Спутниковая геофизика

Современные спутниковые миссии, такие как GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) и GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer), обеспечивают глобальные карты изменений гравитационного поля Земли.

Методика GRACE основана на измерении изменений расстояния между двумя спутниками при пролёте над участками с различной массой. GOCE применяет гравитационные градиентометры для высокоточной съёмки поля.

Эти данные позволяют:

  • Оценивать перераспределение масс (ледники, подземные воды, океаны).
  • Строить геоида и уточнять геодезические модели.
  • Анализировать глубинное строение литосферы и мантии.

Магнитные спутниковые наблюдения

Магнитное поле Земли исследуется при помощи спутниковых миссий типа Ørsted, CHAMP, Swarm. Эти миссии оснащены:

  • Векторными магнетометрами, измеряющими полное векторное магнитное поле.
  • Scalar магнитометрами (например, абсолютные магнитометры Overhauser).

Спутниковая магнитометрия даёт возможность:

  • Строить глобальные модели главного и остаточного магнитного поля.
  • Выделять коровые, литосферные и ионосферные составляющие.
  • Оценивать изменения поля во времени (секулярная вариация).

Спутниковая альтиметрия

Используется для определения высоты геоидов, динамики морского уровня, структуры подводных хребтов и котловин.

Миссии: TOPEX/Poseidon, Jason-1/2/3, Sentinel-6.

Принцип действия — измерение времени прохождения радиоволны от спутника до поверхности океана и обратно. Позволяет с высокой точностью определять:

  • Аномалии геоидов.
  • Крупномасштабные циркуляции водных масс.
  • Глобальные и локальные изменения климата.

Интерферометрия и радиолокация

Радарная интерферометрия (InSAR) позволяет с миллиметровой точностью отслеживать смещения земной поверхности. Используются данные спутников: ERS-1/2, ENVISAT, Sentinel-1.

Области применения:

  • Мониторинг вулканов и землетрясений.
  • Оседания в районах добычи полезных ископаемых.
  • Оползни и деформации зданий.

Радарное зондирование также используется в исследованиях ледников, подповерхностных структур в пустынях и на Марсе.

Спутниковая спектрометрия и тепловизионные съёмки

Гиперспектральные и тепловизионные камеры на спутниках позволяют анализировать:

  • Минералогический состав пород.
  • Состояние растительного покрова (как индикатора подземных процессов).
  • Аномалии температуры, например, в районах термальных источников или потенциальных очагов землетрясений.

Интеграция данных спутниковой и наземной геофизики

Совмещение спутниковых наблюдений с данными наземных гравиметрических, магнитных и сейсмических исследований даёт:

  • Полноценные 3D модели строения литосферы.
  • Мониторинг геодинамических процессов в реальном времени.
  • Повышение точности прогноза землетрясений, извержений и других опасных процессов.

Такой подход становится стандартом в современной геофизике и
позволяет перейти от локального к глобальному масштабу в интерпретации
геофизических полей.


Оглавление