Спутники и воды под землей

Двадцатый век уверенно шагает по планете. Он зажег пламя научно-технической революции. Растущие потребности в воде заставляют ученых обращать особое внимание на проблему ее поисков.

При бурении скважин все реже извлекаются образцы пород, а представление о породах, водоносных горизонтах, химическом составе воды получают на основании исследования скважин, получившего название каротажа. Для этой цели применяются и электрические, и термические, и гамма-гамма-каротаж и другие методы.

Широко внедряются ЭВМ для решения вопросов прогноза и вычисления запасов подземных вод. Совершенствуются методы разведки, все более растет техника бурения.

12 апреля 1961 года впервые в мире Ю. А. Гагарин совершил орбитальный полет вокруг Земли. С этого момента началась космическая эпоха. Уже на первых порах своего существования космическая техника стала использоваться для изучения природных ресурсов, естественных процессов, геологических и гидрогеологических особенностей земной поверхности.

Человек вышел в космос. И вдруг оказалось, что несущиеся в околоземном пространстве спутники могут помочь в поисках воды. История исследования подземных вод путем взгляда «сверху» началась еще перед второй мировой войной. Тогда впервые появилась аэрофотосъемка. На первых порах на самолете поднимался наблюдатель, который наносил на карту то, что он видел внизу. После войны распространилось фотографирование территорий по мере движения самолета. Наконец, получили развитие аэрогеофизические и фотоэлектрические методы. Все эти аэрометоды способствовали улучшению гидрогеологического картирования.

После съемки полученные изображения местности анализируются специалистами. Этот важный этап аэроисследования называют дешифрированием.

На -аэроснимках при их расшифровке в первую очередь изучаются рельеф и растительность, а затем устанавливается присутствие пород, которые могут вмещать в себя подземные воды. Большой эффект дает также сопоставление районов, в которых гидрогеологическое строение известно, с районами, вновь изучаемыми. Особенно успешно применение аэрометодов в засушливых полупустынях и пустынных областях. Здесь удается установить не только присутствие грунтовых вод, но и примерную глубину их залегания и даже содержание солей. Аэрометодами часто удается проследить наличие воды до глубины 10 — 15 и даже 25 — 30 м. В последние десятилетия стала применяться аэрофотосъемка в различных частях светового спектра.

В последние годы все большее значение для поисков подземных вод приобретает космическая съемка. Ее высота колеблется от 80 до 150 км (Б. В. Виноградов). Исследования ведутся с пилотируемых космических кораблей «Союз» и орбитальных станций типа «Салют», с баллистических ракет или с искусственных спутников Земли «Космос».

В настоящее время космическая техника шагнула далеко вперед. Если на первом этапе главными методами исследования земной поверхности являлись визуальные наблюдения космонавтов, то затем стало быстро развиваться фотографирование, давшее значительный объем информации. Первые фотографии Земли были сделаны во время полета пилотируемого космического корабля «Восток-2» Г. С. Титовым 6 августа 1961.

В настоящее время применяется ручное и автоматическое фотографирование с помощью специальной космической фотоаппаратуры. По данным Б. В. Виноградова, получен обширный материал космических съемок для решения различных задач геологии (в том числе гидрогеологических) в масштабах от 1:200000 до 1:10000000. Заметим, что карты масштаба 1:200000 являются весьма подробными (1 см поверхности карты содержит 200 м естественной поверхности). Метод фотографирования и сейчас является главным при исследовании поверхности земли.

Дальнейшее совершенствование методов привело к разработке многозонального фотографирования. Это одновременное фотографирование несколькими фотокамерами, в которых используются разные типы пленок и светофильтров, что позволяет получить снимок поверхности в разных спектральных интервалах. Существуют 3 — 4 — 6 — 9-объективные системы, позволяющие легко различать разные естественные объекты, обладающие различной окраской.

Далее появилось спектрографирование, позволившее изучать спектральные отражательные характеристики природных образований. Этот метод дает возможность более детально изучать почвы, растительность и снежные поверхности. Сейчас с успехом применяется телевизионная съемка, которая обеспечивает непосредственный прием изображения на земле. Широко внедряется инфракрасная съемка, позволяющая регистрировать собственные тепловые излучения Земли. Большие перспективы открывает микроволновая съемка (длина волны от 0,3 до 30 см), при которой измеряется радиотепловое излучение земной поверхности.

В результате перечисленных усовершенствований космическая съемка позволила выявить рельеф и геологическое строение поверхности на больших территориях. А эти материалы являются основой для нанесения на карту и установления точных границ распространения артезианских бассейнов. В свою очередь, телевизионная съемка открывает широкие возможности для гидрогеологического картирования.

Использование инфракрасной и микроволновой съемки позволяет устанавливать состав покровных пород, слагающих поверхность, и оценивать степень их увлажненности. Это дает возможность сделать значительный шаг вперед по использованию косглической техники для целей гидрогеологического картирования и особенно выявления изменчивости грунтовых вод в связи с развитием промышленности и сельского хозяйства. Перед гидрогеологией открываются новые возможности в повышении эффективности и надежности гидрогеологических карт. Так физика, космическая техника и другие отрасли науки приходят на помощь в поисках подземной воды.