Снимки «Скайлэб». Геологическое содержание изображения, примеры интерпретации. Часть 1

6.2. Снимки «Скайлэб»

(Геологическое содержание изображения, примеры интерпретации.)

Большой площадной охват, высокая пространственная разрешающая способность, точность определения позиции снимков камерами S 190A и S 190В вполне подходят для тематической интерпретации снимков со спутников. Особые преимущества дала возможность стереоскопического рассмотрения картируемых участков местности. В особенности это относится к цветным и ложноцветным снимкам камерой ETC (Earth Terrain Camera).
На рис. 138 увеличенный фрагмент (около 1:500000) изображает пограничную область между Эфиопским нагорьем (юго-восточнее Асмэры) и Красным морем (залив Зула; север-справа внизу). Нагорье образовано в основном породами кристаллического фундамента. Типично чередование пачек филлитов, зеленых сланцев, метаграувакк и метаконгломератов. Простирание слоев в переслаивающихся пачках можно видеть на левом краю снимка. Местами в фундаменте появляются граниты (округлая структура). В верхней половине снимка наблюдаются останцы древней поверхности пенепленизации, развившейся на комплексе фундамента. В районе нагорья, разрастаясь к Красному морю, появляются базальтовые вулканиты и дайки от третичного до четвертичного возраста. У края гор выделяются конуса выноса, галечниковые равнины, песчаные по; верхности и дюны, а также древние береговые линии.

Рис. 138. Снимок камерой ETC (S 190В), Эфиопия. Увеличение масштаба снимка до 1:500000. Оригинал в условных цветах (NASA, SL 3-RL-45-341).

Рис. 139. Фрагменты трех тематических карт площади снимка на рис. 138, Эфиопское нагорье. Карты базируются на следующих данных:
а – литофациальные комплексы: диагональные штрихи – кристаллические серии докембрийского фундамента, крестики – интрузия, волнистые линии – основные интрузивные породы (?), крупные точки – юрские осадки, галочки – третичные и четвертичные вулканиты, мелкие точки – четвертичные образования; б – тектонические структуры; в – дренажная сеть.

Условная фотогеологическая интерпретация цветных и ложноцветных снимков исследуемой области Эфиопии позволила выделить 16 литофациальных комплексов (твердых и рыхлых пород), провести картирование региональных и локальных разрывных структур и составить довольно детальную карту поверхностного стока. На рис. 139 показаны фрагменты трех тематических карт одной частной площади в пределах изучаемой области.
Наряду с применением фотографических снимков высокого разрешения со спутников для литологического и тектонического картирования следует особенно отметить их применение для региональных гидрогеологических работ. Рассмотрение под стереоскопом дает вполне надежные сведения о положении водоразделов, о положении и размерах водосборной области. Имеет значение и корреляция гидрографической карты с данными литологического и тектонического картирования изучаемой области.

Рис. 140. Снимок камерой ETC (S 190В), Эфиопия. Увеличено до масштаба 1:500000. Оригинал в условных цветах. Внизу – базальтовые вулканиты вдоль центрального грабена Данакиль. (NASA SL 3-RL-87-367).

Цветные снимки камерой ETC особенно хорошо подходят для литофациального картирования аридных и семиаридных областей с их благоприятными условиями обнаженности. На рис. 141 изображено структурное строение области поднятия Сан-Рафаэль, шт. Юта, США, – антиклинали длиной около 116 км. Опорные горизонты распознаются и прослеживаются по серому либо (в оригинальном виде) цветному тону и по топографическим признакам.

Рис. 141. Литофациальные комплексы и тектоническое строение района поднятия Сан-Рафаэль, шт. Юта. Масштаб около 1:500 000. Оригинальное изображение на цветной пленке (NASA SL-2-81-014).

Рис. 142. Литофациальные комплексы и тектонические структуры Аппалачей, на снимках «Скайлэб». Масштаб 1:2 850000. Стереоскопическое перекрытие, оригиналы- в условных цветах (NASA SL 3-21-191 и SL 3-21-192).

В поросших растительностью областях с более или менее мощной корой выветривания ложноцветные снимки высокого разрешения камерой ETC (покрытие площади 109х109 км при разрешении на местности 23 м) могут быть полезны для геологического картирования, если различия в литологическом строении фундамента отражаются в изменении видов и плотности растительности и различиях в землепользовании. Это иллюстрирует рис. 142 – стереопара снимков. Опорные горизонты или пласты отчетливо выделяются среди окружения в виде куэст и разницей в растительности. Это дает возможность картирования складчатых структур данной частной области орогена Аппалачей (близ Алтуны, шт. Пенсильвания): простирание и погружение, а также воздымания и ныряния шарниров складок. Отчетливо видна вергентность складчатой структуры (к левому краю снимка).
Здесь еще раз следует указать на то, что, с одной стороны, по снимкам «Скайлэб», покрывающим значительные площади и имеющим высокое разрешение, можно проводить детальные наблюдения и картирование тектонического строения территории, а с другой – корреляцию тектонических структур (с учетом иных особенностей местности) через значительные расстояния, превышающие 100 км. Получение снимков состояния и их анализ делают возможным создание тектонических схем регионального и суперрегионального масштабов. Это доказали исследования в рамках экспериментов «Скайлэб», которые вместе с их итогами приведены в томе «Skylab EREP Investigations Summary», NASA, 1978. В этом издании показаны также возможности использования многозональных снимков «Скайлэб» для поисков рудных месторождений. На снимках камерами S 190А и S 190В рассмотрены связи между пространственным распределением фотолинеаментов и рудными жилами, выделены кольцевые структуры и измененные зоны как индикаторы залежей медно-порфирового типа, применен компьютерный способ обработки снимка для контрастного представления измененных зон. Исследования на некоторых полигонах США Центральной Европы и Южной Америки показали, что фотоснимки камерой типа S 190В, имеющие высокое разрешение и покрывающие значительные площади, могут успешно применяться также для картирования литологических комплексов и тектонических структур с целью поисков нефти. Особый интерес здесь представляет то, что на снимках «Скайлэб» слаборасчлененных гумидных областей по различиям серого тона и особенностям дренажной сети выделяются структуры основания (антиклинали, куполообразные структуры), которые отражают местоположение известных структур, связанных с месторождениями, или приводят к открытию новых месторождений. Можно также показать, что ввод в действие геофизических методов на базе предшествовавшей интерпретации изображений со спутников может быть осуществлен более рационально, и это позволит сэкономить средства. Наконец, с помощью интерпретации изображений со спутника можно выяснить главные особенности площади, предлагаемой в концессию.
На значение косвенных индикаторов различных особенностей подземных вод указывают исследования Баннерта и др. (см. [168]) в аргентинской пампе. В районе работ уровень зеркала массива грунтовых вод, сформировавшегося в четвертичных лёссовых отложениях, колеблется между отметками от 0 до 2 м ниже дневной поверхности. Содержание солей в приповерхностных грунтовых водах относительно высокое, однако от места к месту оно меняется. При обработке снимков «Скайлэб» в ИК-диапазоне бросалось в глаза, что многие участки местности выделяются светло-синей окраской из своего окружения, для которого характерны красные тона растительности сельскохозяйственных областей (рис. 143). Сопоставления с наземными наблюдениями показали, что зеркало грунтовых вод лежит не глубже 5-7 м, соленость почвы и грунтовых вод повышена и растительный покров характеризуется преобладанием солелюбивых форм (галофитов). Таким образом, на снимках в ИК-диапазоне светлыми голубыми тонами выделяются районы, в которых из-за сравнительно низкого залегания зеркала грунтовых вод происходит усиленное испарение, приводящее к значительному повышению содержания соли в почве и грунтовых водах и вследствие этого к неблагоприятным условиям существования для определенных видов растений и, следовательно, к уменьшению плотности растительности. Полевые работы показали, что наилучшие условия произрастания наблюдаются в тех районах, где зеркало грунтовых вод располагается, как в изученной области, примерно в 10 м под зоной испарения или глубже. Области с соответствующим залеганием уровня грунтовых вод выделялись на ложноцветных снимках «Скайлэб» красным тоном, присущим густой растительности, богатой хлорофиллом. Баннерту и др. удалось провести сопоставление нюансов окраски поверхности местности на ложно-цветных снимках с глубиной залегания зеркала грунтовых вод заснятой области и составить карту предполагаемых глубин уровня грунтовых вод в области работ по проекту (рис. 144). Точно так же Ли и Хатчинсон [177] сообщают о вариациях нюансов окраски и текстуры на снимках «Скайлэб», вызванных различиями растительности и свойств почв, т.е. поверхностными явлениями, которые также обусловлены разницей в глубине залегания уровня грунтовых вод.

Рис. 143. Ландшафт Аргентины на снимке «Скайлэб». Районы сельского хозяйства – различия растительности и свойств почв вырисовываются градациями серого тона. Оригиналы в условных цветах (NASA, SL 3-34-163).

Рис. 144. Глубина залегания зеркала грунтовых вод по интерпретации снимка «Скайлэб» на рис. 143 и по полевым наблюдениям [168].
1 – изолинии глубины залегания грунтовых вод в метрах; 2 – глубина залегания грунтовых вод свыше 10 м; 3 – глубина залегания грунтовых вод менее 2,5 м; 4 – дорога; 5 – бахо; 6 – русла водотоков.