地球探査

地球探査、地球の表面とその内部の調査。

20世紀初頭までに、北極圏と南極地方を除いて、地球表面のほとんどが少なくとも表面的に探査されていました。今日、ランドマップのマークされていない最後のエリアは、航空機や衛星からのレーダーや写真のマッピングによって埋められています。マップする最後のエリアの1つは、パナマ運河とコロンビアの間のダリエン半島でした。重い雲、安定した雨、密なジャングルの植生のため、探査は困難でしたが、空中レーダーが雲のカバーを突き抜けて、信頼性の高い詳細な地図を作成することができました。近年、地球衛星から返されたデータは、この地域が乾燥していなかった時代の遺物であるサハラ砂漠の排水パターンなど、いくつかの注目すべき発見につながっています。

歴史的には、地球の内部の探査は表面近くに限定されていましたが、これは主に表面で行われた発見を下方に追跡することの問題でした。この主題に関する今日の科学的知識のほとんどは、第二次世界大戦以降に実施された地球物理学の研究を通じて得られたものであり、地球深部は21世紀の主要なフロンティアのままです。

これらの地域にセンサーや関連デバイスを配置することで、宇宙や海の深さの調査が容易になりました。しかし、この方法で研究できるのは、地球の地下領域のごく限られた部分だけです。調査員は最上部の地殻のみにドリルで穴を開けることができ、高コストは穴を開けることができる穴の数を厳しく制限します。これまでに掘削された最も深いボアホールは、約10キロメートル（6マイル）の深さまでしか延びていません。直接探査は非常に制限されているため、調査者は地球物理学的測定に大きく依存することを余儀なくされています（以下の方法論と計測を参照）。

主な目的と成果

科学的な好奇心、つまり地球の性質をよりよく理解したいという願望は、地球の表面と表面下の領域を探索する主な動機です。もう一つの大きな動機は、経済的利益の見通しです。生活水準の向上により、水、燃料、その他の材料の需要が高まり、経済的インセンティブが生まれました。純粋な知識は、多くの場合、利益志向の探求の副産物でした。同様に、科学的知識の探求から、実質的な経済的利益がもたらされました。

多くの地表および地下の探査プロジェクトが、次の場所を特定する目的で行われています。（1）石油、天然ガス、および石炭。（2）商業的に重要なミネラル（鉄、銅、ウランの鉱石など）と建材の堆積物（砂、砂利など）の濃度。（3）回収可能な地下水。（4）工学計画のためのさまざまな深さのさまざまな岩の種類。（5）暖房および電気のための地熱予備。（6）考古学的特徴。

安全性への懸念から、主要な建設プロジェクトに着手する前に、起こり得る危険の広範な調査が促されています。ダム、発電所、原子炉、工場、トンネル、道路、有害廃棄物保管場所などの場所は、安定しており、基礎となる地層が建設の重さからずれたりスライドしたりせず、障害時に移動することを保証する必要があります。地震、または水や廃棄物の浸透を許可します。したがって、地震と火山噴火の予測と制御は、そのような危険に敏感な国である米国と日本における主要な研究分野です。物理探査は、通常、物理探査を検証するために掘削されているボアホールもありますが、テストボアホールだけの場合よりも完全な図を提供します。

方法論と計測

地球物理学的手法には、反射率、磁気、重力、音波または弾性波、放射能、熱流、電気、および電磁気の測定が含まれます。ほとんどの測定は陸または海の表面で行われますが、一部は航空機または衛星から取得され、さらに他の測定はボアホールまたは鉱山の地下および海底で行われます。

地球物理学的マッピングは、隣接する岩体の物理的性質の違いの存在に依存しています。つまり、求められているものと周囲のものの間の違いです。多くの場合、違いは、求められているもの以外に関連するものによって提供されます。例としては、油の蓄積のトラップを形成する堆積層の構成、地下水流に影響を与える可能性のある排水パターン、鉱物が濃縮されている可能性のある堤防や母岩などがあります。異なる方法は、異なる物理的性質に依存します。どの特定の方法が使用されるかは、求められているものによって決まります。ただし、ほとんどの場合、1つの方法からではなく、方法の組み合わせからのデータは、はるかに明確な画像を生成します。