fotografía aérea y otros tipos de mediciones que generalmente se muestran en forma de imágenes similares a fotografías. Sus aplicaciones involucran una amplia gama de estudios, incluidas investigaciones cartográficas, botánicas, geológicas y militares.
Las técnicas de teledetección implican el uso de combinaciones de imágenes. Las imágenes de diferentes rutas de vuelo se pueden combinar para permitir que un intérprete perciba características en tres dimensiones, mientras que aquellas en diferentes bandas espectrales pueden identificar tipos específicos de roca, suelo, vegetación y otras entidades, donde las especies tienen valores de reflectancia distintivos en diferentes regiones espectrales. ( es decir,firmas de tono). Las imágenes tomadas a intervalos permiten observar los cambios que se producen a lo largo del tiempo, como el crecimiento estacional de un cultivo o los cambios provocados por una tormenta o una inundación. Las que se toman en diferentes momentos del día o en diferentes ángulos solares pueden revelar características bastante distintas; por ejemplo, las características del fondo marino en aguas relativamente poco profundas en un mar en calma pueden mapearse cuando el sol está alto. La radiación del radar penetra en las nubes y, por lo tanto, permite mapear desde arriba. El radar de vuelo lateral (SLAR) es sensible a los cambios en la pendiente del terreno y la rugosidad de la superficie. Al registrar imágenes de trayectorias de vuelo adyacentes, los pares estéreo sintéticos pueden dar elevaciones del suelo.
La energía térmica infrarroja es detectada por un escáner óptico-mecánico. El detector se enfría mediante una camisa de nitrógeno líquido (o helio líquido) que lo encierra, lo que hace que el instrumento sea sensible a longitudes de onda largas y lo aísla de la radiación térmica del entorno inmediato. Un espejo giratorio dirige la radiación proveniente de varias direcciones hacia el sensor. Se puede crear una imagen mostrando la salida en una forma sincronizada con la dirección del haz (como con un tubo de rayos catódicos). La radiación infrarroja permite mapear las temperaturas de la superficie con una precisión de menos de un grado y, por lo tanto, muestra los efectos de los fenómenos que producen variaciones de temperatura, como el movimiento de las aguas subterráneas.
Las imágenes Landsat se encuentran entre las más utilizadas. Se producen con datos obtenidos de un escáner multiespectral que se lleva a bordo de ciertos satélites Landsat estadounidenses que orbitan la Tierra a una altitud de unos 900 kilómetros. Las imágenes que cubren un área de 185 kilómetros cuadrados están disponibles para cada segmento de la superficie de la Tierra. Las mediciones del escáner se realizan en cuatro bandas espectrales: verde y roja en la parte visible del espectro y dos bandas infrarrojas. Los datos generalmente se muestran asignando arbitrariamente diferentes colores a las bandas y luego superponiéndolos para hacer imágenes de “falso color”.
En geología, las imágenes Landsat se utilizan para delinear accidentes geográficos, afloramientos rocosos y litología superficial, características estructurales, áreas hidrotermales y sitios de recursos minerales. Los cambios en la vegetación revelados en las imágenes pueden distinguir diferentes tipos de suelo, diferencias sutiles de elevación, distribución del agua subterránea, subcultivo de rocas y distribución de elementos traza, entre otras cosas. Las líneas de características pueden distinguir estratos de roca plegada o rupturas de fallas incluso cuando las características primarias no son evidentes.
