Внутрішня будова Землі, речовин, з яких вона складається, вивчають геологія і геофізика. Геологічні методи дозволяють досліджувати тільки верхню частину земної кори. Пробурити свердловину навіть на глибину в кілька кілометрів дуже непросто. Геофізика дозволяє проникнути всередину Землі набагато далі. Ця наука досліджує аномалії земних полів, такі як відхилення щільності, магнітній сприйнятливості, питомого електричного опору, швидкості поширення пружних хвиль і т д.
Для глибинного (до 10000 метрів) вивчення великих частин суші і океанів, розвідки родовищ нафти, газу і твердих корисних копалин використовують методи розвідувальної геофізики. Вони включають в себе гравірозвідки, магниторазведку, електророзвідки, сейсморозвідку, терморазведку, ядерну геофизику - всього більше ста методів.
Метод гравиразведки заснований на дуже точному вимірі сили тяжіння Землі, тобто гравітаційного поля планети. Земля - не однорідна куля, в ній є порожнечі і області ущільнення, наприклад поклади руди. В результаті сила тяжіння над ними виявляється або трохи менше, або трохи більше середнього значення. Ці зміни і реєструють гравіметрами.
За допомогою магниторазведки вивчають геомагнітне, або природне магнітне, поле Землі. Його величина залежить від розмірів і глибини залягання намагнічених об'єктів, наприклад покладів залізних руд. Магнітометрами вимірюють абсолютну величину магнітного поля або його відносні значення, які порівнюють з виміряними в опорних пунктах.
Методи електророзвідки засновані на вивченні виникаючих природних і штучних електричних полів. Перші - результат сонячного і космічного випромінювання, безперервних ударів блискавок в землю, хімічних і фізичних реакцій. Другі виникають при впливі на Землю ліній електропередачі, антен теле- і радіостанцій. За характеристиками електричного поля (наприклад, по опору) дослідники навчилися розрізняти гірські породи і поклади металевих руд.
При радіолокаційних дослідженнях застосовують георадари. Такий радіолокатор «дивиться» усередину Землі. Антена георадара випромінює радіоімпульс, що відбивається від щільних порід і повертається до приймаючої антени. Грунт і гірські породи швидко поглинають радіохвилі, тому проникають вони тільки на глибину в кілька десятків метрів. Метод заснований на відміну швидкості поширення радіохвиль, що залежить від фізичних властивостей гірських порід і рідин, їх насичують (води, нафти).
Теплові поля Землі, що виникли в результаті складних фізичних і хімічних процесів, досліджуються за допомогою тепловізорів. Їх чутливі елементи приймають інфрачервоне (теплове) випромінювання глибинних порід. Випромінювання це дуже слабке, тому приймачі тепловізора охолоджуються рідким азотом або гелієм до температури мінус 200-230 градусів Цельсія. Прийняті сигнали надходять на екран телевізора або фіксуються на фотоплівці. Розподіл температур залежить від внутрішньої будови планети.
Розлом земної кори, навіть давно тривалий наносними породами, дає про себе знати температурними аномаліями на поверхні землі. Вивчаючи їх динаміку, можна судити про явища, які викликають напруження і деформації в земній корі, чреваті катаклізмами. Співробітники Інституту аерокосмічного приладобудування зі столиці Татарії це робити навчилися.
«Приголомшливі знімки показав мені Роберт Мухамедяров, - пише в журналі« Чудеса і пригоди »Михайло Дмитрук, - на них видно все, що знаходиться в надрах на глибинах до декількох кілометрів.
- Дивіться: це розломи земної кори, - провів він пальцем уздовж світлих смуг. А потім вказав на темні плями: - Тут знаходяться родовища нафти і газу.
Ці знімки отримані за допомогою аерокосмічної апаратури, яка зробила надра майже прозорими. Крізь землю стало видно, як крізь скло. Що за чудеса?
- Ми встановили взаємозв'язок між щільністю порід і температурою на поверхні землі, - пояснює Роберт Давлетович. - Простіше не скажеш. У різних місцях температура відхиляється на мізерні величини, але їх фіксує наша надчутлива апаратура. Комп'ютер викреслює на знімку лінії однакових температур. Там, де лінії згущаються, вище щільність речовини в надрах (скельні породи, поклади металевих руд). А розріджуються лінії там, де породи разуплотнени (розломи земної кори, карстові порожнечі, лінзи підземних озер, поклади вугілля, нафти, газу). Дешифрувати тепловізорного знімки, комп'ютер видає кольорові зображення місцевості, на яких, як на долоні, видно глибинна будова надр.
Професор розвіяв мої сумніви. Він показав інші підземні знімки, які дуже легко перевірити. Їх зробили не з космосу, а з літака або вертольота, тому роздільна здатність знімків підвищилася в сотні разів. І на них чітко видно підземні комунікації - їх неможливо розрізнити навіть на поверхні неозброєним оком. Ось переді мною поле, де скосили урожай пшениці. На його тепловому зображенні видно перехрещуються газопроводи, які під полем зариті в землю. А ось план цих споруд, взятий у газовиків: він точно збігається з тепловізорного знімком. Мало того, на ньому чітко видно місця пошкодження ізоляції на підземних трубах, а також витоку газу. Ця інформація дуже потрібна газовикам, і вчені готові надати її. До речі, їх літаюча апаратура дає раз в десять більше відомостей, ніж робот, що повзає в трубі. А отримати ці дані зверху можна в тисячі разів швидше. Але, може, це коштує шалених грошей? Ні, аерокосмічна діагностика набагато дешевше внутрішньотрубної ».
До сих пір на супутнику «Океан» апаратура, зроблена в інституті, дає зображення не гірше, ніж американська. Але разом з кризою космічної галузі в Росії стала не потрібна і казанська апаратура для супутників. Робота в нових умовах змусила перейти на літаки і вертольоти. Але, як то кажуть, немає лиха без добра: з малих висот співробітники інституту за допомогою своєї апаратури стали робити ще більш дивні відкриття, ніж з космосу.
Тепловізорного знімки можуть потрясти будь-кого. Так, наприклад, крізь величезну металеву ємність для зберігання нафти зверху можна побачити ... тріщину в залізобетонному фундаменті цієї споруди. Машини давно виїхали, а на стоянці залишилися їхні теплові тіні. Глибоко в море видно теплові плями затонулого корабля. А ось ще одне диво: на знімку крізь землю проступають контури ще не розкопаних археологами фундаментів древніх будівель!
«Але Роберт Давлетович пишається і іншими знімками, - пише Дмитрук, - за якими можна діагностувати будівлі і споруди. Під будинками, мостами, дорогами, трубопроводами чітко видні розлами кори, карстові порожнечі, колектори, потоки ґрунтових вод, інші сюрпризи природи. Якби про них заздалегідь знали будівельники, то обійшли б стороною ці згубні місця. Але об'єкти вже побудовані, їх фундаменти і опори провалюються в порожнечі і пливуни, викликаючи деформацію будівель і споруд. Чи довго вони ще простоять і в яких місцях їх треба зміцнювати? Це теж видно: все напруження і деформації викликають невеликі відхилення температури, які ясно проявляються на знімках ».
В інституті запатентували багато нових принципів і пристроїв, які дозволяють збільшувати роздільну здатність тепловізорів практично необмежено. Тут навчилися вловлювати одну десятитисячний частку градуса - це цілком достатньо для технічної діагностики будівель і споруд. Крім того, знімки можна робити вночі під час стиснення будівельних матеріалів і вдень - під час їх температурного розширення. У такі моменти особливо яскраво проявляються всі дефекти - і справжні, і майбутні.
Але головне - діагностика земної кори: по напруженням і деформацій в її пластах можна прогнозувати зрушення, що викликають землетруси. Передбачати землетрусу архіважливо для будь-якої країни, яка знаходиться в зоні підвищеної сейсмічності.
Мухамедяров готовий дати прогноз, де і коли трапляться такі катаклізми. За однієї умови - якщо отримає кошти на ці дослідження.