Esplorazione della Terra, indagine sulla superficie della Terra e del suo interno.
All'inizio del XX secolo la maggior parte della superficie terrestre era stata esplorata, almeno superficialmente, ad eccezione delle regioni artiche e antartiche. Oggi le ultime aree non contrassegnate sulle mappe terrestri sono state riempite con radar e cartografia fotografica di aerei e satelliti. Una delle ultime aree da mappare è stata la penisola di Darién tra il Canale di Panama e la Colombia. Nuvole pesanti, pioggia costante e fitta vegetazione della giungla hanno reso difficile la sua esplorazione, ma il radar in volo è riuscito a penetrare la copertura nuvolosa per produrre mappe affidabili e dettagliate dell'area. Negli ultimi anni i dati restituiti dai satelliti terrestri hanno portato a numerose scoperte notevoli, come ad esempio i modelli di drenaggio nel Sahara, che sono reliquie di un periodo in cui questa regione non era arida.
Storicamente, l'esplorazione dell'interno della Terra era limitata alla superficie vicina, e questo era in gran parte una questione di seguire verso il basso quelle scoperte fatte in superficie. La maggior parte delle attuali conoscenze scientifiche sull'argomento sono state ottenute attraverso ricerche geofisiche condotte dalla seconda guerra mondiale e la Terra profonda rimane una frontiera importante nel 21 ° secolo.
L'esplorazione dello spazio e delle profondità oceaniche è stata facilitata dal posizionamento di sensori e relativi dispositivi in queste regioni. Solo una parte molto limitata delle regioni sotterranee della Terra, tuttavia, può essere studiata in questo modo. Gli investigatori possono perforare solo la crosta più in alto e l'alto costo limita fortemente il numero di fori che possono essere praticati. Il pozzo più profondo finora perforato si estende solo a una profondità di circa 10 chilometri (6 miglia). Poiché l'esplorazione diretta è così limitata, gli investigatori sono costretti a fare ampio affidamento su misurazioni geofisiche (vedi sotto Metodologia e strumentazione).
Obiettivi e risultati principali
La curiosità scientifica, il desiderio di comprendere meglio la natura della Terra, è un motivo importante per esplorare le sue regioni di superficie e sottosuolo. Un altro motivo chiave è la prospettiva di profitto economico. Il miglioramento del tenore di vita ha aumentato la domanda di acqua, carburante e altri materiali, creando incentivi economici. La pura conoscenza è stata spesso un sottoprodotto dell'esplorazione motivata dal profitto; allo stesso modo, notevoli benefici economici sono derivati dalla ricerca di conoscenze scientifiche.
Molti progetti esplorativi di superficie e sottosuolo vengono intrapresi con l'obiettivo di individuare: (1) petrolio, gas naturale e carbone; (2) concentrazioni di minerali commercialmente importanti (ad esempio minerali di ferro, rame e uranio) e depositi di materiali da costruzione (sabbia, ghiaia, ecc.); (3) acque sotterranee recuperabili; (4) vari tipi di roccia a diverse profondità per la pianificazione ingegneristica; (5) riserve geotermiche per riscaldamento ed elettricità; e (6) caratteristiche archeologiche.
La preoccupazione per la sicurezza ha spinto ampie ricerche di possibili pericoli prima che vengano intrapresi importanti progetti di costruzione. I siti per dighe, centrali elettriche, reattori nucleari, fabbriche, tunnel, strade, depositi di rifiuti pericolosi e così via devono essere stabili e garantire che le formazioni sottostanti non si spostino o scivolino dal peso della costruzione, si muovano lungo un guasto durante un terremoto o consentire infiltrazioni di acqua o rifiuti. Di conseguenza, la previsione e il controllo dei terremoti e delle eruzioni vulcaniche sono i principali campi di ricerca negli Stati Uniti e in Giappone, paesi sensibili a tali pericoli. I sondaggi geofisici forniscono un quadro più completo rispetto ai soli pozzi di prova, sebbene alcuni pozzi siano di solito perforati per verificare l'interpretazione geofisica.
Metodologia e strumentazione
Le tecniche geofisiche prevedono la misurazione di riflettività, magnetismo, gravità, onde acustiche o elastiche, radioattività, flusso di calore, elettricità ed elettromagnetismo. La maggior parte delle misurazioni viene effettuata sulla superficie della terra o del mare, ma alcune sono prese da aerei o satelliti, altre ancora vengono eseguite sottoterra in pozzi o miniere e nelle profondità oceaniche.
La mappatura geofisica dipende dall'esistenza di una differenza nelle proprietà fisiche dei corpi rocciosi adiacenti, ovvero tra ciò che viene cercato e quelli dell'ambiente circostante. Spesso la differenza è fornita da qualcosa associato ma diverso da quello che si sta cercando. Gli esempi includono una configurazione di strati sedimentari che formano una trappola per l'accumulo di olio, un modello di drenaggio che potrebbe influenzare il flusso delle acque sotterranee o una diga o una roccia ospite in cui i minerali possono essere concentrati. Metodi diversi dipendono da proprietà fisiche diverse. Quale particolare metodo viene utilizzato è determinato da ciò che viene cercato. Nella maggior parte dei casi, tuttavia, i dati provenienti da una combinazione di metodi piuttosto che da un solo metodo producono un quadro molto più chiaro.
