Применение геофизических методов при решении геоэкологических задач (экологическая геофизика).

1. Геопатогенез.

2. Аппаратура для геофизических исследований.

3. Дистанционные аэрокосмические геофизические методы исследований.

1. Геопатогенезможет быть определен как возникновение ус­тойчивых патологических изменений в живых организмах, обу­словленное геологическими, геофизическими, геохимическими и другими природными факторами. Материалистический подход к проблеме геопатогенеза предпо­лагает использование методологических приемов, базирующихся исключительно на физических, геологических, биологических и других знаниях.

Существуют различные гипотезы, касающиеся природы поля геопатогенных зон. Согласно некоторым из них, мы наблюдаем возможные эффекты взаимодействия электромагнитных, элект­ростатических, магнитных или гравитационных полей с биопо­лями, т.е. полями, генерируемыми живыми организмами и пред­ставляющими, в свою очередь, совокупность опять-таки электро­магнитного, магнитного и гравитационного полей. Другие ги­потезы предполагают наличие так называемого информационного поля, природа которого хотя и не выяснена, но считается также материальной.

Признавая возможность существования геопатогенеза, природу его следует постигать посредством изучения естественных гео­физических полей в их связи с геолого-тектоническими осо­бенностями строения верхней части нашей планеты — литосфе­ры. В частности, можно предположить, что принципиальной основой метода биолокации (многие считают, что это единст­венный метод выявления геопатогенных зон) может быть спо­собность людей воспринимать энергетические взаимодействия электрических неоднородностей в земной коре (это могут быть подземные воды, рудные тела, тектонические разломы и т.п.) с электромагнитным полем Земли и трансформировать их в био­электрические процессы, внешне регистрируемые по изменению положения металлической рамки или колебаниям маятника (индикационные устройства, используемые в биолокации).

С позиций экологической геофи­зики геопатогенные зоны следует рассматривать как локализо­ванные в пространстве аномалии геофизических полей различной природы, совместное проявление которых усиливает их патологи­ческое воздействие на экосистемы и живые организмы.

Аномальные проявления, наблюдаемые в атмосфере, гидро­сфере, литосфере и подстилающих ее земных слоях, обусловле­ны, как правило, наличием вертикальных и латеральных струк­турно-вещественных неоднородностей в соответствующем объ­еме геологического пространства. В пределах литосферы и более глубоких "сфер" такие неоднородности ассоциируются либо сразличиями вещественного состава и/или структуры блоков Зем­ли, либо с тектоническими нарушениями и зонами трещиноватости, либо с местами внедрения в относительно однородную по физическим свойствам среду некоторых "инородных" тел(интрузий и т.п.). Проблема геопатоге­неза в научном плане тесно переплетается с проблемой эколо­гического эффекта воздействия геофизических полей на природные и природно-технические системы, что определяет ее значение приэколого-геофизических исследованиях.

Выявление и изучение геопатогенных зон проводится как бы по трем относительно самостоятельным направлениям.

В рамках одного из них, которое условно может быть оха­рактеризовано как энергетическое, рассмотрение проблемы геопа­тогенеза предполагает выявление прямой связи жизнедеятель­ности живых организмов с физическими полями земного про­исхождения и установление пространственной и временной за­висимости между аномальными проявлениями геофизических полей и патологаческими изменениями в функционировании живых систем различных иерархических уровней. Предметом исследования в данном контексте является энергетическое взаи­модействие косного вещества планеты в его геологическом раз­витии и живой природы, составляющей биосферу Земли. Вто­роенаправление, его можно условно назвать структурно-энер­гетическим, предполагает установление и определение характера связи различных известных иерархически структурированных эле­ментов земной коры и подстилающих ее слоев с гипотети­ческими энергетическими поясами или узлами, которые прояв­ляются как патогенные (геопатогенные) или предполагаются та­ковыми. Третье, наиболее противоречивое и неопределенное направление рассматривает вопросы генезиса геопатогенных зон, их местоположения, какими они представляются с позиций энергоинформационного подхода.

Рассмотрение проблемы геопатогенеза предполагает в первую очередь исследования прямых связей аномальных проявлений геофизических полей с патологией живых организмов, а также обнаружение и определение положения структурных элементов, которые потенциально могут быть носителями или проводниками геопатогенеза.

Геолого-тектонические особенности строения литосферы, т.е. особенности геологического разреза, выражающиеся в верти­кальном и горизонтальном чередовании и замещении различ­ных по физическим свойствам пород, и тектонические условия, включающие наличие разрывов в земной коре, трещиноватых зон, проявления сейсмичности, всегда — и это следует особо подчеркнуть — находят свое отражение в существовании геофи­зических аномалий. Необходимо заметить, что отображающие геолого-тектонические особенности аномалии существуют в гео­физических полях практически всех видов, хотя в некоторых полях они проявлены больше, тогда как в других — существенно слабее.

К катего­рии техногенного патогенеза следует относить патогенные изме­нения в живых организмах, возникающие в связи с изменения­ми окружающей среды, обусловленными хозяйственной деятель­ностью. Иногда особенности геологического строения в пределах отдельных территорий способствуют формированию опасных в экологическом отношении зон (например, накопление в преде­лах некоторых геологических структур токсичных отходов про­мышленного и сельскохозяйственного производства; обусловлен­ное особенностями гравитационного поля и карстопроявлениями пространственное распределение выпадающих радиоактивных осадков и т.п.), которые можно рассматривать как геопатогенные.

Прак­тически все виды техногенного физического загрязнения мож­но рассматривать как потенциально опасные для живых орга­низмов.

Опыт показывает, что геолого-тектонические структуры повсе­местно находят свое отображение в физических полях Земли в виде геофизических аномалий. Приуроченность геофизических аномалий к геологическим элементам делает их важным иден­тификационным признаком с точки зрения обнаружения и ло­кализации возможных зон проявления патогенеза.

Измерение тех или иных параметров естественных и искус­ственных физических полей стало технической основой геофи­зических исследований Земли.

2. Аппаратура для геофизических исследований.Изучение рассмотренных выше естественных геофизических и техногенных физических полей проводится методами грави-, магнито-, электро-, сейсмо- и терморазведки, а также ядерной геофизики. Ведущей тенденцией непрерывно обновляющейся техники является повышение поме­хоустойчивости, точности, компьютеризация процессов измерения и предварительной обработки полученных материалов в ходе проведения работ.

В гравиразведке основным методом является гравиметрическая (гравиметровая) съемка. Она проводится с помощью переносных гравиметров, предназначен­ных для измерения приращений (относительных значений) силы тя­жести Δg, т.е. разности между g_H в любой наблюдаемой точке и величиной g в некоторой исходной опорной точке. В качестве опорных точек выбираются пункты гравиметрической сети стра­ны, которые располагаются в городах и крупных населенных пунктах, а часто на базе экспедиций или партий. Величина Δg является разностью отсчетов по прибору во всех точках по сравнению с опорной.

Чувствительным (измерительным) элементом гравиметров яв­ляется кварцевая пружина или кварцевая нить (иногда их ком­бинации), находящаяся в так называемом астазированном, или напряженно-неустойчивом упругом, состоянии.

Работа ядерно-прецессионных (протонных) магнитометров ос­нована на определении частоты прецессии протонов (ядер во­дорода) вокруг полного вектора напряженности геомагнитного поля, или магнитной индукции Т. Процесс измерения склады­вается из "подмагничивания" сосуда с водородосодержащей жид­костью (керосин, спирт), который помещается в обмотку ка­тушки, питаемой от батарейки. Ядра водорода, являясь элемен­тарными магнитиками, устанавливаются по полю, созданному электромагнитом. Если отключить батарейку, то протоны прецессируют, вращаясь, как юла,и устанавливаются вдоль вектора Т, индуцируя в катушке ЭДС, частота которой пропорциональ­на Т. Чувствительность протонных магнитометров составляет еди­ницы нанотесла.

Приборы другого типа действуют на основе квантовых эффек­тов, заключающихся в изменении частоты электромагнитного излучения, возникающего при переходе электронов атомов веще­ства с одного энергетического уровня на другой (так называе­мый эффект Зеемана). Если посредством определенного воздей­ствия "заставить" часть электронов в атомах подняться на верх­ний уровень, а затем убрать воздействие, то электроны синхрон­но опустятся на прежний уровень. В результате такого перехода возникают электромагнитные сигналы на частоте, определяемой квантовыми характеристиками вещества и напряженностью гео­магнитного поля Т. Воздействие ("оптическая накачка") осущест­вляется освещением вспышкой света газов (пары цезия, руби­дия). Магнитометры, основанные на этом принципе, называются квантовыми. Чувствительность подобных магнитометров при измерении Т около 1 нТл.

В аппаратуре для аэромагнитной и гидромагнитной съемок (феррозондовых, протонных, квантовых магнитометрах) ЭДС, получаемые на выходе датчиков, усиливаются и регистрируются на аналоговых (видимые ленты с измерениями параметров по­ля) или цифровых (сигналы записываются в цифровой форме, как в электронных вычислительных машинах) регистраторах.

Аппаратура для электроразведки и терморазведки.При глу­бинных и структурных исследованиях земной коры (глубина раз­ведки свыше 500—1000 м) используются различные электромагнитные зондирования (ЭМЗ). В качестве измерительной аппарату­ры при их постановке служат полевые лаборатории электроразве­дочных станций (ПЛ-ЭРС). Они предназначены для регистрации электрических и магнитных компонентов естественного или искусственно созданного поля в широком диапазоне сверхнизких и низких частот (от 0,01 до 100 гц).

При терморазведке кроме тепловизоров используются разно­го рода электрические и полупроводниковые термометры, обеспе­чивающие возможность изменения температур в шпурах, сква­жинах, донных осадках с точностью около 0,1 ºС.

Сейсмическая и сейсмоакустическая аппаратура. Сейсми­ческая аппаратура предназначена для регистрации упругих волн от естественных (землетрясения) или искусственных источников (взрывы, невзрывные источники).

Для круглосуточной регистрации упругих волн от землетрясе­ний на обсерваториях (их в мире свыше 200) используются сейсмо­графы. Конструктивно они состоят из инертной массы, подве­шенной на пружине в жестком массивном корпусе. Упругие волны вызывают колебания корпуса, тогда как инертная масса стремится сохранить свое положение. Если к инертной массе присоединить механическое записывающее устройство, например перо, легко касающееся бумаги, закрепленной на корпусе вра­щающегося барабана, то можно получить сейсмограмму. Кроме такого механического способа записи существуют оптические или электромагнитные способы автоматической регистрации сейсми­ческих волн от землетрясений.

В сейсморазведке улавливание упругих колебаний почвы и прев­ращение их в электрические сигналы производится сейсмоприемниками. Они похожи на сейсмографы, но построены на индук­ционном или пьезоэлектрическом принципе, т.е. электрические сиг­налы возникают в движущейся внутри магнита катушке или вследствие возникновения пьезоэлектрических зарядов на осо­бых кристаллах при изменении давления на них. Электричес­кие сигналы на выходе сейсмоприемников очень малы (порядка 1—10 мкВ), поэтому они усиливаются электронными усилителя­ми, осуществляющими также фильтрацию помех, и записываются оптическим ими магнитным регистратором.

Совокупность сейсмоприемников, усилителей и регистрирую­щих устройств носит название сейсмического канала или канала записи. В сейсмических (сейсморазведочных) станциях, монтируе­мых на автомашинах или кораблях, бывает от одного-двух до сотен идентичных каналов, а сейсмоприемники с выходящими от них проводами соединяются в сейсмические косы. Иногда сигналы от сейсмоприемников на регистрирующую станцию пе­редаются по радиоканалу.

Частотный диапазон упругих колебаний при сейсмора­зведке меняется от долей герца до нескольких килогерц.

Современная сейсмостанция для геофизической разведки — это сложный измерительный комплекс, фактически представляющий специализированную ЭВМ. Он содержит сле­дующие блоки: набор сейсмоприемников, усилителей, регистри­рующих головок по числу каналов в станции; коммутатор ка­налов; преобразователи аналоговой записи в цифровую и об­ратно; цифровой магнитный и аналоговый регистраторы; блоки питания и контроля работы станции. Существуют различные типы сейсмических станций, отличающихся интервалами изуче­ния глубин, числом каналов, технологией работ (наземные, мор­ские, скважинные).

Аппаратура, используемая в ядерной геофизике и при комплексных аэрогеофизических исследованиях. Из альфа-, бета-и гамма-излучений наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи. Для регистрации интенсивности гамма-излуче­ния служат радиометры (наземные, автомобильные, самолет­ные). В качестве детектора гамма-излучений в современных радиометрах используются сцинтилляционные счетчики. В них под действием радиации возникают вспышки света. С помощью специального фотоумножителя они преобразуются в поток электронов, а затем усиливаются и ре­гистрируются. В спектрометрических радиометрах имеется воз­можность определять энергию гамма-лучей, что обеспечивает раз­деление излучений на урановую, ториевую и калиевую составляющие, которые характеризуются своими средними значениями и спектром энергий излучений.

Гамма-спектрометрический канал является одним из основ­ных в комплексных аэрогеофизических станциях, предназначен­ных для разведки на глубинах до 100—200 м. В них имеется также квантовый магнитометр, тепловизор, иногда аппаратура для аэроэлектроразведки и устройства для забора воздуха с после­дующими лабораторными измерениями концентраций аэрозолей, например окиси азота, углекислого газа и др., специальными газоанализаторами. Носителями таких аэрокосмических станций могут быть легкие самолеты или вертолеты, снабженные иногда спутниковой системой навигации.

На измерении интенсивности альфа-излучения 1_а основана работа эманометров, предназначенных для изучения концент­рации радона в воздухе, который закачивается в специальную сцинтилляционную камеру эманометра из почвы или призем­ной части атмосферы.

Для поэлементного химического анализа горных пород в об­разцах или массиве (обнажение, горная выработка, скважина) используются разнообразные приборы, применяемые в ядерно-физических (изотопных) методах, работа которых основана на изу­чении физических явлений, происходящих при искусственном облучении горных пород гамма-лучами и нейтронами разных энергий.

Особым разделом геофизики, предназначенным для изучения физических свойств горных по­род в околоскважинном пространстве, являются геофизические методы исследования скважин (ГИС), называемые также буровой, промысловой геофизикой или каротажем. Они обеспечивают изучение пород в радиусе до нескольких метров от оси скважины без отбора образцов пород (керна). Однако при от­боре керна из основных опорных горизонтов с последующими лабораторными анализами информативность ГИС резко возрас­тает.

Принципы устройства датчиков поля для скважинных изме­рений такие же, как и в рассмотренных выше методах при­кладной геофизики. Аппаратурой для ГИС служат автоматические каротажные станции (АКС или АГИС). В каротажной станции, смонтированной на одной-двух автомашинах, имеется следующее оборудование:

спуско-подъемные устройства, включающие лебедку, рабо­тающую от двигателя автомобиля, и блок-баланс для спус­ка и подъема скважинного прибора, соединяющегося мно­гожильным кабелем с регистрирующей аппаратурой;

скважинный прибор (каротажный зонд), имеющий питающие и измерительные электроды или устройства для создания того или иного физического поля и измерения его пара­метров;

усилительно-регистрирующая аппаратура, принимающая сиг­налы и записывающая их в виде каротажных диаграмм(графиков зависимости измеряемого параметра от глуби­ны). Записи бывают аналоговыми (на рулонной бумаге или магнитной ленте) или цифровыми, предназначенными для обработки с помощью компьютеров, которыми обычно комплектуются АКС.

Меняя каротажные зонды, можно проводить геофизические исследования разными методами, т.е. в ГИС легко реализовать комплексирование методов.

К ГИС относят методы обследования пространств (целиков) горных пород между скважинами и горными выработками путем просвечивания массивов электромагнитными и акустическими волнами (подземная геофизика). Перемещая последовательно излу­чатели и приемники в соседних скважинах или выработках, можно оценить изменения электрических и упругих свойств по лучам между ними. Технические средства для просвечиваний и прозвучиваний, в принципе, отличаются от рассмотренных вы­ше приборов для полевых наземных и скважинных наблюдений лишь конструктивно. Сходна по устройству и аппаратура сейс­мической (СЭ) и электромагнитной (ЭМЭ) эмиссии, предназначен­ная для изучения естественных акустических и электромагнит­ных полей, обусловленных изменением геодинамических условий массивов горных пород под воздействием природных и техно­генных факторов. При изменении горного давления (нагрузок или разгрузок) в породах наблюдается "растрескивание", что и сопровождается появлением упругих и электромагнитных полей сейсмической, пьезоэлектрической и иной природы.

Аппаратура для лабораторных измерений физических свойств горных пород работает на основе тех же принципов, что и в прикладной и скважинной геофизике. Однако при сопоставле­нии полученных данных с измеренными в природных условиях (в массиве) следует учитывать коэффициенты физического подобия, известные в теории физических полей.

3. Дистанционные аэрокосмические геофизические методы.Под дис­танционными аэрокосмическими методами понимается комплекс исследований физических полей Земли, выполняемых при по­мощи приборов, находящихся на космических и воздушных носителях. С их помощью можно получить информацию о стро­ении земной поверхности, верхней части литосферы, о природ­ных и техногенных объектах и процессах, провести повторные наблюдения для организации мониторинга.

В большинстве дистанционных методов автоматически реги­стрируются параметры собственного или отраженного электро­магнитного излучения природных ландшафтов и искусственных (техногенных) объектов. В зависимости от используемых полей, а также длины электромагнитных волн выделяются сле­дующие виды дистанционных съемок: космофотосъемка (КФС) и аэрофотосъемка (АФС); телевизионная (ТС), инфракрасная (И К) и радиотепловая (РТ), радиолокационная (РЛ), многоспектральная (МС), ультрафиолетовая (УФ), лазерная (лидарная) (ЛС).

К дистанционным относятся также аэромагнитные и аэрора­диометрические съемки.

Важнейшей особенностью дистанционных съемок является возможность различной степени генерализации объектов и измене­ния обзорности (ширины полосы исследований), которые зависят от высоты орбиты космического носителя (от 180 до 1000 км) или от высоты полета воздушного носителя (0,5—10 км), а также от типа аппаратуры, ее разрешающей способности, масштаба съемки. Во многих видах съемок уровень генерализации и разрешаю­щая способность исследований взаимно обратны: чем больше генерализация, тем меньше разрешение на местности.

Таким образом, при интерпретации данных дистанционных съемок имеется возможность направленно генерализовать изучае­мую эколого-геологическую ситуацию, выделять региональные или даже локальные объекты, видеть их пространственное соот­ношение, трудно фиксируемое обычными наземными съемками. При дистанционных исследованиях удается реализовать "эффект прозрачности": как бы заглянуть внутрь литосферного простран­ства, получив структурные планы объектов, фрагменты которых только частично выделяются наземными съемками.

Съемки в видимом диапазоне частот. Фотосъемки АФС, КФС (λ = 0,35—1,0 мкм) и многоспектральные съемки МС (λ = 0,41—12,5 мкм) в одном или нескольких диапазонах спект­ра расширяют возможности проведения дистанционных иссле­дований, делают их более надежными и позволяют выявлять закономерности строения ландшафтов земной поверхности, которые ускользают из поля зрения исследователя при использовании только наземных методов. Одним из главных достоинств космо- и аэрофотоснимков является их документальность, т.е. точное и объективное отображение естественных и искусствен­ных объектов на земной поверхности. Физической основой фотосьемок является изучение отраженного электромагнитного излучения. Информация о строении ландшафтов и земной поверх­ности зависит от отражающей способности (альбедо), характера поглощения и рассеяния электромагнитного излучения, вида при­родных и техногенных объектов, растительности, типов горных пород, их электромагнитных и тепловых свойств. Многоспектральное фотографирование на разных длинах элект­ромагнитных волн открывает дополнительные возможности при так называемых отраслевых исследованиях, т. е. использовании аэрокосмоснимков для целей топографического, геоботаническо­го, геологического, гидрогеологическою, эколого-геологического и других видов картирования.

Фотоизображения отличаются друг от друга по сумме приз­наков. К прямым дешифровочным признакам относятся раз­мер, форма, структура (преобладающий характер рисунка), цвет, фототон (цветовая насыщенность) изображения. На них не ока­зывает существенного влияния степень освещенности земной поверхности солнцем. Внутри контуров отдельных объектов особенности строения рельефа определяются микрорисунком (текстурой) изображения, который также является устойчивым де­шифровочным признаком и не зависит от времени проведения j съемки.

Все перечисленные, а также дополнительные интерпретацион­ные признаки (форма, размеры и взаимное расположение объе­ктов) позволяют изучать как структурные особенности местнос­ти, так и современные физико-геологические явления и про­цессы, в том числе и техногенные, вызванные хозяйственной деятельностью человека.

Телевизионная съемка (ТС) (λ = 0,32—0,75 мкм) служит для изучения солнечного электромагнитного излучения, отраженного от земных ландшафтов. Она выполняется с помощью специаль­ного приемника с электронным сканированием телевизионного изображения местности. Получаемый растровый снимок боль­шой обзорности или цифровую информацию можно визуализи­ровать на экране дисплея. ТС имеет более низкое разрешение на местности, чем КФС или АФС, обычно не превышающее (при миллионном масштабе) 200—80 м. По сравнению с КФС телевизионная съемка обладает более высокой обзорностью и большей генерализацией объектов. Поэтому ТС используется как фоновая основа для выявления крупных региональных структур или объектов, определение которых затруднено по данным КФС.

Всем дистанционным методам, в которых фиксируется изоб­ражение местности в видимом диапазоне спектра, присущ ряд ограничений. Они могут использоваться только в дневное время и в ясную погоду. Кроме того, давая информацию исключительно о земной поверхности, они характеризуют подстилающую ее толщу горных пород только по опосредствованным признакам, находящим отражение в морфологии, цвете, растительности и других особенностях, формирующих ландшафт. Таким образом, сведения о пространственном строении и свойствах верхней час­ти литосферы оказываются весьма условными.

Инфракрасная съемка (ИК), в аэроварианте тепловая аэросъемка (ТАС) (λ = 1,5—14 мкм), обычно осуществляется при помощи сканирую­щей аппаратуры (тепловизоров), т.е. информация об особеннос­тях земной поверхности складывается из характеристик, полу­чаемых по отдельным участкам, на которые в данный момент времени направлено регистрирующее устройство.

Инфракрасное излучение как носитель информации близко к световому изображению. Поскольку тепловое излучение тел непо­средственно связано с их энергетическим состоянием, оно ука­зывает на температуру и размеры источника. Интенсивность и спектральный состав излучения зависят не только от темпера­туры, но и от электромагнитных и тепловых свойств почв, грунтов и горных пород, на которые направлен объектив тепло­визора. Эти особенности ИК-излучения позволяют выявлять природу источников, в том числе обусловленных глубинными процессами, что не удается при дешифрировании фото- и теле­изображений земной поверхности, полученных в видимом диа­пазоне спектра.

Наблюдения в инфракрасной области спектра ведутся в трех диапазонах: ближнем (λ = 0,7—2,5 мкм), среднем (λ = 3—5,5 мкм), дальнем (λ = 8—14 мкм). Эти диапазоны соответствуют "окнам" прозрачности атмосферы. В ближнем диапазоне регистрируется главным образом длинноволновое отражение солнечного излуче­ния, в дальнем основную роль играет собственное излучение земной поверхности, в среднем излучение носит смешанный ха­рактер.

Выделяют две группы задач, решаемых при помощи тепловой съемки. Первая группа связана с изучением аномального температурного поля областей современного вулканизма, зон распрост­ранения термальных вод и термального (естественного или тех­ногенного) загрязнения геологической и водной среды. Ко вто­рой группе относится изучение теплового поля, формирующегося за счет солнечной радиации, результат которого можно использовать для региональных геологических и эколого-геологических исследований. Особенно эффективна совокупность съемок в раз­ные сезоны года, ночных и дневных, т.е. когда меняется темпе­ратура земной поверхности.

Радиолокационная съемка (РЛ) основана на использовании ра­диоволнового диапазона электромагнитного спектра. Она подраз­деляется на пассивную (радиотепловую) с λ = 0,3—10 см и ак­тивную (радиолокационную), в которой используются электромаг­нитные излучения с длиной волны λ = 1,0—100 см. Радиотепло­вая съемка во многом аналогична ИК-съемке, но отличается существенно меньшей разрешающей способностью. С ее помо­щью выделяются термические аномалии, охватывающие большие площади, по которым удается получать усредненные показатели температурного поля.

При радиолокационных (радарных) съемках изучается различ­ная способность объектов земной поверхности отражать радио­импульсы. Интенсивность отраженного сигнала определяется электромагнитными свойствами поверхностных от­ложений, к которым относятся их диэлектрическая проницае­мость и электропроводность, в свою очередь зависящие от влаж­ности. Разрешающая способность радарного изображения зависит от длины волны используемого сигнала. Характер изображения определяется шероховатостью растительного покрова, микроре­льефом и рельефом. Радиолокационные съемки позволяют обнаруживать разрыв­ные нарушения, определять состав пород, характеризовать сте­пень их увлажненности, картировать участки развития и дегра­дации мерзлоты. Эти и другие задачи имеют большое значение для экологической геологии. В условиях развития пород низкой электропроводности (высокого сопротивления) радиолокацион­ное зондирование может осуществляться на глубину в несколь­ко десятков метров.

Ультрафиолетовая и лазерная (лидарная) съемки используются преимущественно для контроля загрязняющих компонентов при­земных частей атмосферы, для оценки воздействия промыш­ленных объектов, территорий урбанизации и сельскохозяйст­венной деятельности на окружающую среду. Чаще всего в ка­честве индикаторов применяются датчики, использующие лазерное излучение, так называемые лидеры (лазерные сенсоры).

С помощью лазерного луча, усиливающего эффект люми­несценции аэрозольного и газового загрязнения атмосферы, осуществляется спектральный анализ загрязняющих веществ. При этом лидары позволяют обнаруживать излучение, создаваемое "мишенью", в диапазоне частот, отличном от частоты лазера. Спектральный анализ "мишени" выполняется с практи­чески абсолютной точностью, т.е. он способен обнаруживать отдельные атомы загрязняющих веществ.

В настоящее время созданы лидарные станции (комплексы), которые могут устанавливаться на воздушных носителях, на вы­сотных зданиях и мачтах, на передвижных наземных носителях. Так, например, для контроля аэрозольных и газовых компонен­тов атмосферы урбанизированных территорий используется трех-канальная лидарная станция. В видимом диапазоне частот конт­ролируется аэрозольный компонент; ультрафиолетовый канал пред­назначен для контроля загрязняющих газов SO₂, NO₂, O₃; ИК-канал обеспечивает контроль концентрации NH₃, C₂H₄ и О₃.

Лазерный мониторинг позволяет следить за эволюцией и раз­рушением озонового слоя, контролировать кислородно-азотный баланс в атмосфере, оценивать содержание вредных аэрозольных и газовых компонентов в ее приземной части. По данным ли-дарных исследований можно определять вклад конкретных ис­точников техногенного воздействия в загрязнение атмосферы, выявлять роль воздушного канала в переносе загрязняющих ве­ществ на исследуемой территории, устанавливать влияние этих веществ на экологическое состояние верхней части литосферы и гидросферы.

К дистанционным методам можно отнести спутниковую альтиметрию, т.е. определение общей картины гравитационного поля суши и океанов по наблюдениям за орбитами спутников.

Аэромагнитные съемки выполня­ются в крупных масштабах по системе параллельных профи­лей, удаленных друг от друга на десятки или сотни метров. Съемки позволяют получать информацию о региональных и ло­кальных магнитных аномалиях, которые могут быть связаны с зонами тектонических нарушений, трещиноватости, с выходами сильномагнитных пород и руд. Эти данные представляют инте­рес с точки зрения геоэкологического картирования территорий, выявления геопатогенных зон,выделения участков с интенсивными значениями напряженности геомагнитного поля и их градиентов.