变化世界中的军事地质学
美國在阿富汗的軍事行動讓美國公眾看到了阿富汗的人民和地名,它的歷史,它的宗教,當然還有它的地質。地質學在最近事件中的潛在作用尤其明顯,因為我們的對手已經轉入地下。軍方需要關于洞穴位置和特征的“地質情報”,以及隧道入口對常規和穿透性炸彈的抵抗能力。在尋找阿富汗塔利班和基地組織武裝力量的過程中,地質學已經變得尤為重要。據美國地質調查局(USGS)估計,阿富汗有1萬多個洞穴,既有天然的,也有人工的。
對于在軍事地質學領域工作的地質學家來說,阿富汗沖突和尋找奧薩馬·本·拉登挑戰了我們編纂、分析并向軍事規劃者傳播我們對地圖、衛星圖像和估計巖石性質的最佳解釋的能力。我們被要求從遠處運用各種各樣的技巧來解決恐怖分子可能藏身的地方以及如何發現他們的存在的問題。
在搜尋本·拉登的過程中,這個挑戰是獨一無二的,它包括了對一塊只能在錄像帶上看到的露頭巖石的分析。視頻不是法醫地質學家會選擇為國家安全做貢獻的物證。盡管有很大的限制,它還是提供了一些有用的信息來限制可能的搜索區域。相比之下,很少有人會想到,仔細研究二戰期間在日本氣球中用作配重的鵝卵石會準確地定位日本襲擊美國的地區(such is the story John McPhee documents in his 1998 book, Irons in the Fire)。
雖然這類辯證的工作引人注目,但軍事地質學家更多地參與基礎研究和地形、地質和土壤的匯編。軍事地質學家必須確定部隊和車輛穿越地形的能力。他們必須確定地下水的來源、建筑材料或適合修建機場的地點。或者,他們必須分析地下巖石環境,要么是為了保護關鍵的軍事設施和人員,要么是為了瞄準武器。軍事地質學家今天經常使用的工具是遙感:他們可以用多光譜或高光譜圖像分析地形的組成;或者,他們可以通過處理一個地點的多張雷達圖像中的微小變化來確定精確的地形。
從拿破侖到二戰
地質學至少從拿破侖時代就開始支持軍事活動了。1798年,拿破侖入侵埃及時,他的遠征軍中包括兩名地質學家,喬治·基爾希和詹姆斯·安德伍德在他們1998年的文章《戰爭與和平中的軍事地質學》中提到了這一點。(Reviews in Engineering Geology, vol. 13)
在18、19和20世紀的大部分時間里,軍事地質學被定義為“地形情報”:對地形進行基本分析,以評估部隊和車輛的行動;定位訪問路線;尋找搭建區域和建筑材料;分析邊坡穩定性及巖石開挖特征;測繪地表和地下水文。
從美國獨立戰爭到朝鮮戰爭,軍事地質學一直發揮著作用,并從那時起擴展到包括從地球物理學到海洋學到植物學等廣泛學科。甚至早在內戰時期,軍隊就利用隧道和其他地下挖掘來進行進攻和防御。
在大多數情況下,第一個在軍事行動中大規模使用地質學的是俄國人,在1904年到1905年的日俄戰爭期間,他們雇傭地質學家作為建造防御工事的顧問。同樣在這場戰爭期間,日本編制了整個朝鮮半島的詳細地圖。美國軍事地質學家在朝鮮戰爭期間使用了同樣的地圖。這些地圖至今仍是最好的朝鮮綜合地質圖。
在第一次世界大戰期間,在法國工作的美國軍事地質學家匯編了第一批“工程地質圖”,將地表材料的物理特征深入到敵方領土——這是建造地表防御工事的必要信息。
到第二次世界大戰時,軍事地質學已經發展成為一門成熟的科學。美國地質勘探局在1942年成立了一個軍事地質小組。到戰爭結束時,該單位雇用了250多名地質學家和其他專業人員,并在海德堡和東京設有辦事處。多年來,美國地質勘探局對軍事地質學家的要求之一就是至少會兩種語言;許多人可以在六、七年內工作。該部隊戰時的工作重點是收集地形情報;確定部隊和車輛在陸地上的移動情況;找到水、燃料和礦產資源;尋找施工材料,協助解決施工問題;和選址機場。
挖掘深度
冷戰改變了軍事地質學的研究重點,對軍事地質學家提出了新的挑戰。核武器的發展和試驗需要對巖石在高壓和高溫下的性質、對表面材料(如土壤“清掃”)的空氣爆炸影響以及核武器對巖石、土壤和其他自然材料的許多其他影響進行嚴格的研究。
軍事建筑深入地下。隨著導彈發射井和戰略地下指揮所通過增加巖石深度得到保護或“加固”,對原地巖石性質的準確地質評估變得至關重要,這對于確保我們自己設施的安全以及評估我們的核武庫對外國加固目標的有效性都是至關重要的。
到20世紀末,位于不同地質特征的不同地質環境中的地下軍事設施的激增,給美國軍方和軍事地質學家帶來了巨大的挑戰。例如,據估計,在朝鮮非軍事區(dmz)沿線有1000多個地下設施。
1994年,美國國防部長發布了一份報告,確定了應對擁有大規模殺傷性武器的國家或恐怖組織威脅的技術。該報告確定了軍事地質學的兩個目標:探測和表征地下設施,以及用非核武器擊敗堅硬的地下目標。為了達到這些目標,軍事地質學家使用技術,特別是遙感技術,來尋找和描述國外的地下設施。
軍事地下設施通常是利用地形、地質結構、巖石的深度和硬度作為保護。這位軍事地質學家匯編了托馬斯·伊斯特勒(Thomas Eastler)等人在1998年創造的“戰略地質情報”(strategic geological intelligence),用于評估這些地下設施的脆弱性。這些情報包括基巖地質、風化和土壤發育、重量體積、完整的力學特性,甚至關于炮彈如何穿透巖石的數據。地質學家可能會在實驗室里分析巖石的屬性,然后推斷這些屬性在不同的風化條件下會有什么不同。例如,朝鮮的一些風化花崗巖可以用鏟子挖掘,因為它在多雨的氣候中經歷了極端的風化。
這些不同的數據被用于計算和三維模型,這些模型是用來確定武器的效果和單個隧道入口或廣闊的地下復合體的脆弱性的工具,有時甚至用于開發新武器。
地質研究還有助于監測和核查核試驗限制條約,并確保遏制美國地下核試驗——即地下試驗場對放射性氣體的控制程度。這項工作不僅包括對美國和外國地下核試驗場的地質條件進行評估,還包括通過地震信號進行地區地質和地球物理分析,以準確定位和識別核試驗。
近年來,美國和前蘇聯國家之間的合作為幾十年來在核試驗場、導彈發射井和其他地下設施進行的遠程地質評估提供了寶貴的實地真相。例如,軍事地質學家被認為是美國第一次實地考察蘇聯和俄羅斯在哈薩克斯坦東部和北極新地島核試驗場的團隊的關鍵人員。
近年來,美國地質調查局特別地質研究小組利用了各種各樣的地球科學家的專業知識:不僅是地質學家和制圖師,而且還有地震學家和其他地球物理學家(支持核試驗監測);古生物學家和巖石學家(法醫地質學);土壤科學家(法醫地質學和研究風化巖石性質);工程地質學家、巖石力學家和統計學家(巖石屬性和變異性);多光譜、高光譜和雷達遙感(場地表征)專家;計算機專家(地理信息系統、光譜數據庫等)。計算機是繪圖、匯編圖像和統計數據、處理數據、建模和分析以及交流的重要工具。
同所有科學一樣,軍事地質學已經并將繼續受益于技術的進步,特別是遙感工具和查明、評價和測試材料的技術。與此同時,地下工程技術的進步使得建造更深、更復雜的地下設施成為可能,軍事規劃者很難“承受風險”。同樣,欺騙和逃避技術的進步也使識別和描述外國地下建筑工地更具挑戰性。
在阿富汗東部等地區,隧道和洞穴的數量之多,對被要求參與評估武器效能和瞄準目標的地質學家構成了障礙。這些和相關的挑戰使軍事地質學成為一個充滿刺激和不斷變化的領域;它與軍事活動和國家安全的關系越來越密切。
美國在阿富汗的軍事行動讓美國公眾看到了阿富汗的人民和地名,它的歷史,它的宗教,當然還有它的地質。地質學在最近事件中的潛在作用尤其明顯,因為我們的對手已經轉入地下。軍方需要關于洞穴位置和特征的“地質情報”,以及隧道入口對常規和穿透性炸彈的抵抗能力。在尋找阿富汗塔利班和基地組織武裝力量的過程中,地質學已經變得尤為重要。據美國地質調查局(USGS)估計,阿富汗有1萬多個洞穴,既有天然的,也有人工的。
對于在軍事地質學領域工作的地質學家來說,阿富汗沖突和尋找奧薩馬·本·拉登挑戰了我們編纂、分析并向軍事規劃者傳播我們對地圖、衛星圖像和估計巖石性質的最佳解釋的能力。我們被要求從遠處運用各種各樣的技巧來解決恐怖分子可能藏身的地方以及如何發現他們的存在的問題。
在搜尋本·拉登的過程中,這個挑戰是獨一無二的,它包括了對一塊只能在錄像帶上看到的露頭巖石的分析。視頻不是法醫地質學家會選擇為國家安全做貢獻的物證。盡管有很大的限制,它還是提供了一些有用的信息來限制可能的搜索區域。相比之下,很少有人會想到,仔細研究二戰期間在日本氣球中用作配重的鵝卵石會準確地定位日本襲擊美國的地區(such is the story John McPhee documents in his 1998 book, Irons in the Fire)。
雖然這類辯證的工作引人注目,但軍事地質學家更多地參與基礎研究和地形、地質和土壤的匯編。軍事地質學家必須確定部隊和車輛穿越地形的能力。他們必須確定地下水的來源、建筑材料或適合修建機場的地點?;蛘?#xff0c;他們必須分析地下巖石環境,要么是為了保護關鍵的軍事設施和人員,要么是為了瞄準武器。軍事地質學家今天經常使用的工具是遙感:他們可以用多光譜或高光譜圖像分析地形的組成;或者,他們可以通過處理一個地點的多張雷達圖像中的微小變化來確定精確的地形。
從拿破侖到二戰
地質學至少從拿破侖時代就開始支持軍事活動了。1798年,拿破侖入侵埃及時,他的遠征軍中包括兩名地質學家,喬治·基爾希和詹姆斯·安德伍德在他們1998年的文章《戰爭與和平中的軍事地質學》中提到了這一點。(Reviews in Engineering Geology, vol. 13)
在18、19和20世紀的大部分時間里,軍事地質學被定義為“地形情報”:對地形進行基本分析,以評估部隊和車輛的行動;定位訪問路線;尋找搭建區域和建筑材料;分析邊坡穩定性及巖石開挖特征;測繪地表和地下水文。
從美國獨立戰爭到朝鮮戰爭,軍事地質學一直發揮著作用,并從那時起擴展到包括從地球物理學到海洋學到植物學等廣泛學科。甚至早在內戰時期,軍隊就利用隧道和其他地下挖掘來進行進攻和防御。
在大多數情況下,第一個在軍事行動中大規模使用地質學的是俄國人,在1904年到1905年的日俄戰爭期間,他們雇傭地質學家作為建造防御工事的顧問。同樣在這場戰爭期間,日本編制了整個朝鮮半島的詳細地圖。美國軍事地質學家在朝鮮戰爭期間使用了同樣的地圖。這些地圖至今仍是最好的朝鮮綜合地質圖。
在第一次世界大戰期間,在法國工作的美國軍事地質學家匯編了第一批“工程地質圖”,將地表材料的物理特征深入到敵方領土——這是建造地表防御工事的必要信息。
到第二次世界大戰時,軍事地質學已經發展成為一門成熟的科學。美國地質勘探局在1942年成立了一個軍事地質小組。到戰爭結束時,該單位雇用了250多名地質學家和其他專業人員,并在海德堡和東京設有辦事處。多年來,美國地質勘探局對軍事地質學家的要求之一就是至少會兩種語言;許多人可以在六、七年內工作。該部隊戰時的工作重點是收集地形情報;確定部隊和車輛在陸地上的移動情況;找到水、燃料和礦產資源;尋找施工材料,協助解決施工問題;和選址機場。
挖掘深度
冷戰改變了軍事地質學的研究重點,對軍事地質學家提出了新的挑戰。核武器的發展和試驗需要對巖石在高壓和高溫下的性質、對表面材料(如土壤“清掃”)的空氣爆炸影響以及核武器對巖石、土壤和其他自然材料的許多其他影響進行嚴格的研究。
軍事建筑深入地下。隨著導彈發射井和戰略地下指揮所通過增加巖石深度得到保護或“加固”,對原地巖石性質的準確地質評估變得至關重要,這對于確保我們自己設施的安全以及評估我們的核武庫對外國加固目標的有效性都是至關重要的。
到20世紀末,位于不同地質特征的不同地質環境中的地下軍事設施的激增,給美國軍方和軍事地質學家帶來了巨大的挑戰。例如,據估計,在朝鮮非軍事區(dmz)沿線有1000多個地下設施。
1994年,美國國防部長發布了一份報告,確定了應對擁有大規模殺傷性武器的國家或恐怖組織威脅的技術。該報告確定了軍事地質學的兩個目標:探測和表征地下設施,以及用非核武器擊敗堅硬的地下目標。為了達到這些目標,軍事地質學家使用技術,特別是遙感技術,來尋找和描述國外的地下設施。
軍事地下設施通常是利用地形、地質結構、巖石的深度和硬度作為保護。這位軍事地質學家匯編了托馬斯·伊斯特勒(Thomas Eastler)等人在1998年創造的“戰略地質情報”(strategic geological intelligence),用于評估這些地下設施的脆弱性。這些情報包括基巖地質、風化和土壤發育、重量體積、完整的力學特性,甚至關于炮彈如何穿透巖石的數據。地質學家可能會在實驗室里分析巖石的屬性,然后推斷這些屬性在不同的風化條件下會有什么不同。例如,朝鮮的一些風化花崗巖可以用鏟子挖掘,因為它在多雨的氣候中經歷了極端的風化。
這些不同的數據被用于計算和三維模型,這些模型是用來確定武器的效果和單個隧道入口或廣闊的地下復合體的脆弱性的工具,有時甚至用于開發新武器。
地質研究還有助于監測和核查核試驗限制條約,并確保遏制美國地下核試驗——即地下試驗場對放射性氣體的控制程度。這項工作不僅包括對美國和外國地下核試驗場的地質條件進行評估,還包括通過地震信號進行地區地質和地球物理分析,以準確定位和識別核試驗。
近年來,美國和前蘇聯國家之間的合作為幾十年來在核試驗場、導彈發射井和其他地下設施進行的遠程地質評估提供了寶貴的實地真相。例如,軍事地質學家被認為是美國第一次實地考察蘇聯和俄羅斯在哈薩克斯坦東部和北極新地島核試驗場的團隊的關鍵人員。
近年來,美國地質調查局特別地質研究小組利用了各種各樣的地球科學家的專業知識:不僅是地質學家和制圖師,而且還有地震學家和其他地球物理學家(支持核試驗監測);古生物學家和巖石學家(法醫地質學);土壤科學家(法醫地質學和研究風化巖石性質);工程地質學家、巖石力學家和統計學家(巖石屬性和變異性);多光譜、高光譜和雷達遙感(場地表征)專家;計算機專家(地理信息系統、光譜數據庫等)。計算機是繪圖、匯編圖像和統計數據、處理數據、建模和分析以及交流的重要工具。
同所有科學一樣,軍事地質學已經并將繼續受益于技術的進步,特別是遙感工具和查明、評價和測試材料的技術。與此同時,地下工程技術的進步使得建造更深、更復雜的地下設施成為可能,軍事規劃者很難“承受風險”。同樣,欺騙和逃避技術的進步也使識別和描述外國地下建筑工地更具挑戰性。
在阿富汗東部等地區,隧道和洞穴的數量之多,對被要求參與評估武器效能和瞄準目標的地質學家構成了障礙。這些和相關的挑戰使軍事地質學成為一個充滿刺激和不斷變化的領域;它與軍事活動和國家安全的關系越來越密切。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的变化世界中的军事地质学的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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