Raziskovanje Zemlje, raziskovanje površine Zemlje in njene notranjosti.
Do začetka 20. stoletja je bila večina površja Zemlje raziskana, vsaj površno, razen za arktično in antarktično regijo. Danes so zadnja od neoznačenih območij na kopenskih zemljevidih zapolnjena z radarsko in fotografsko kartografijo iz letal in satelitov. Eno zadnjih območij, ki jih je bilo treba preslikati, je bil polotok Darién med Panamskim kanalom in Kolumbijo. Močni oblaki, stalen dež in gosta vegetacija iz džungle so njegovo raziskovanje otežili, toda radar v zraku je lahko prodrl skozi oblačno odejo in izdelal zanesljive, podrobne karte območja. Podatki, ki so jih vrnili zemeljski sateliti, so v zadnjih letih privedli do številnih opaznih odkritij, na primer vzorcev drenaže v Sahari, ki so relikvije obdobja, ko ta regija ni bila sušna.
V preteklosti je bilo raziskovanje Zemljine notranjosti omejeno na bližnjo površino in to je bilo v veliki meri zaradi sledenja tistim odkritjem na površju navzdol. Večina današnjih znanstvenih spoznanj o tej temi je bila pridobljena z geofizičnimi raziskavami, opravljenimi po drugi svetovni vojni, globoka Zemlja pa ostaja glavna meja v 21. stoletju.
Raziskovanje vesolja in oceanskih globin je bilo olajšano z namestitvijo senzorjev in z njimi povezanih naprav v te regije. Vendar je na ta način mogoče proučiti le zelo omejen del podzemnih območij Zemlje. Preiskovalci lahko izvrtajo samo zgornjo skorjo, visoki stroški pa močno omejijo število lukenj, ki jih je mogoče izvrtati. Najglobja doslej izvrtana vrtina sega le do globine približno 10 kilometrov. Ker je neposredno raziskovanje tako omejeno, so preiskovalci prisiljeni veliko zanašati se na geofizične meritve (glej spodaj Metodologija in instrumentacija).
Primarni cilji in dosežki
Znanstvena radovednost, želja, da bi bolje razumeli naravo Zemlje, je glavni motiv za raziskovanje njenih površinskih in podzemnih regij. Drugi ključni motiv je pričakovan gospodarski dobiček. Izboljšani življenjski standard je povečal povpraševanje po vodi, gorivu in drugih materialih, kar je ustvarilo gospodarske spodbude. Čisto znanje je bil pogosto stranski produkt raziskovanja, ki ga motivira dobiček; iz istega razloga so tudi prizadevanja za znanstveno znanje povzročila velike gospodarske koristi.
Z namenom iskanja: (1) nafte, zemeljskega plina in premoga se izvaja veliko raziskovalnih projektov na površini in podzemni površini; (2) koncentracije komercialno pomembnih mineralov (na primer rude železa, bakra in urana) in nahajališč gradbenih materialov (pesek, gramoz itd.); (3) obnovljiva podzemna voda; (4) različne vrste kamnin na različnih globinah za inženirsko načrtovanje; (5) geotermalne rezerve za ogrevanje in električno energijo; in (6) arheološke značilnosti.
Skrb za varnost je spodbudila obsežna iskanja možnih nevarnosti, preden se začnejo večji gradbeni projekti. Prostori za jezove, elektrarne, jedrske reaktorje, tovarne, predore, ceste, skladišča nevarnih odpadkov ipd. Morajo biti stabilni in zagotavljati, da se osnovne konstrukcije ne bodo premikale ali zdrsnile s težo konstrukcije in se premikale po prelomu med potres ali dovoliti uhajanje vode ali odpadkov. V skladu s tem so napovedovanje in nadzor nad potresi in vulkanskimi izbruhi glavni področji raziskav v ZDA in na Japonskem, v državah, ki so dovzetne za take nevarnosti. Geofizične raziskave ponujajo popolnejšo sliko kot samo testne vrtine, čeprav so nekatere vrtine običajno izvrtane, da se preveri geofizična razlaga.
Metodologija in instrumentacija
Geofizične tehnike vključujejo merjenje odbojnosti, magnetizma, gravitacije, zvočnih ali elastičnih valov, radioaktivnost, toplotni tok, elektriko in elektromagnetizem. Večina meritev se opravi na površini kopnega ali morja, nekatere pa so posnete z letali ali sateliti, druge pa se izvajajo pod zemljo v vrtinah ali rudnikih in v ocenskih globinah.
Geofizično kartiranje je odvisno od obstoja razlike v fizikalnih lastnostih sosednjih skalnih teles - tj. Med tem, kar se išče in tistimi iz okolice. Razliko pogosto povzroči nekaj, povezano s tem, kar ni tisto, kar išče. Primeri vključujejo konfiguracijo sedimentnih plasti, ki tvorijo past za kopičenje nafte, drenažni vzorec, ki lahko vpliva na pretok podzemne vode, ali nasip ali gostiteljsko kamnino, kjer se lahko koncentrirajo minerali. Različne metode so odvisne od različnih fizičnih lastnosti. Katera posebna metoda se uporablja, je določeno glede na to, kaj se išče. V večini primerov pa podatki iz kombinacije metod in ne zgolj ene metode dajejo veliko jasnejšo sliko.
