Zemes izpēte, Zemes virsmas un tās iekšpuses izpēte.
Līdz 20. gadsimta sākumam lielākā daļa Zemes virsmas bija izpētīta, vismaz virspusēji, izņemot Arktikas un Antarktikas reģionus. Šodien pēdējais no neatzīmētajiem apgabaliem zemes kartēs ir aizpildīts ar radaru un fotogrāfisku kartēšanu no lidmašīnām un satelītiem. Viens no pēdējiem kartējamajiem apgabaliem bija Darēna pussalā starp Panamas kanālu un Kolumbiju. Spēcīgi mākoņi, vienmērīgs lietus un blīva džungļu veģetācija apgrūtināja tā izpēti, taču gaisā esošais radars spēja iekļūt mākoņu segā, lai iegūtu ticamas, detalizētas apkārtnes kartes. Pēdējos gados dati, ko atgriezušies Zemes pavadoņi, ir noveduši pie vairākiem ievērojamiem atklājumiem, piemēram, kanalizācijas paraugiem Sahārā, kas ir perioda, kad šis reģions nebija sausa, relikti.
Vēsturiski Zemes interjera izpēte aprobežojās ar tuvu virsmu, un tas lielā mērā bija saistīts ar to, lai zemāk tiktu novēroti atklājumi, kas veikti virspusē. Lielākā daļa mūsdienu zinātnisko atziņu par šo tēmu ir iegūtas, veicot ģeofiziskos pētījumus, kas veikti kopš Otrā pasaules kara, un dziļā Zeme joprojām ir galvenā robeža 21. gadsimtā.
Kosmosa un okeāna dziļuma izpēti ir veicinājusi sensoru un saistīto ierīču izvietošana šajos reģionos. Tomēr šādā veidā var izpētīt tikai ļoti nelielu daļu no Zemes pazemes reģioniem. Izmeklētāji var urbt tikai augšējo garoza, un augstās izmaksas stingri ierobežo urbto urbumu skaitu. Līdz šim dziļākā dziļurbuma urbums sniedzas tikai aptuveni 10 kilometru (6 jūdzes) dziļumā. Tā kā tieša izpēte ir tik ierobežota, izmeklētāji ir spiesti plaši paļauties uz ģeofizikāliem mērījumiem (skatīt zemāk metodiku un instrumentus).
Galvenie mērķi un sasniegumi
Zinātniskā zinātkāre, vēlme labāk izprast Zemes dabu, ir galvenais motīvs, lai izpētītu tās virszemes un pazemes reģionus. Vēl viens svarīgs motīvs ir ekonomiskās peļņas izredzes. Uzlabots dzīves līmenis ir palielinājis pieprasījumu pēc ūdens, degvielas un citiem materiāliem, radot ekonomiskus stimulus. Tīras zināšanas bieži ir peļņas motivētas izpētes blakusprodukts; tāpat zinātnisko zināšanu meklējumi ir devuši ievērojamus ekonomiskus ieguvumus.
Daudzi virszemes un pazemes izpētes projekti tiek veikti ar mērķi noteikt: 1) naftu, dabas gāzi un ogles; 2) komerciāli nozīmīgu minerālu (piemēram, dzelzs, vara un urāna rūdas) un būvmateriālu (smilts, grants utt.) Nogulsnes; 3) reģenerējami gruntsūdeņi; (4) dažādi iežu veidi dažādos dziļumos inženiertehniskajai plānošanai; 5) ģeotermiskās rezerves apkurei un elektrībai; un 6) arheoloģiskās pazīmes.
Rūpes par drošību ir rosinājušas plaši meklēt iespējamos draudus pirms lielu būvniecības projektu uzsākšanas. Vietām aizsprostiem, elektrostacijām, kodolreaktoriem, rūpnīcām, tuneļiem, ceļiem, bīstamo atkritumu glabātuvēm utt. Jābūt stabilām un jāsniedz pārliecība, ka pamatā esošie veidojumi nenobīdīsies vai neslīdēs no konstrukcijas svara, pārvietojas gar bojājumu zemestrīce vai atļaut ūdens vai atkritumu noplūdi. Attiecīgi zemestrīču un vulkānu izvirdumu prognozēšana un kontrole ir galvenās pētījumu jomas Amerikas Savienotajās Valstīs un Japānā, valstīs, kuras ir uzņēmīgas pret šādiem draudiem. Ģeofiziskie pētījumi sniedz pilnīgāku ainu nekā tikai testētie urbumi, kaut arī daži urbumi parasti tiek urbti, lai pārbaudītu ģeofizikālo interpretāciju.
Metodika un instrumenti
Ģeofiziskās metodes ietver refleksijas, magnētisma, smaguma, akustisko vai elastīgo viļņu, radioaktivitātes, siltuma plūsmas, elektrības un elektromagnētisma mērīšanu. Lielākā daļa mērījumu tiek veikti uz sauszemes vai jūras virsmas, bet daži tiek ņemti no lidmašīnām vai satelītiem, bet vēl citi tiek veikti pazemē urbumos vai raktuvēs un okeāna dziļumā.
Ģeofiziskā kartēšana ir atkarīga no tā, vai pastāv atšķirības blakus esošo klinšu ķermeņu fizikālajās īpašībās, ti, starp to, kas tiek meklēts, un apkārtnes īpašībām. Bieži vien atšķirību nodrošina kaut kas saistīts, bet ne tas, kas tiek meklēts. Kā piemēri var minēt nogulšņu slāņu konfigurāciju, kas veido slazdu eļļas uzkrāšanai, drenāžas shēmu, kas varētu ietekmēt gruntsūdeņu plūsmu, vai aizsprostu vai pamatiežu, kur var koncentrēties minerāli. Atšķirīgas metodes ir atkarīgas no dažādām fizikālajām īpašībām. To, kura konkrētā metode tiek izmantota, nosaka tas, kas tiek meklēts. Vairumā gadījumu dati, kas iegūti no metožu kombinācijas, nevis tikai no vienas metodes, dod daudz skaidrāku priekšstatu.
