Использование глубоководного бурения для решения геологических задач
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
было установлено, что океаническая земная кора принципиально отличается от континентальной. Отличия выявили в ходе анализа сейсмических данных, во-первых, отметив значительную разницу мощностей океанической (8 - 10 км) и континентальной (35 - 40 км) кор, во-вторых, отсутствие в океанической коре так называемого гранитного слоя, характеризующегося скоростями сейсмических волн 6 км/с что соответствует плотности пород - 2,7 г/см3.
Прежде чем приступить к планомерному изучению океанического дна, исследователям была необходима единая геологическая концепция, в основе которой лежали бы ключевые предположения о строении литосферы.
Наиболее ранними из таких предположений являются рассуждения английского пастора - Османда Фишера, изложившего в 1889 году свои, на тот момент революционные идеи, в труде Физика земной коры. Там он, исходя из гипотезы об изостатическом равновесии материков, и задолго до разработки геофизических методов исследования, впервые правильно определил мощность континентальной земной коры - 20, 25 географических миль, то есть около 37 - 46 километров (Пейве, 1982). К сожалению, труды Фишера не были по достоинству оценены современниками, в основном в силу отсутствия фактического материала, подтверждавшего его гипотезу о важнейшей роли океанической коры в тектонике земли.
Тем не менее, спустя тридцать лет немецкий геофизик, профессор университета в Граце Альфред Вегенер выдвинул в 1912 году так называемую теорию Мобилизма (теория дрейфа материков) предполагающую большие (до нескольких тыс. км) горизонтальные перемещения материковых глыб земной коры (литосферы) относительно друг друга и по отношению к полюсам в течение геологического времени. Основанию такой гипотезы послужила схожесть конфигурации современных континентов, и органических ископаемых остатков, что позволило предположить, что когда-то раньше все континенты составляли единый материк, но затем в ходе формирования новой океанической коры в центральных частях океана (срединно-океанических хребтах) континенты раcходились, занимая свои настоящие позиции. Таким образом, возраст океанической коры неоднороден, и по мере приближения от центра к окраинам бассейнов растет. Данная теория противопоставляется фиксизму, то есть. гипотезе, отрицающей такое перемещение и отводящей основную роль в развитии земной коры вертикальным движениям. Вегнер не просто выдвинул теорию, но и предложил целую систему обоснованных доказательств в пользу этого явления. Но, к сожалению, с трагической смертью Альфреда Вегнера в Гренландии в 1930году, куда он отправился за дополнительными доказательствами своих идей, его смелая гипотеза была предана забвению. Но всего лишь до 1963 года, когда американские геофизики, Вайн и Мэтьюз обнаружили, что установленные ими на дне чередующиеся полосы с прямой и обратной намагниченностью пород (базальтов), протягивающиеся параллельно срединно-океаническим хребтам, соответствуют времени формирования очередных порций океанической коры, и что их возраст постепенно удревняется по мере приближения к континентам. (Хаин, 1996).
Таким образом к началу глубоководного бурения в океанах геологи имели хорошо увязанную с геофизическими материалами теорию, которую следовало подтвердить фактическими геологическими данными.
На начальном этапе бурение проводилось примитивными способами с помощью дночерпателей, драг и донных тралов. Уже первые пробы показали, что осадки, покрывающие дно океана, не являются чем-то однородным, как это считалось ранее, а исключительно разнообразны по составу. Благодаря опробованию поверхностных осадков, которое проводили в многочисленных геологических экспедициях, удалось изучить их пространственное распределение. Одновременно оно позволило выявить новый тип полезных ископаемых - так называемые железо - марганцевые конкреции которые покрывают дно мирового океана и запасы которых значительно превышают разведанные запасы подобных руд на суше. Учитывая, что конкреции содержат кроме Fe и Mn и другие, в том числе редкие металлы, они представляют собой важный резерв полезных ископаемых для будущих поколений. (Басов, 2001)
Следующим шагом в исследовании океанского дна и его осадочного чехла стало применение в океанографических исследований прямоточных грунтовых трубок, которые позволили в отличие от дночерпателей получать образцы не только поверхностных, как правило современных, но и более древних осадков. Опробование океанского дна с помощью грунтовых трубок позволило геологам заглянуть несколько глубже в историю развития океана. Тем не менее, полученная таким образом информация касалась осадков, возраст которых ограничивался, как правило, первыми десятками и сотнями тысяч лет и не могла полностью удовлетворять геологов. Стало очевидно, что необходима новая технология изучения дна океана. Такая технология появилась в конце 60х гг XX века и почти через столетие после знаменитой английской океанографической экспедиции на судне "Челленджер" 1872-1876 гг. Так началась эра глубоководного бурения. (Басов, 2001).
В 1968 году буровое судно "Гломар Челленджер", построенное в США и специально оборудованное для бурения на больших глубинах, начало бурение своей первой скважины в мексиканском заливе, таким образом начав новый этап в изучении океанического дна.
Для осуществления этих целей был создан консорциум, получивший название "Объединение океанографических институтов по глубинному опробованию Земли" (Joint Oceanographic Institutions for Deep Earth Sampling" - JOIDES