1.2. Развитие аэрокосмогеологических исследований.

Первые воздушные съемки с летательных аппаратов-воздушных шаров относятся к середине ХIХ века. Французским энтузиастом авиации Надаром в 1855 г. были сделаны фотографии Парижа и по ним составлен точный план города. В те же годы французский геолог Эме Цивиаль осуществлял фотографирование Альп с высоких вершин с целью выделения на фотоснимках геологических контуров. В России воздушные съемки были начаты в 1886 г., когда А.М. Кованько сфотографировал с воздушного шара Санкт-Петербург. В начале ХХ столетия русским инженером В.М. Потте создан первый в мире пленочный аэрофотоаппарат. Первая аэрофотосъемка в России была произведена в 1918 г., в районе г. Тверь. С 1925 г. начинаются систематические съемки с целью составления топографических карт неизученных территорий.

В начале 30-х годов прошлого столетия по инициативе академика А.Е. Ферсмана аэрофотосъемки применяются в геологических исследованиях территории бывшего СССР. Аэроснимки используются при изучении нефтеносных районов Ферганы и Азербайджана. Широкий размах получили аэровизуальные геологические наблюдения в Восточной Сибири. К этому же периоду относятся первые сведения об использовании аэрофотоснимков в Беларуси, где они нашли применение для изучения болот Полесской низменности. В 1927 г. А.Е. Ферсманом выполнены аэровизуальные наблюдения особенностей ледниковоакку-мулятивного рельефа между г.г. Ковно и Витебском. В тридцатые годы значительный вклад в разработку и развитие аэрометодов внесен Ленинградским научно-исследовательским институтом аэрофотосъемки, созданном в 1929 г. Становилась очевидной большая научная и практическая эффективность аэрометодов в геологии. Накопленный опыт по применению материалов аэрофотосъемки в геологических исследованиях довоенного периода был обобщен в работах А.В. Гавемана, В.А. Фааса и В.П. Мирошниченко.

В 40-е─50-е годы большой объем методических исследований выполнен Всесоюзным аэрогеологическим трестом (ВАГТ, организован в 1949 г.) и Лабораторией аэрометодов АН СССР (ЛАЭМ, 1944 г.). Отмечается широкое внедрение аэрометодов при геологических исследованиях и картографировании на территории Поволжья, Урала, Прикаспия, Казахстана, Средней Азии, Центральной и Восточной Сибири. Большую помощь в дешифрировании элементов геологического строения оказали аэрогеологам книги М.Н. Петрусевича «Геолого-съемочные и поисковые работы на основе аэрометодов» (1954 г.) и «Аэрометоды при геологических исследованиях» (1962 г.).

В 1959 г. началось планомерное использование материалов аэрофотосъемки в практике геологических исследований на территории Беларуси. Результаты дешифрирования аэроснимков показали высокую эффективность при геологической съемке масштаба 1׃2 000 000, геоморфологическом картографировании, поисках месторождений минерального строительного сырья. Существенную роль в этом сыграли геолого-съемочные работы с применением аэрометодов, выполненные Белорусской гидрогеологической экспедицией (БГЭ, организована в 1955 г.).

В 60-е─70-е годы были достигнуты значительные успехи в использовании материалов дистанционного зондирования при геологических исследованиях. Аэрометоды в геологии получили широкое признание как средства получения информации о геологическом строении складчатых и платформенных областей. В основу анализа аэрофотоснимков были положены контрастно-аналоговый и ландшафтно-индикационный подходы, которые позволили по снимкам выявлять геологические структуры, вещественные комплексы горных пород в различных ландшафтных условиях при решении задач геологического картографирования среднего и крупного масштабов, прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых.

С середины 60-х годов Лабораторией аэрометодов (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт космоаэрогеологических методов, ВНИИКАМ) успешно разрабатываются ландшафтные методы дешифрирования покровных (четвертичных) отложений, морфологии рельефа, элементов тектонического строения применительно к территории Украины, Беларуси, Кольско-Карельской области и центральным районам России. Обобщение данного опыта использования аэрометодов отражено в методическом пособии «Дешифрирование четвертичных отложений Русской равнины» (1966 г.). В 1971 г. Лабораторией аэрометодов под редакцией В.К. Еремина опубликована крупная работа по применению аэрометодов в геологических исследованиях, иллюстрированная многочисленными примерами дешифрирования аэрофотоснимков в различных геолого-ландшафтных условиях. Среди учебных пособий следует отметить книгу А.Е. Михайлова и Н.С. Рамм «Аэрометоды при геологических исследованиях» (1975 г.).

В 1966 г. при Институте геологических наук (г. Минск) была организована Лаборатория аэрогеологического и морфометрического методов (ныне Научно-производственное государственное предприятие «Космоаэрогеология»). Этой лабораторией на основе аэрометодов проводятся структурно-геоморфологические и неотектонические исследования в связи с нефтегазопоисковыми работами в Припятском прогибе, составляются тектонические схемы нефтеперспективных площадей среднего масштаба, разрабатываются технические условия летно-съемочных работ на территории Беларуси.

Важный этап в развитии дистанционных методов в геологии связан с освоением космического пространства, начало которому положил запуск в СССР первого в мире искусственного спутника Земли 4 октября 1957 г. С помощью телевизионной аппаратуры, установленной на ИСЗ «Молния», «Метеор» и других, были получены изображения земной поверхности с больших высот. Первый в мире космонавт Ю.А. Гагарин осуществил визуальные наблюдения Земли 12 апреля 1961 г. с орбиты космического корабля «Восток». Фотографирование поверхности Земли впервые было выполнено космонавтом Г.С. Титовым 6 августа 1961 г. В последующие годы с пилотируемых космических кораблей «Восток», «Восход», «Союз», «Союз-Т» (СССР), «Меркурий», «Джемини», «Апполон» (США) и долговременных орбитальных станций «Салют – 4, – 6» были получены многочисленные космофотоизображения Земли, осуществлены визуальные наблюдения. Автоматические и пилотируемые космические аппараты становятся важным средством научного исследования, дающими уникальную геологическую информацию.

Вторая половина 70-х годов ознаменовалась активизацией аэрокосмических методов в геологии. В это время для геологических целей начинают широко применяться новые виды аэросъемок (тепловая, радиолокационная, высотная) и съемок их космоса в различных диапазонах электромагнитного спектра. Большое внимание уделяется структурной интерпретации континентальных и региональных космоизображений складчатых и платформенных областей. Новым и весьма интересным достижением явилось фиксирование на космических снимках кольцевых структурных форм различной геологической природы. В 1976 г. под редакцией В.Е. Хаина выходит в свет учебное пособие «Космические методы в геологии».

Качественно новый этап развития дистанционных методов геологических исследований наступил в 80 – 90-х годах с появлением цифровых средств получения аэрокосмической информации, разработкой компьютерных технологий обработки изображений земной поверхности и геолого-геофизических материалов. При дешифрировании аэро- и космических снимков используется геоиндикационный метод, предусматривающий изучение взаимосвязей элементов ландшафта с геологическими объектами. Геоиндикационное моделирование находит широкое применение в тектонических исследованиях платформенных бассейнов, при выявлении структур осадочного чехла, перспективных на поиски нефти и газа, прогнозировании месторождений твердых полезных ископаемых и подземных вод. Немаловажную роль в методологии дистанционных геологических исследований сыграли теоретические обобщения по проблемам линеаментной тектоники и кольцевых структур Земли, опубликованные в работах Я.Г. Каца, В.В. Козлова, В.И. Макарова, Д.М. Трофимова и др.

Новым аспектом дистанционных методов в геологии явилось применение материалов аэро- и космических съемок при изучении состояния и изменений верхней части литосферы под воздействием хозяйственной деятельности человека, проведении мониторинга геологической среды и составлении карт эколого-геологического содержания. С помощью космической геодезии исследуется динамика литосферных плит и внутриплитных деформаций, что имеет важное значение для определения геодинамических обстановок формирования геологических тел, разработки моделей образования и локализации месторождений полезных ископаемых. Основные направления применения аэрокосмических методов в геологии рассматриваются в коллективной монографии «Космическая информация в геологии» (1983 г.) и книге немецкого ученого П. Кронберга «Дистанционное изучение Земли» (1988 г.).

В рассматриваемый период в практике зарубежных работ по региональному геологическому изучению территорий, прогнозированию и поиску месторождений полезных ископаемых широко используются цифровые данные многоспектральных космических съемок системами Landsat MSS, TM (США), Spot X S, P (Франция), JERS – 1 (Япония). В России в начале 90-х годов начали функционировать космические многоспектральные и радиолокационные системы получения дистанционной информации в цифровом виде МСУ – М, МСУ – СК, МСУ – Э, Алмаз, а также фотографические системы высокого пространственного разрешения КФА – 1000, МК – 4 и другие. В последние годы выполняются национальные программы исследования природных ресурсов, в т.ч. геологического строения, в Канаде, Китае, Бразилии, Аргентине, предусматривающие использование данных с собственных космических съемочных систем.

Сейчас на высоте 370 км от земной поверхности функционируют несколько модулей Международной космической станции (МКС). Первый элемент станции был вывезен на орбиту в 1998 г. После окончания сборки ее масса составит почти 400 тонн. В реализации данного технического проекта принимают участие 16 государств – Россия, США, Япония, Канада, Италия, Бельгия, Нидерланды, Дания, Норвегия, Франция, Испания, Германия, Швеция, Швейцария, Великобритания и Бразилия. В третьем тысячелетии МКС будет играть радикально новую роль в дистанционном изучении Земли и освоении космического пространства.

На современном этапе методы дистанционного зондирования широко применяются в изучении геологического строения территории Беларуси. На основе дешифрирования материалов многоспектральных и фотографических космосъемок («Метеор», «Ресурс», «Лэндсат», «Космос», «Салют») и аэросъемок (высотной, многозональной, радиолокационной и др.) составлены космотектонические и аэрофотогеологические карты соответственно в масштабах 1׃1 000 000 (1׃500 000) и 1׃200 000. Разработаны методические подходы к использованию аэрокосмической информации при выполнении геодинамических реконструкций новейшего и более древних этапов развития западного региона Восточно-Европейской платформы. Результаты комплексного анализа данных дистанционного зондирования и материалов геолого-геофизических съемок реализуются при выяснении закономерностей размещения полезных ископаемых (нефть, бурые угли, калийные соли, минеральное строительное сырье и др.), минерагеническом районировании, выявлении и локализации потенциально рудоносных объектов.

Большое внимание в Республике Беларусь уделяется внедрению методов дистанционного зондирования при решении проблем геоэкологии и рационального природопользования. Подобные работы выполняет Республиканский научно-технический центр дистанционной диагностики природной среды «Экомир» и Научно-производственное предприятие «Космоаэрогеология» в сотрудничестве с Белорусским государственным университетом, с рядом академических и отраслевых организаций.

На основе компьютерной обработки материалов прицельной космической съемки с ИСЗ «Ресурс – 01», дешифрирования многозональных аэрокосмофотоизображений, применения географических информационных систем и спутниковой геодезии осуществляется оценка состояния и изменений геологической среды Солигорского горнопромышленного района и других территорий со сложной геоэкологической ситуацией. Особое значение приобретает использование материалов дистанционного зондирования при составлении мелко- и среднемасштабных эколого-геологических карт, организации аэрокосмического мониторинга геологической среды. Результаты применения дистанционных методов в геологических исследованиях Белорусского региона освещены в некоторых разделах коллективных монографий – «Дистанционное картографирование природной среды» (1995 г.) и «Мониторинг природной среды дистанционными и геодезическими методами» (1996 г.).

Аэрокосмические методы в геологии в своем развитии прошли путь от визуального дешифрирования аэрофотоснимков до компьютерного анализа цифровых данных, получаемых в нескольких диапазонах электромагнитного спектра как с авиационных, так и с космических носителей. Круг задач, решаемых с использованием данных дистанционного зондирования, расширился сот составления схем геологического строения хорошо обнаженных районов, до выявления глубинных структур платформенных областей с мощной толщей древнеледниковых отложений. Значительную роль стали играть материалы дистанционных съемок при геологическом картографировании, гидрогеологических, инженерно-геологических и эколого-геологических исследованиях. Методы дистанционного зондирования открыли широкие перспективы в изучении строения планет Солнечной системы.