Földtudományi FigyelőTávoli tájak térképezése – A távérzékelés művészete

Napjainkban műholdak százai cikáznak a Föld közelében, akár elektronok az atommag körül. Pedig néhány évtizede mindez még elképzelhetetlennek tűnt. Az első mesterséges holdat – Szputnyik-1 vagy PSZ-1 – a Szovjetunió állította pályára 1957. október 4.-én. Az általa sugárzott rádiójelet („csipogást”), ami egyben az űrkorszak kezdetét is jelentette, a világ számos pontján érzékelték. Kezdetben a műholdakat még meteorológiai megfigyeléseket célzó programok keretében bocsátották fel. A Földet ábrázoló első ilyen műholdfelvételt is egy időjárási eszköz, a Tiros-1...

Napjainkban műholdak százai cikáznak a Föld közelében, akár elektronok az atommag körül. Pedig néhány évtizede mindez még elképzelhetetlennek tűnt.

Az első mesterséges holdat – Szputnyik-1 vagy PSZ-1 – a Szovjetunió állította pályára 1957. október 4.-én. Az általa sugárzott rádiójelet („csipogást”), ami egyben az űrkorszak kezdetét is jelentette, a világ számos pontján érzékelték. Kezdetben a műholdakat még meteorológiai megfigyeléseket célzó programok keretében bocsátották fel. A Földet ábrázoló első ilyen műholdfelvételt is egy időjárási eszköz, a Tiros-1 készítette 1960 áprilisában. A távérzékelés sorra érkező eredményei nem sokkal később meghozták az Egyesült Államok kedvét egy nagyobb szabású program, a Landsat beindítására, amely a Föld teljes feltérképezését tűzte ki célul. Az első eszköz (ERTS-1, később Landsat-1) felbocsátására 1972-ben került sor. Az amerikai kezdeményezés hatására a franciák és a szovjetek is elkezdték kidolgozni saját földmegfigyelési programjaikat (SPOT, Resurs). Jelenleg az ún. földfigyelő vagy távérzékelő műholdak közreműködésével éjt nappallá téve térképezhetjük fel a felszínt, mérhetünk időjárási jelenségeket vagy figyelhetünk meg környezeti változásokat. Ennek a célnak tesz eleget például az Európai Űrügynökség Copernicus elnevezésű programja is. A projekt keretében üzemelő Sentinel műholdcsalád révén amellett, hogy rendkívül látványos felvételekkel gazdagodunk bolygónkról, rengeteg hasznos információ birtokába is jutunk.

Mit rejt-e térkép?

A közepes felbontású, ám széles hullámhossz-tartományban vizsgálódni képes Sentinel-3A műhold révén szemügyre vehetjük akár a felhős és fagyos Dél-Szibériát is, ahol a világ legnagyobb édesvizű tava, a hegyek és tajgaerdők övezte Bajkál-tó található (1. ábra). A tavaly márciusi felvételen a rendkívül mély tó felszíne éppen jéggel borított. Az állóvíz rendszerint január és május között egyes helyeken akár a két méter vastagságot is elérő jégpáncélt növeszt. Körülbelül 23 ezer köbkilométernyi vizével a Bajkál a legnagyobb térfogatú édesvizű tó a világon. A felszíni édesvíz készletek 20%-át foglalja magában, amely több mint az észak-amerikai Nagy Tavak teljes vízmennyisége. A Bajkál vize rendkívül tiszta – mintegy 40 méter mélységig átlátszó – és oxigéndús. A nagyfokú átlátszóság titka a benne élő számtalan mikroorganizmus munkája, amelyek megszűrik és a desztillált vízhez teszik hasonlatossá a tó felsőbb vízrétegeit. Nagyjából 25 millió éves kora ugyancsak rekorderré teszi, hiszen ezzel az egyik legidősebb tó hírében áll. Az orosz Galápagos-nak is nevezik, mivel kora és elszigeteltsége révén páratlanul gazdag és szokatlan élővilág alakult ki benne, amelyet az evolúciókutatók előszeretettel tanulmányoznak. Alkalmanként új élőlényeket is azonosítanak a tóban, a becslések szerint ugyanis a benne található összes fajnak eddig mindössze 70-80%-át ismerjük. Emiatt 1996-ban az UNESCO a világörökség részévé nyilvánította.

1. ábra. Bajkál-tó, Dél-Szibéria (Forrás: ESA)

A felszínt térképező nagy felbontású pásztázó radarral (C-SAR) felszerelt Sentinel-1B műhold a világ egyik legaktívabb tűzhányójához, a Luzon-szigeten található Mayon vulkánhoz kalauzol el minket (2. ábra). Luzon a Fülöp-szigetek legnagyobb szigete és egyben számos aktív tűzhányó otthona. Ez a vulkanizmus a Dél-kínai-tenger aljzatán, a sziget nyugati pereménél húzódó Manila árok mentén végbemenő lemeztektonikai folyamatokhoz köthető. A felvételen csak a sziget déli „csücske” látható, ám így is nem kevesebb, mint öt vulkáni kúpot ismerhetünk fel rajta, melyek közül a legdélebbi a Mayon. A tökéletes vulkáni kúppal rendelkező tűzhányó mind közül a legaktívabb, habár nincs nehéz dolga, másik négy társa ugyanis éppen szunnyad, vagy már ki is aludt. A szabályos kúp számtalan lávaréteget rejt, hiszen a vulkán rendszeresen kitör, legutóbb idén januárban tette mindezt. A hamisszínes-felvétel is ekkor készült, amelyen nehezen kivehetően, de néhol látszanak a kúpról lefelé csordogáló, esetünkben rózsaszínű lávafolyások. Emellett jól elkülöníthetők a települések (szintén rózsaszínnel és világoszölddel), a megművelt területek (kékkel), és a természetes vegetáció (élénkzölddel). A Sentinel – a megfigyelésen túl – számtalan tevékenysége mellett olyan talajmozgások érzékelésével is foglalkozik, melyek akár földrengéseket, vagy újabb kitöréseket jelezhetnek előre.

2. ábra. Luzon-sziget, Fülöp-szigetek (Forrás: ESA)

Gyárat lát a „látcső” és szántóföldeket

A műholdképek alapján, egyes helyeken óriási kontrasztok figyelhetők meg a környezet változásaiban. Jól szemlélteti ezt a Sentinel-2 Bolíviáról készült felvétele (3. ábra). Az ország egykor erdőségekkel átszőtt vadonja a benépesítés és a mezőgazdasági művelés hatására mára már teljesen átalakult. A felvételen balra középtájt terül el a Pirai-folyó partján, Kelet-Bolívia trópusi síkságán fekvő Santa Cruz, amely a világ egyik leggyorsabban növekvő városa és fontos kereskedelmi központ. Egészen az 1960-as évekig a vidéket áthatolhatatlan őserdő jellemezte, azonban a helyi gazdaság igényei fokozatosan növekedtek, így az 1980-as évektől erdőirtások kezdődtek a térségben. Ezzel együtt áttelepítési programok is indultak, amelyek az Andok fennsíkjain élőket költöztették ide és intenzív mezőgazdasági tevékenység – pl. szójababtermelés – bontakozott ki. A várostól keletre lévő területek egy részét valamint a Guapay-folyótól keletre eső nagy kiterjedésű területeket vonták mezőgazdasági termelésbe. Mindez azt eredményezte, hogy a régiót addig jellemző sűrű erdőség helyén most szántóföldek gigantikus mozaikja terül el.

3. ábra. Santa Cruz, Kelet-Bolívia (Forrás: ESA)

A valódi színes felvételek – mint azt a következő, Izlandról készült műholdkép is jól szemlélteti – ránézésre már szinte önmagukban térképet alkotnak (4. ábra). Az ekkor épp Reykjavík felett járó Sentinel-2A a vulkánjairól, gleccsereiről, tavairól, lávafolyásairól és gejzírjeiről ismert rendkívüli szigetet pásztázta. A viszonylag aprócska, 120 ezer lakost számláló főváros (lent középen) és a tőle nagyjából 20 kilométerre, északra található Akranes kikötőváros (középen) szürke pontokként a sziget nagy részén ritkán felbukkanó civilizáció nyomait jelölik. A városoktól észak felé haladva, a felvétel bal felső részén, a vörösesbarna területen furcsa sötét lyukak, fagykarsztos mélyedések találhatók. Ilyen formák akkor alakulnak ki, amikor a gleccserekről leszakadó jégtömbök betemetődnek, majd helyükön az elolvadó jég hatására tavak keletkeznek. Gyakran fordulnak elő olyan térségekben, melyeket a legutóbbi jégkor idején (körülbelül 12 ezer éve) jég borított, vagyis leginkább Észak-Amerika és Európa területén. A Sentinel-2-t nem mellesleg olyan műszerrel is felszerelték, amelyet kifejezetten a vegetáció szemmel tartására fejlesztettek ki. A berendezés emellett a ritkább növényborítású területek különbségeit, valamint az izlandi talajok ásványi összetételét is képes vizsgálni.

4. ábra. Reykjavík és Akranes, Izland (Forrás: ESA)

Bizonyos felvételek láttán az ember maga is könnyen belátja, hogy a természet az „általános” földi környezet kialakításán túl is képes kifinomult művészéként valami igazán magával ragadót alkotni. Nincs ez másként a Rub’ al Khali sivatagról készült felvétel esetén sem. Az Arab-félsziget déli részén húzódó kiterjedt homoktengert a „művész kezeként” szolgáló szelek látványos vándordűnék sormintájává alakítják. Az Üres Negyedként (Empty Quarter) ismert terület a legnagyobb egybefüggő homoksivatag a világon. Az éves csapadékmennyiség ritkán haladja meg a 35 millimétert, és az állandó magas hőmérséklet ritkán megy 50 °C alá. A hamisszínes-felvételen (5. ábra) a sárga sávok és pontok a dűnéket jelölik. Közelebbről megnézve a jobb alsó terület képződményeit, sokuk háromnál is több „karral” rendelkezik, az ún. csillagdűnéket ugyanis a váltakozó szélirány alakítja ki. A sivatag egyes területein azonban a dűnék nem oldalirányban gyarapodnak, hanem inkább az ég felé törnek és akár a 250 méteres magasságot is elérhetik. A kiterjedt síkságokon több ezer éve létezett sekély tavak maradványai is felfedezhetők, melyeket a monszun jellegű esőzések és nyomában fellépő átmeneti vízfolyások alakítottak ki. A Sentinel-2A ún. multispektrális berendezése ugyanis az infravörös bizonyos tartományaiban is lát, így képes például a korábbiakban már említett vegetáció-figyelésen túl a gyér növényzetű területek ásványi összetételét is meghatározni. Ez esetben például a barnától az élénk liláig terjedő árnyalatok az egyes helyeken felbukkanó só- és gipsztartalmat mutatják.

5. ábra. Rub’ al Khali, Arab-félsziget (Forrás: ESA)

Habár tudásunk folyamatosan bővül, bolygónk továbbra is tartogat olyan rejtélyeket, amelyeket műholdjaink egyelőre nem látnak. A megismerés vágya és a technológia fejlődése azonban előbb-utóbb ezekre is fényt derít.

A cikk a Természet Világa 2018. decemberi (149. évf. 12. sz.) számában jelent meg.

Kapcsolódó cikkek

{{ image }}

{{ title }}

{{ comments }}
{{ author }}
{{ image }}

{{ title }}

{{ comments }}
{{ author }}
{{ image }}

{{ title }}

{{ comments }}
{{ author }}