Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жер физикасы және оның маңайы
Physics of the Earth and its vicinity
the journal
Геофизика ( /dʒ/iː/oʊ/'/f/ɪ/z/ɪ/k/s/) – Жер және оның айналасындағы ғарыш кеңістігінің физикалық процестері мен физикалық қасиеттерін, сондай-ақ оларды талдау үшін қолданылатын сандық әдістерді зерттейтін табиғаттану ғылымы. Геофизиктер, әдетте, жоғары білім алғанда геофизика, физика немесе Жер ғылымдарының бірін оқиды және ғылыми салалардың кең ауқымында зерттеулер жүргізеді. Геофизика термині классикалық түрде қатты Жерге қатысты қолданылады: Жердің пішіні; оның гравитациялық, магниттік және электромагниттік өрістері; ішкі құрылымы мен құрамы; динамикасы және олардың тектоникалық плиталар арқылы бетке проявлениеленуі, магмалардың пайда болуы, жанартау және тау жыныстарының қалыптасуы. Дегенмен, қазіргі геофизикалық ұйымдар мен ғалымдар су айналымын, оның ішінде қар мен мұзды; мұхиттар мен атмосфераның сұйық динамикасын; ионосфера мен магнитосферадағы электр және магнетизмді, сондай-ақ күн-Жер физикасын қамтитын кеңірек анықтама қолданады. Ай және басқа планеталармен байланысты мәселелер де қарастырылады. Геофизика 19 ғасырда жеке ғылым ретінде мойындалса да, оның тамырлары ежелгі заманға дейін жетеді. Алғашқы магниттік компастар магнитті тастардан жасалған, ал қазіргі заманғы магниттік компастар теңіз саяхаты тарихында маңызды рөл атқарды. Алғашқы сейсмикалық құрал 132 жылы жасалды. Исаак Ньютон механикалық теориясын су тасқыны мен күн мен түннің теңелуіне қолданды, ал Жердің пішінін, тығыздығын және гравитациялық өрісін, сондай-ақ су айналымының компоненттерін өлшеуге арналған құралдар жасалды. 20 ғасырда қатты Жер мен мұхитты қашықтықтан зерттеуге арналған геофизикалық әдістер әзірленді, және геофизика плиталар тектоникасы теориясын дамытуда маңызды рөл атқарды. Геофизика минералды ресурстар, табиғи қауіптерді азайту және қоршаған ортаны қорғау сияқты қоғамдық қажеттіліктерге қолданылады. Гравитациялық күштер тау жыныстарын тереңірек жатқан тау жыныстарына қысып, тереңдік артқан сайын олардың тығыздығын арттырады. Жер бетіндегі және одан жоғарыдағы гравитациялық үдеу мен гравитациялық потенциалды өлшеу минералды кен орындарын табу үшін пайдаланылуы мүмкін (гравитациялық аномалия және гравиметрияны қараңыз). Жылудың негізгі көздері: Жердің салқындауынан және планетаның жоғарғы қабығындағы радиоактивтіліктен туындаған бастапқы жылу. Фазалық өтулердің де әсері бар. Жылу көбінесе жылулық конвекция арқылы жер бетіне тасымалданады, бірақ екі жылулық шекаралық қабат бар: ядро-мантия шекарасы және литосфера, онда жылу өткізгіштік арқылы тасымалданады. Мантияның төменгі бөлігінен мантиялық қауырсындар арқылы де жылу көтеріледі. Жер бетіндегі жылу ағыны шамамен 4,2 × 10^(13) Вт құрайды, және бұл геотермальдық энергияның әлеуетті көзі болып табылады.
Geophysics (,/dʒ//iː//oʊ/'/f//ɪ//z//ɪ//k//s/) is a subject of natural science concerned with the physical processes and physical properties of the Earth and its surrounding space environment, and the use of quantitative methods for their analysis. Geophysicists, who usually study geophysics, physics, or one of the Earth sciences at the graduate level, complete investigations across a wide range of scientific disciplines. The term geophysics classically refers to solid earth applications: Earth's shape; its gravitational, magnetic fields, and electromagnetic fields ; its internal structure and composition; its dynamics and their surface expression in plate tectonics, the generation of magmas, volcanism and rock formation. However, modern geophysics organizations and pure scientists use a broader definition that includes the water cycle including snow and ice; fluid dynamics of the oceans and the atmosphere; electricity and magnetism in the ionosphere and magnetosphere and solar terrestrial physics; and analogous problems associated with the Moon and other planets. Although geophysics was only recognized as a separate discipline in the 19th century, its origins date back to ancient times. The first magnetic compasses were made from lodestones, while more modern magnetic compasses played an important role in the history of navigation. The first seismic instrument was built in 132 AD. Isaac Newton applied his theory of mechanics to the tides and the precession of the equinox; and instruments were developed to measure the Earth's shape, density and gravity field, as well as the components of the water cycle. In the 20th century, geophysical methods were developed for remote exploration of the solid Earth and the ocean, and geophysics played an essential role in the development of the theory of plate tectonics. Geophysics is applied to societal needs, such as mineral resources, mitigation of natural hazards and environmental protection. Gravitational forces make rocks press down on deeper rocks, increasing their density as the depth increases. Measurements of gravitational acceleration and gravitational potential at the Earth's surface and above it can be used to look for mineral deposits (see gravity anomaly and gravimetry). The main sources of heat are: primordial heat due to Earth's cooling and radioactivity in the planets upper crust. There is also some contributions from phase transitions. Heat is mostly carried to the surface by thermal convection, although there are two thermal boundary layers – the core–mantle boundary and the lithosphere – in which heat is transported by conduction. Some heat is carried up from the bottom of the mantle by mantle plumes. The heat flow at the Earth's surface is about 4.2 × 10^(13) W, and it is a potential source of geothermal energy.
Дәрелістер
Сейсмикалық толқындар – Жердің ішкі қабаттарында немесе бетімен қатар жүретін дірілдер. Жердің өзі де нормальді режимдер немесе Жердің еркін тербелістері деп аталатын түрлерде тербелуі мүмкін. Толқындардан немесе нормальді режимдерден туындаған жер қозғалысы сейсмографтармен өлшенеді. Егер толқындар жер сілкінісі немесе жарылыс сияқты белгілі бір нүктеден шыққан болса, оның орнын анықтау үшін бірнеше жердегі өлшемдер қолданылады. Жер сілкінісінің орындары плиталардың тектоникасы және мантия конвекциясы туралы мәліметтер береді. Бақыланатын көздерден алынған сейсмикалық толқындарды жазу толқындар өткен аймақ туралы ақпарат ұсынады. Тау жыныстарының тығыздығы немесе құрамы өзгергенде толқындар кері шағылысады. Кері шағылыс сейсмологиясы арқылы алынған деректер Жердің бірнеше шақырым тереңдігіндегі құрылымы туралы мол мәліметтер береді, геологияны жақсырақ түсінуге және мұнай мен газды іздеуге көмектеседі. Рефракция деп аталатын толқынның бағытындағы өзгерістер Жердің терең құрылымын анықтау үшін пайдаланылады.
Seismic waves are vibrations that travel through the Earth's interior or along its surface. The entire Earth can also oscillate in forms that are called normal modes or free oscillations of the Earth. Ground motions from waves or normal modes are measured using seismographs. If the waves come from a localized source such as an earthquake or explosion, measurements at more than one location can be used to locate the source. The locations of earthquakes provide information on plate tectonics and mantle convection. Recording of seismic waves from controlled sources provides information on the region that the waves travel through. If the density or composition of the rock changes, waves are reflected. Reflections recorded using Reflection Seismology can provide a wealth of information on the structure of the earth up to several kilometers deep and are used to increase our understanding of the geology as well as to explore for oil and gas. Changes in the travel direction, called refraction, can be used to infer the deep structure of the Earth.
Электр энергиясы
Біз электр қуатын көбінесе найзағай кезінде байқағанымен, жер бетіне қарай әрдайым 120 вольтқа жуық орташа электр өрісі болады. Қатты Жерге қатысты планета атмосферасының иондануы галактикалық ғарыш сәулелерінің оған енуінен туындайды, бұл оны жалпы оң зарядпен қалдырады. Глобальдік тізбекте шамамен 1800 амперлік ток ағып өтеді. Теллюрлық ток тығыздығының таралуын жер асты құрылымдарының электрлік кедергісінің өзгеруін анықтау үшін пайдалануға болады. Геофизиктер өздері де электр тогын тудыра алады (индукциялық поляризация және электрлік кедергі томографиясын қараңыз).
Although we mainly notice electricity during thunderstorms, there is always a downward electric field near the surface that averages 120 volts per meter. Relative to the solid Earth, the ionization of the planet's atmosphere is a result of the galactic cosmic rays penetrating it, which leaves it with a net positive charge. A current of about 1800 amperes flows in the global circuit. The distribution of telluric current density can be used to detect variations in electrical resistivity of underground structures. Geophysicists can also provide the electric current themselves (see induced polarization and electrical resistivity tomography).
Электромагниттік толқындар
Электромагниттік толқындар ионосферада, магнитосферада және Жердің сыртқы қабатында кездеседі. Таңғы ән (dawn chorus) Ван Аллен сәулелендіру белдеуіне түскен жоғары энергиялы электрондардың тұтқындалуынан туындайды деп саналады. Ұшқыштар (whistlers) найзағайдың шағылысуынан пайда болады. Сызылу (hiss) екеуінің де әсерінен туындауы мүмкін. Электромагниттік толқындар жер сілкінісі кезінде де пайда болуы мүмкін (сейсмоэлектромагнетизм қараңыз). Сыртқы қабықтың жоғары өткізгіштігі бар сұйық темірінде, электромагниттік индукция арқылы электр тогының әсерінен магниттік өрістер пайда болады. Альфвен толқындары – магнитосферада немесе Жердің ядросындағы магнитогидродинамикалық толқындар. Ядрода олар Жердің магниттік өрісіне байқалатын әсер етпеуі мүмкін, бірақ Россби магниттік толқындары сияқты баяу толқындар геомагниттік секулярлық өзгерістердің бір көзі болуы мүмкін. Геофизикалық іздеулерде қолданылатын электромагниттік әдістерге уақытша электромагнетизм, магнитотеллурика, жер бетіндегі ядролық магниттік резонанс және теңіз түбін электромагниттік тіркеу кіреді.
Electromagnetic waves occur in the ionosphere and magnetosphere as well as in Earth's outer core. Dawn chorus is believed to be caused by high energy electrons that get caught in the Van Allen radiation belt. Whistlers are produced by lightning strikes. Hiss may be generated by both. Electromagnetic waves may also be generated by earthquakes (see seismo electromagnetics). In the highly conductive liquid iron of the outer core, magnetic fields are generated by electric currents through electromagnetic induction. Alfvén waves are magnetohydrodynamic waves in the magnetosphere or the Earth's core. In the core, they probably have little observable effect on the Earth's magnetic field, but slower waves such as magnetic Rossby waves may be one source of geomagnetic secular variation. Electromagnetic methods that are used for geophysical survey include transient electromagnetics, magnetotellurics, surface nuclear magnetic resonance and electromagnetic seabed logging.
Магнетизм
Жердің магнит өрісі Жерді күннің қауіпті сәулеленуінен қорғайды және ұзақ жылдар бойы навигация үшін қолданылып келді. Ол сыртқы қабықтың сұйық қозғалысынан пайда болады. Жердің өрісі шамамен көлбеу дипольге ұқсас, бірақ уақыт өте келе өзгереді (бұл құбылыс геомагниттік секулярлық өзгеріс деп аталады). Көбінесе геомагниттік полюс географиялық полюске жақын болады, бірақ шамамен 440 000 жылдан 1 миллион жылға дейінгі кездейсоқ интервалдарда Жердің өрісінің полярлығы кері айналады. Геомагниттік полярлық уақыт шкаласында талданатын бұл геомагниттік кері айналулар соңғы 83 миллион жылда 184 полярлық аралықты қамтиды, олардың жиілігі уақыт өте келе өзгереді, соңғы Лашамп оқиғасының толыққанды кері айналуы 41 000 жыл бұрын соңғы мұз дәуірінде болған. Геологтар магниттік тау жыныстарында тіркелген геомагниттік кері айналуды магниттік стратиграфия арқылы байқады (табиғи қалдық магниттеуді қараңыз), ал олардың іздерін теңіз түбіндегі параллель, сызықтық магниттік аномалия жолақтары ретінде көруге болады. Бұл жолақтар теңіз түбінің таралуы туралы сандық мәліметтер береді, бұл плиталар тектоникасының бір бөлігі. Олар магниттік кері айналуларды басқа стратиграфиялармен сәйкестендіретін магниттік стратиграфияның негізі болып табылады, геологиялық уақыт шкаласын құруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, тау жыныстарындағы магниттеу материктердің қозғалысын өлшеу үшін қолданылуы мүмкін. Жылу шығаратын негізгі изотоптар – калий-40, уран-238, уран-235 және торий-232. Радиоактивті элементтер радиометриялық жас анықтау үшін қолданылады, бұл геохронологияда абсолюттік уақыт шкаласын орнатудың басты әдісі. Тұрақсыз изотоптар болжамды жылдамдықпен ыдырайды, ал әртүрлі изотоптардың ыдырау жылдамдықтары бірнеше рет өзгеше, сондықтан радиоактивті ыдырауды соңғы оқиғаларды және өткен геологиялық дәуірлердегі оқиғаларды дәл анықтау үшін пайдалануға болады. Жер бетінде және әуедегі гамма-спектрометрияны пайдалана отырып, радиометриялық карталау жер бетіндегі радиоизотоптардың концентрациясы мен таралуын карталау үшін қолданылуы мүмкін, бұл литологияны және өзгерістерді карталау үшін пайдалы.
The Earth's magnetic field protects the Earth from the deadly solar wind and has long been used for navigation. It originates in the fluid motions of the outer core. The Earth's field is roughly like a tilted dipole, but it changes over time (a phenomenon called geomagnetic secular variation). Mostly the geomagnetic pole stays near the geographic pole, but at random intervals averaging 440,000 to a million years or so, the polarity of the Earth's field reverses. These geomagnetic reversals, analyzed within a Geomagnetic Polarity Time Scale, contain 184 polarity intervals in the last 83 million years, with change in frequency over time, with the most recent brief complete reversal of the Laschamp event occurring 41,000 years ago during the last glacial period. Geologists observed geomagnetic reversal recorded in volcanic rocks, through magnetostratigraphy correlation (see natural remanent magnetization) and their signature can be seen as parallel linear magnetic anomaly stripes on the seafloor. These stripes provide quantitative information on seafloor spreading, a part of plate tectonics. They are the basis of magnetostratigraphy, which correlates magnetic reversals with other stratigraphies to construct geologic time scales. In addition, the magnetization in rocks can be used to measure the motion of continents. The main heat producing isotopes are potassium 40, uranium 238, uranium 235, and thorium 232. Radioactive elements are used for radiometric dating, the primary method for establishing an absolute time scale in geochronology. Unstable isotopes decay at predictable rates, and the decay rates of different isotopes cover several orders of magnitude, so radioactive decay can be used to accurately date both recent events and events in past geologic eras. Radiometric mapping using ground and airborne gamma spectrometry can be used to map the concentration and distribution of radioisotopes near the Earth's surface, which is useful for mapping lithology and alteration.
Сұйықтық динамикасы
Сұйық қозғалыстар магнитосферада, атмосферада, мұхиттарда, мантияда және ядрода болады. Тіпті мантияның өте жоғары тұтқырлығы болса да, ол ұзақ мерзім ішінде сұйықтық сияқты ағып жатады. Бұл ағын изостазия, мұздықтан кейінгі көтерілу және мантиялық маскаралар сияқты құбылыстарда көрінеді. Мантия ағыны тақталық тектониканы қозғайды, ал Жер ядросындағы ағын геодинамоны қозғайды. Жер ядросында балқыған темірдің айналымы Тейлор бағаналарымен құрылымдалған. Оның физикалық қасиеттері гидросфераны қалыптастырады және су айналымы мен климаттың маңызды бөлігі болып табылады. Оның термодинамикалық қасиеттері булануды және атмосферадағы температура градиентін анықтайды. Жауын-шашынның түрлерінің көптегені коалесценция, суыну және қанығу сияқты күрделі процестерді қамтиды. Кейбір жауған су жер асты суына айналады, ал жер асты суының ағыны сіңіру сияқты құбылыстарды қамтиды, ал судың өткізгіштігі жер асты суының ағынын қадағалау үшін электрлік және электромагниттік әдістерді тиімді етеді. Судың тұздылығы сияқты физикалық қасиеттері мұхиттардағы оның қозғалысына зор әсер етеді.
Fluid motions occur in the magnetosphere, atmosphere, ocean, mantle and core. Even the mantle, though it has an enormous viscosity, flows like a fluid over long time intervals. This flow is reflected in phenomena such as isostasy, post glacial rebound and mantle plumes. The mantle flow drives plate tectonics and the flow in the Earth's core drives the geodynamo. In the Earth's core, the circulation of the molten iron is structured by Taylor columns. Its physical properties shape the hydrosphere and are an essential part of the water cycle and climate. Its thermodynamic properties determine evaporation and the thermal gradient in the atmosphere. The many types of precipitation involve a complex mixture of processes such as coalescence, supercooling and supersaturation. Some precipitated water becomes groundwater, and groundwater flow includes phenomena such as percolation, while the conductivity of water makes electrical and electromagnetic methods useful for tracking groundwater flow. Physical properties of water such as salinity have a large effect on its motion in the oceans.
Жердің көлемі мен пішіні
Көпшілік пікірге қайшы, Жер толығымен шар тәрізді емес, оның орнына эллипсоид пішіндес, бұл планетаның тұрақты қозғалысынан туындайтын центробектік күштердің нәтижесі. Осы күштер планета диаметрінің экваторға қарай кеңеюіне және эллипсоид пішіннің қалыптасуына себеп болады. Сонымен қатар, таулар немесе мұхит шұңғылдары, тектоникалық плиталардың динамикасы және табиғи апаттар сияқты геологиялық факторлар планета пішінін одан әрі өзгерте алады. Жердің терең ішкі құрылымындағы сейсмикалық толқындардың қайта құрастырылуы, Жердің негізгі аймақтарын бөліп тұратын сейсмикалық жылдамдықтардағы маңызды үзілістерді көрсетеді: ішкі ядро, сыртқы ядро, мантия, литосфера және қыртыс. Мантия өзінің ішінде жоғарғы мантияға, өтпелі аймаққа, төменгі мантияға және D'' қабатына бөлінеді. Қыртыс пен мантияның арасында Мохоровичич үзілісі орналасқан. Абсолюттік координаталар ең көп жағдайда жаһандық позициялық жүйе (GPS) арқылы анықталады. Үш өлшемді координаталар төрт немесе одан көп спутниктерден алынған сигналдарды пайдаланып есептеледі және 1980 жылғы Геодезиялық анықтама жүйесіне сәйкестендіріледі. Оптикалық астрономия – балама әдіс, ол астрономиялық координаталар мен жергілікті гравитациялық векторды біріктіре отырып, геодезиялық координаталарды анықтайды. Бұл әдіс тек екі координата бойынша орналасуды ұсынады және GPS-ке қарағанда қолдануы қиын. Дегенмен, ол Жердің қозғалысын, мысалы, нутация мен Чандлер тербелісін өлшеу үшін пайдалы. Екі немесе одан көп нүктенің салыстырмалы орналасуын өте ұзын базалық интерферометрия арқылы анықтауға болады. Гравиметриялық өлшемдер геодезияның құрамына енді, себебі олар Жер бетіндегі өлшемдерді анықтамалық координаттар жүйесімен байланыстыру үшін қажет болды. Жер бетіндегі гравитациялық өлшемдер гравиметрлерді пайдалана отырып жүзеге асырылады, олар жер бетіне орнатылады немесе тікұшақтан қанатын соза отырып өлшеу жүргізіледі. 1960 жылдан бері Жердің гравитациялық өрісі спутниктердің қозғалысын талдау арқылы өлшеніп келеді. Теңіз деңгейі де спутниктер арқылы радарлық биіктік өлшеу арқылы өлшеніп, геоидтың дәлдігін арттыруға көмектеседі.
Contrary to popular belief, the earth is not entirely spherical but instead generally exhibits an ellipsoid shape which is a result of the centrifugal forces the planet generates due to its' constant motion. These forces cause the planets diameter to bulge towards the Equator and results in the ellipsoid shape. ), geological features such as mountains or ocean trenches, tectonic plate dynamics, and natural disasters can further distort the planet's shape. Reconstruction of seismic reflections in the deep interior indicates some major discontinuities in seismic velocities that demarcate the major zones of the Earth: inner core, outer core, mantle, lithosphere and crust. The mantle itself is divided into the upper mantle, transition zone, lower mantle and D′′ layer. Between the crust and the mantle is the Mohorovičić discontinuity. Absolute positions are most frequently determined using the global positioning system (GPS). A three dimensional position is calculated using messages from four or more visible satellites and referred to the 1980 Geodetic Reference System. An alternative, optical astronomy, combines astronomical coordinates and the local gravity vector to get geodetic coordinates. This method only provides the position in two coordinates and is more difficult to use than GPS. However, it is useful for measuring motions of the Earth such as nutation and Chandler wobble. Relative positions of two or more points can be determined using very long baseline interferometry. Gravity measurements became part of geodesy because they were needed to related measurements at the surface of the Earth to the reference coordinate system. Gravity measurements on land can be made using gravimeters deployed either on the surface or in helicopter flyovers. Since the 1960s, the Earth's gravity field has been measured by analyzing the motion of satellites. Sea level can also be measured by satellites using radar altimetry, contributing to a more accurate geoid.
Жерсеріктіктер мен ғарыш зондтары
Ғарыштағы спутниктер көрінетін жарық аймағынан ғана емес, сонымен қатар электромагниттік спектрдің басқа аймақтарынан да деректер жинауға мүмкіндік берді. Планеталардың сипаттамасы олардың күш өрістері – гравитация және магнит өрістері арқылы жасалады, олар геофизика және ғарыш физикасы салаларында зерттеледі. Ғарыш аппараттарының орбитадағы үдеудің өзгеруін өлшеу арқасында планеталардың гравитациялық өрістерінің егжей-тегжейлі картасын жасау мүмкін болды. Мысалы, 1970 жылдары Ай орбиталық станциялары арқылы Ай үстіндегі гравитациялық өріс бұзылыстары өлшенді, нәтижесінде Imbrium, Serenitatis, Crisium, Nectaris және Humorum бассейндерінің астындағы масса концентрациялары – маскондар табылды.
Satellites in space have made it possible to collect data from not only the visible light region, but in other areas of the electromagnetic spectrum. The planets can be characterized by their force fields: gravity and their magnetic fields, which are studied through geophysics and space physics. Measuring the changes in acceleration experienced by spacecraft as they orbit has allowed fine details of the gravity fields of the planets to be mapped. For example, in the 1970s, the gravity field disturbances above lunar maria were measured through lunar orbiters, which led to the discovery of concentrations of mass, mascons, beneath the Imbrium, Serenitatis, Crisium, Nectaris and Humorum basins.
GPS және географиялық ақпарат жүйелері
Геофизика Жердің пішінімен және планетаның айналасындағы мен ішіндегі нысандарды картографиялаумен байланысты болғандықтан, геофизикалық өлшемдерге жоғары дәлдікті GPS өлшемдері кіреді. Бұл өлшемдер дифференциалды GPS өңдеу арқылы олардың дәлдігін арттыру үшін өңделеді. Геофизикалық өлшемдер өңделіп, кері есептелгеннен кейін, түсіндірілген нәтижелер GIS көмегімен суреттеледі. ArcGIS және Geosoft сияқты бағдарламалар осы қажеттіліктерді қанағаттандыру үшін жасалған және жоғарыға қарай жалғастыру сияқты, сондай-ақ өлшемнің туындысын есептеу, мысалы, бірінші тік туынды сияқты көптеген геофизикалық функцияларды қамтиды. Көптеген геофизикалық компаниялар ArcGIS және Geosoft жүйелерінен бұрын, геофизикалық деректер жиынтығын визуализациялау қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін өздерінің геофизикалық бағдарламаларын жасап шығарды.
Since geophysics is concerned with the shape of the Earth, and by extension the mapping of features around and in the planet, geophysical measurements include high accuracy GPS measurements. These measurements are processed to increase their accuracy through differential GPS processing. Once the geophysical measurements have been processed and inverted, the interpreted results are plotted using GIS. Programs such as ArcGIS and Geosoft were built to meet these needs and include many geophysical functions that are built in, such as upward continuation, and the calculation of the measurement derivative such as the first vertical derivative. Many geophysics companies have designed in house geophysics programs that pre date ArcGIS and GeoSoft in order to meet the visualization requirements of a geophysical dataset.
Қашықтан зондтау
Барлау геофизикасы – түрлі энергия, минералдық және су ресурстарын зерттеу мақсатындағы әр түрлі сейсмикалық немесе электромагниттік әдістерді жасау және қолдануды қамтитын қолданбалы геофизиканың бір саласы. Бұл спутниктер, ұшақтар, қайықтар, дрондар, тереңдіктерді зерттеу құралдары және сейсмикалық қабылдағыштар сияқты түрлі қашықтықтан зондтау платформаларын пайдалану арқылы іске асырылады. Аталған құралдар көбінесе магниттік, гравиметриялық, электромагниттік, радиометриялық, барометриялық сияқты геофизикалық әдістермен бірге қолданылып, деректер жинауға мүмкіндік береді. Барлау геофизикасында қолданылатын қашықтықтан зондтау платформалары толық емес, сондықтан олардың жинаған деректерге тигізетін әсерін дәл ескеру үшін түзетулер қажет. Мысалы, әдеттегі қанатты ұшақтарды пайдаланып аэромагниттік деректерді (ұшақтан жиналған магниттік деректер) жинағанда, платформаны Жердің магниттік өрісі арқылы өтетін кезде туындайтын электромагниттік тоқтарды ескеру үшін реттеу қажет.
Exploration geophysics is a branch of applied geophysics that involves the development and utilization of different seismic or electromagnetic methods which the aim of investigating different energy, mineral and water resources. This is done through the uses of various remote sensing platforms such as; satellites, aircraft, boats, drones, borehole sensing equipment and seismic receivers. These equipment are often used in conjunction with different geophysical methods such as magnetic, gravimetry, electromagnetic, radiometric, barometry methods in order to gather the data. The remote sensing platforms used in exploration geophysics are not perfect and need adjustments done on them in order to accurately account for the effects that the platform itself may have on the collected data. For example, when gathering aeromagnetic data (aircraft gathered magnetic data) using a conventional fixed wing aircraft the platform has to be adjusted to account for the electromagnetic currents that it may generate as it passes through Earth's magnetic field.
Сигналдарды өңдеу
Геофизикалық өлшеулер көбінесе GPS координаттарымен бірге уақыт қатары ретінде тіркеледі. Сигналды өңдеуге уақыт қатары деректерін, өлшем платформасының (мысалы, гравиметриялық деректердегі ұшақтың дірілі) салдарынан туындаған қажетсіз шудан немесе қателерден түзету кіреді. Сондай-ақ, магниттік деректердегі тәуліктік түзетулер сияқты шу көздерін азайту да осыған жатады. Сейсмикалық, электромагниттік және гравитациялық деректерде қателерді түзетуден кейін өңдеу, геофизикалық есептеулерді қосу арқылы жалғасады, оның нәтижесінде геофизикалық деректердің геологиялық интерпретациясы жасалады.
Geophysical measurements are often recorded as time series with GPS location. Signal processing involves the correction of time series data for unwanted noise or errors introduced by the measurement platform, such as aircraft vibrations in gravity data. It also involves the reduction of sources of noise, such as diurnal corrections in magnetic data. In seismic data, electromagnetic data, and gravity data, processing continues after error corrections to include computational geophysics which result in the final interpretation of the geophysical data into a geological interpretation of the geophysical measurements
Тарих
Геофизика жеке ғылым ретінде 19 ғасырда ғана физикалық география, геология, астрономия, метеорология және физиканың тоғысқан жерінде пайда болды. "Геофизика" сөзі алғаш рет 1834 жылы неміс тілінде ("Geophysik") Юлиус Фрёбель тарапынан қолданылған. Дегенмен, Жердің магниттік өрісі және жер сілкіністері сияқты көптеген геофизикалық құбылыстар көне заманнан бері зерттелген.
Geophysics emerged as a separate discipline only in the 19th century, from the intersection of physical geography, geology, astronomy, meteorology, and physics. The first known use of the word geophysics was in German ("Geophysik") by Julius Fröbel in 1834. However, many geophysical phenomena – such as the Earth's magnetic field and earthquakes – have been investigated since the ancient era.
Ежелгі және классикалық дәуірлер
Магниттік компас Қытайда б.з.б. IV ғасырда болған. Ол фэн-шуй үшін де, құрлықтағы бағытталма үшін де қолданылды. Теңізде жүзу үшін жақсы болат инелер жасалғанға дейін компастар қолданылмады; оған дейін олар өз магниттігін пайдалы болу үшін жеткілікті ұзақ сақтай алмады. Еуропада компас туралы алғашқы айтылым 1190 жылы болған. Шамамен б.з.б. 240 жылы Киринелік Эратосфен Жердің дөңгелек екенін анықтап, Жердің көлемін өте дәл өлшеді. Ол ендік және бойлық жүйесін жасады. Сейсмологияға ең алғашқы үлес, мүмкін, 132 жылы өнімді ойлап табушы Чжан Хенгтің сейсмоскопты ойлап табуы болды. Бұл құрал айдаһардың аузынан қола шарды бақаның аузына түсіру үшін жасалған. Сегіз бақаның қайсысында шар бар екенін қарап, жер сілкінісінің бағытын анықтауға болады. Еуропада алғашқы сейсмоскоптың суреті 1571 жыл бұрын Жан де ла Отельфеуилл жасады. Ол ешқашан салынбады.
The magnetic compass existed in China back as far as the fourth century BC. It was used as much for feng shui as for navigation on land. It was not until good steel needles could be forged that compasses were used for navigation at sea; before that, they could not retain their magnetism long enough to be useful. The first mention of a compass in Europe was in 1190 AD. In circa 240 BC, Eratosthenes of Cyrene deduced that the Earth was round and measured the circumference of Earth with great precision. He developed a system of latitude and longitude. Perhaps the earliest contribution to seismology was the invention of a seismoscope by the prolific inventor Zhang Heng in 132 AD. This instrument was designed to drop a bronze ball from the mouth of a dragon into the mouth of a toad. By looking at which of eight toads had the ball, one could determine the direction of the earthquake. It was 1571 years before the first design for a seismoscope was published in Europe, by Jean de la Hautefeuille. It was never built.
Қазіргі заманғы ғылымның басталуы
XVII ғасырда қазіргі заманғы ғылымның бастауы болған маңызды оқиғалар орын алды. 1600 жылы Уильям Гилберт «De Magnete» (1600) атты еңбегін жариялады, онда ол табиғи магниттер («жүк тастары» деп аталады) және жасанды түрде магниттелген темірлермен қатар тәжірибелер жүргізді. Оның тәжірибелері шар тәрізді магнит әсеріне ұшырағанда магниттік қасиеттерін қайталайтын және көлденең осьте бұрылғанда 'магниттік қисылуға' ұшырайтын кішкентай компас инесі (версорий) туралы байқауларға әкелді. Онда Ньютон классикалық механика мен гравитацияның негізін қалады, сондай-ақ эквинокс прецессиясы (эклиптикалық ось бойымен жұлдыздық шоштардың қозғалысы) сияқты түрлі геофизикалық құбылыстарды түсіндірді. Ньютонның гравитация теориясы үлкен жетістікке ие болды, бұл сол дәуірдегі физиканың басты мақсатын табиғаттың негізгі күштерін анықтау және оларды заңдармен сипаттауға бағыттуға әкелді. 1844 жылы Джеймс Форбс сейсмикалық белсенділіктің үздіксіз жазбасын сақтай алатын алғашқы сейсмометрді құрастырды.
The 17th century had major milestones that marked the beginning of modern science. In 1600, William Gilbert release a publication titled De Magnete (1600) where he conducted series of experiments on both natural magnets (called 'loadstones') and artificially magnetized iron. His experiments lead to observations involving a small compass needle (versorium) which replicated magnetic behaviours when subjected to a spherical magnet, along with it experiencing 'magnetic dips' when it was pivoted on a horizontal axis. In it, Newton both laid the foundations for classical mechanics and gravitation, as well as explained different geophysical phenomena such as the precession of the equinox (the orbit of whole star patterns along an ecliptic axis). Newton's theory of gravity had gained so much success, that it resulted in changing the main objective of physics in that era to unravel natures fundamental forces, and their characterizations in laws. The first seismometer, an instrument capable of keeping a continuous record of seismic activity, was built by James Forbes in 1844.