Earth MRI数据新视角：深化地表矿物理解

来源：地球科学视野编辑：地球科学视野时间：2026-10-08 23:23:59

以全新视角审视地球：Earth MRI数据如何增进我们对地表矿物的认识。

在美国西南部上空约十二英里的高度，一名身着加压宇航服的飞行员驾驶高空飞机穿梭于平流层，测量地球表面反射的光线。

这听上去仿佛科幻情节，但实为现实。

这是美国地质调查局（USGS）与美国国家航空航天局（NASA）携手推进的合作项目，将世界级的地质研究实力与尖端数据采集技术融为一体。

这些数据是美国地质调查局“地球测绘资源计划”的核心组成部分，该计划部分资金来源于《两党基础设施法》。美国地质调查局的科学家正利用这些数据，以不同以往的视角观察地球表面——包括地表景观中的矿物成分。

多波长的光。

这架由专业飞行员操控的飞机搭载了高科技传感器，除人眼可见的光谱外，还能探测波长过短或过长而无法直接看见的光。这些“高光谱”数据涵盖紫外线、短波红外线和热红外线。

伯纳德·哈伯德博士。是弗吉尼亚州雷斯顿市美国地质调查局地质、能源与矿产科学中心的地球物理学家。他指出，高光谱数据能够揭示“光谱指纹”，即光吸收模式，可用于识别地球表面的特定物质。

这一理念并非首创。数十年来，研究人员一直依赖卫星对近红外光的测量来追踪植被和土地覆盖的变化。

真正的突破在于：美国地质调查局与NASA合作获取的数据在质量和覆盖范围上均属史无前例。今年早些时候，这两个机构完成了全球规模最大的高质量高光谱调查，利用传感器对西南部超过18万平方英里的区域进行了测绘，能够“分辨”不同物质间的细微差别。

“这门科学潜力巨大，可能重塑我们理解地球的方式，”哈伯德表示。

解读数据。

美国地质调查局的科学家预计，这些数据将成为分析该地区矿产资源的有力工具，同时也能为潜在能源资源、作物健康、滑坡灾害、水质、入侵物种扩散乃至气候变化等广泛议题提供参考。

然而，首要任务是破解这些数据。

“数据传回时，看起来只是一堆弯弯曲曲的线条，”。格雷格·斯韦兹博士。说。他是美国地质调查局的退休科学家，从事高光谱数据研究已有数十年。“要弄清这些曲线的含义，需要投入大量精力。”。

解读数据的关键之一，藏于科罗拉多州丹佛市的一间小房间内，那里一排排架子上摆满了小瓶和盒子。

这便是美国地质调查局光谱库，也是斯韦兹职业生涯的核心所在。自20世纪70年代以来，美国地质调查局一直利用实验室设备收集数千种物质的光谱指纹，涵盖矿物、各类植被、沥青等人造材料，甚至包括水和油等液体。

斯韦兹解释说，美国地质调查局还开发了算法，将光谱库中的指纹与空中采集的“弯曲”数据进行比对，为测绘区域的每一部分寻找最佳匹配。

在外业方面，美国地质调查局的地球物理学家也一直在实地奔波。今年夏天，雷蒙德·科卡利。——正在进行的西南项目首席科学家——和。托德·霍芬。在野外度过了大量时间。每次航测飞行结束后，他们都会携带与飞机上同款光谱仪的背包式版本，在调查区域的小范围地块上进行测量。

科卡利和霍芬解释说，通过在地面进行测量，他们可以校正大气吸收和散射的影响，从而提升飞机测量的精度。

“我们的野外工作增加了我们能从数据中提取的信息量，”科卡利说，他将负责领导数据解读工作。

来源：USGS；内容经中文翻译改写，采集时间：2026-08-25 20:53:09。