Морская геофизика: МОРСКАЯ ГЕОФИЗИКА • Большая российская энциклопедия

МОРСКАЯ ГЕОФИЗИКА • Большая российская энциклопедия

Авторы: Л. Р. Мерклин, А. А. Булычёв, А. М. Городницкий, Н. А. Пальшин

МОРСКА́Я ГЕОФИ́ЗИКА, раз­дел фи­зи­ки Зем­ли, изу­чаю­щий внутр. строе­ние и фи­зич. свой­ст­ва Зем­ли под ак­ва­то­рия­ми мо­рей и океа­нов. Ин­тен­сив­ное раз­ви­тие М. г. на­ча­лось с сер. 20 в. и бы­ло свя­за­но с ис­сле­до­ва­ния­ми гео­ло­гич. строе­ния и эво­лю­ции дна мо­рей и океа­нов, вклю­чаю­щи­ми, в ча­ст­но­сти, изу­че­ние про­цес­сов фор­ми­ро­ва­ния, раз­ме­ще­ния и струк­ту­ры неф­те­га­зо­вых ме­сто­ро­ж­де­ний. М. г. ис­поль­зу­ет те же ме­то­ды ис­сле­до­ва­ний (сейс­мич., гра­ви­мет­рич., маг­ни­то­мет­рич., элек­тро­маг­нит­ные, гео­тер­мич. и др.), ко­то­рые при­ме­ня­ют­ся на су­ше, но тех­но­ло­гия про­ве­де­ния ра­бот учи­ты­ва­ет спе­ци­фи­ку мор. ус­ло­вий. Раз­ли­ча­ют дон­ные и на­борт­ные (су­до­вые) гео­фи­зич. ис­сле­до­ва­ния.

Сейсмические методы

ос­но­ва­ны на изу­че­нии ха­рак­те­ра рас­про­стра­не­ния уп­ру­гих (сейс­мич. ) волн в не­драх Зем­ли, вы­зван­ных ес­те­ст­вен­ны­ми (зем­ле­тря­се­ния) или ис­кус­ст­вен­ны­ми (пнев­ма­тич., элек­тро­ис­кро­вые, элек­тро­ди­на­мич., пье­зо­ке­ра­мич. из­лу­ча­те­ли) ис­точ­ни­ка­ми. Сейсмич. ме­то­ды, ис­поль­зую­щие в ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ков уп­ру­гих ко­ле­ба­ний ес­теств. зем­ле­тря­се­ния, по­зво­ля­ют ус­та­но­вить внутр. струк­ту­ру Зем­ли, ско­ро­сти рас­про­стра­не­ния сейс­мич. волн в её обо­лоч­ках, ис­сле­до­вать не­отек­то­нич. про­цес­сы на гра­ни­цах тек­то­нич. плит, про­гно­зи­ро­вать сейс­мич. опас­ность и др. На­блю­де­ния вы­пол­ня­ют при по­мо­щи ав­то­ном­ных дон­ных сейс­мо­ло­гич. стан­ций. Сейс­мич. ме­то­ды, ис­поль­зую­щие ис­кусств. ис­точ­ни­ки уп­ру­гих волн, при­ме­ня­ют в двух осн. мо­ди­фи­ка­ци­ях: глу­бин­ное сейс­мич. зон­ди­ро­ва­ние, ба­зи­рую­щее­ся на изу­че­нии пре­лом­лён­ных сейс­мич. волн, и не­пре­рыв­ное сейс­мич. про­фи­ли­ро­ва­ние, опи­раю­щее­ся на изу­че­ние от­ра­жён­ных сейс­мич. волн. Глу­бин­ное зон­ди­ро­ва­ние при­ме­ня­ют для ре­гио­наль­но­го изу­че­ния струк­ту­ры зем­ной ко­ры (оса­доч­ной тол­щи и кри­стал­лич. фун­да­мен­та) и верх­ней ман­тии Зем­ли. На­блю­де­ния вы­пол­ня­ют в отд. точ­ках или вдоль отд. про­фи­лей, в ка­че­ст­ве при­ём­ных уст­ройств ис­поль­зу­ют ав­то­ном­ные дон­ные стан­ции, для воз­бу­ж­де­ния уп­ру­гих волн – пре­им. пнев­ма­тич. ис­точ­ни­ки разл. мощ­но­сти, бук­си­руе­мые суд­ном вдоль от­ра­ба­ты­вае­мых про­фи­лей. По ре­зуль­та­там про­филь­ных ра­бот стро­ят­ся т. н. сейс­мич. и сейс­мо­гео­ло­гич. раз­ре­зы, на ко­то­рых при­во­дят­ся зна­че­ния сейс­мич. ско­ро­стей, гра­ни­цы гео­ло­гич. толщ, зо­ны раз­ло­мов и т. п. Сейс­мич. про­фи­ли­ро­ва­ние ис­поль­зу­ют в осн. для изу­че­ния мощ­но­сти и струк­ту­ры оса­доч­ных от­ло­же­ний, а так­же рель­е­фа и мор­фо­ст­рук­ту­ры кров­ли кон­со­ли­ди­ро­ван­но­го фун­да­мен­та. На­блю­де­ния вы­пол­ня­ют­ся на хо­ду суд­на, по сис­те­ме про­фи­лей. За суд­ном бук­си­ру­ют­ся как из­лу­ча­те­ли уп­ру­гих волн, так и при­ём­ные ан­тен­ны (т. н. сейс­мо­ко­сы) дли­ной от не­сколь­ких мет­ров до не­сколь­ких ки­ло­мет­ров. По ре­зуль­та­там сейс­мо­про­фи­ли­ро­ва­ния стро­ят­ся раз­ре­зы и кар­ты мощ­но­сти оса­доч­но­го по­кро­ва и его отд. сло­ёв, а так­же кар­ты рель­е­фа под­сти­лаю­ще­го («аку­сти­че­ско­го») фун­да­мен­та.

Гра­ви­мет­ри­че­ские ме­то­ды. Изу­че­ние гра­ви­тац. по­ля Зем­ли на ак­ва­то­ри­ях яв­ля­ет­ся пред­ме­том мор­ской гра­ви­мет­рии. Гра­ви­тац. из­ме­ре­ния про­во­дят с над­вод­ных, под­вод­ных и возд. су­дов с ис­поль­зо­ва­ни­ем разл. гра­ви­мет­ров. Осо­бен­ность из­ме­ре­ний си­лы тя­же­сти на мо­ре со­сто­ит в том, что на по­ка­за­ния гра­ви­мет­ра, ус­та­нов­лен­но­го на бор­ту суд­на, влия­ют слу­чай­ные пе­ре­ме­ще­ния и на­кло­ны при­бо­ра (свя­зан­ные с вол­но­вой кач­кой), ко­то­рые яв­ля­ют­ся при­чи­ной до­пол­нит. воз­му­щаю­щих ус­ко­ре­ний, ис­ка­жаю­щих по­ка­за­ния гра­ви­мет­ра. Для по­дав­ле­ния инер­ци­он­ных ус­ко­ре­ний по ам­пли­ту­де и вы­де­ле­ния по­лез­но­го сиг­на­ла ис­поль­зу­ют гра­ви­мет­ры, ус­та­нов­лен­ные на ги­ро­ста­би­ли­зи­ро­ван­ных плат­фор­мах. Од­но из на­прав­ле­ний мор­ской гра­ви­мет­рии – спут­ни­ко­вая аль­ти­мет­рия (см. в ст. Кос­ми­че­ская гео­де­зия). Гео­цен­трич. ко­ор­ди­на­ты ИСЗ, про­ле­таю­ще­го над вод­ной по­верх­но­стью, по­зво­ля­ют оп­ре­де­лить точ­ное по­ло­же­ние гео­ида, по ко­то­ро­му за­тем рас­счи­ты­ва­ют­ся зна­че­ния гра­ви­тац. по­ля в дан­ной точ­ке. Зна­ние ха­рак­те­ра по­ве­де­ния по­ля си­лы тя­же­сти не­об­хо­ди­мо как для рас­чё­та тра­ек­то­рий ИСЗ, так и для изу­че­ния глу­бин­но­го строе­ния Зем­ли (зем­ной ко­ры, верх­ней ман­тии, ас­те­но­сфе­ры), по­ни­ма­ния про­цес­сов фор­ми­ро­ва­ния ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых, вы­яв­ле­ния плот­но­ст­ных не­од­но­род­но­стей по­род на разл. глу­би­нах и др.

Магнитометрические методы

М. г. ис­поль­зу­ют для изу­че­ния струк­ту­ры ано­маль­но­го маг­нит­но­го по­ля, не­по­сред­ст­вен­но свя­зан­ной с гео­ло­гич. строе­ни­ем дна океа­нов. Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли ме­то­ды из­ме­ре­ния мо­ду­ля пол­но­го век­то­ра ин­дук­ции маг­нит­но­го по­ля Зем­ли с ис­поль­зо­ва­ни­ем про­тон­ных и кван­то­вых маг­ни­то­мет­ров. То­рои­даль­ный дат­чик маг­ни­то­мет­ра бук­си­ру­ет­ся суд­ном на рас­стоя­нии, ис­клю­чаю­щем маг­нит­ное влия­ние суд­на. В нач. 21 в. ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли мор­ские гра­ди­ент­ные маг­нит­ные съём­ки на ба­зе двух и бо­лее бук­си­руе­мых дат­чи­ков, по­зво­ляю­щие прак­ти­че­ски ис­клю­чить ис­ка­жаю­щее влия­ние гео­маг­нит­ных ва­риа­ций и по­вы­сить эф­фек­тив­ность гео­маг­нит­ных съё­мок, пре­ж­де все­го в вы­со­ко­ши­рот­ных арк­тич. об­лас­тях. Ре­зуль­та­том об­ра­бот­ки гео­маг­нит­ных дан­ных яв­ля­ют­ся кар­ты ано­маль­но­го маг­нит­но­го по­ля. Вме­сте с дан­ны­ми др. гео­фи­зич. ме­то­дов они ис­поль­зу­ют­ся для по­лу­че­ния ин­фор­ма­ции о гео­ло­гич. строе­нии дна и его тек­то­нич. эво­лю­ции.

Электромагнитные методы

М. г. ис­поль­зу­ют как ес­те­ст­вен­ные (см. Маг­ни­то­тел­лу­ри­че­ское зон­ди­ро­ва­ние), так и ис­кус­ст­вен­ные (час­тот­ное зон­ди­ро­ва­ние, зон­ди­ро­ва­ние ста­нов­ле­ни­ем по­ля) элек­тро­маг­нит­ные по­ля. Эти ме­то­ды по­зво­ля­ют по­лу­чать дан­ные о рас­пре­де­ле­нии элек­тро­про­вод­но­сти мор. дна, ко­то­рая, в свою оче­редь, не­сёт ин­фор­ма­цию о разл. фи­зич. па­ра­мет­рах сре­ды (по­рис­то­сти, на­ли­чии час­тич­но­го плав­ле­ния, темп-ре, со­дер­жа­нии при­ме­сей, влияю­щих на элек­тро­про­вод­ность). Из­ме­ре­ния элек­тро­маг­нит­но­го по­ля вы­пол­ня­ют­ся на дне ак­ва­то­рий с по­мо­щью ав­то­ном­ных дон­ных стан­ций, ре­ги­ст­ри­рую­щих ком­по­нен­ты пе­ре­мен­но­го элек­тро­маг­нит­но­го по­ля. Для из­ме­ре­ния маг­нит­но­го по­ля ис­поль­зу­ют маг­ни­то­мет­ры разл. ти­пов (фер­ро­зон­до­вые, тор­си­он­ные, ин­дук­ци­он­ные), а для из­ме­ре­ния элек­трич. по­ля – го­ри­зон­таль­ные элек­трич. ди­по­ли. Ис­кусств. воз­бу­ж­де­ние элек­тро­маг­нит­но­го по­ля осу­ще­ст­в­ля­ет­ся, как пра­ви­ло, с ис­поль­зо­ва­ни­ем ан­тенн (го­ри­зон­таль­ных элек­трич. ди­по­лей), бук­си­руе­мых вбли­зи дна. При боль­шой глу­би­не океа­на маг­ни­то­тел­лу­рич. зон­ди­ро­ва­ние по­зво­ля­ет изу­чать гл. обр. элек­тро­про­вод­ность верх­ней ман­тии (из-за за­ту­ха­ния вы­со­ко­час­тот­ных ва­риа­ций элек­тро­маг­нит­но­го по­ля в про­во­дя­щей вод­ной тол­ще). При­ме­не­ние ис­кусств. по­лей ори­ен­ти­ро­ва­но на изу­че­ние оса­доч­но­го чех­ла и кон­со­ли­ди­ро­ван­ной час­ти зем­ной ко­ры. По­это­му при про­ве­де­нии гео­фи­зич. ис­сле­до­ва­ний оба под­хо­да ис­поль­зу­ют­ся со­вме­ст­но.

Геотермические методы

Ме­то­ди­ка из­ме­ре­ний те­п­ло­во­го по­то­ка, иду­ще­го из недр Зем­ли че­рез дно ак­ва­то­рий, ос­но­ва­на на раз­дель­ном оп­ре­де­ле­нии гра­ди­ен­та темп-ры и те­п­ло­про­вод­но­сти дон­ных по­род. Из­ме­ре­ния про­во­дят с по­мо­щью спец. зон­дов с не­сколь­ки­ми дат­чи­ка­ми темп-ры, вне­дряе­мых в дон­ные по­ро­ды. Дан­ные о те­п­ло­вом по­то­ке, про­хо­дя­щем че­рез дно ак­ва­то­рий, яв­ля­ют­ся од­ной из важ­ней­ших экс­пе­рим. гео­фи­зич. ха­рак­те­ри­стик те­п­ло­во­го со­стоя­ния зем­ных недр и ле­жат в ос­но­ве всех ги­по­тез внутр. строе­ния и гео­ло­гич. ис­то­рии Зем­ли.

Сектор методики морских геолого-геофизических исследований

Основные направления деятельности​

• Информационное обеспечение и разработка новых методик и технологий для морских геолого-геофизических исследований.
• Методическое обеспечение и проведение геологического картирования на шельфе РФ
• Геоэкологические исследования и мониторинг окружающей среды на континентальном шельфе РФ.
• Исследования по проблеме определения внешней границы континентального шельфа РФ в Северном Ледовитом и Тихом океанах.

Основные направления исследований

• Проведение морских геофизических исследований на шельфе и глубоководных акваториях РФ для целей поиска полезных ископаемых, геологического картирования, инженерной геологии, экологического мониторинга.
• Разработка методик и технологий для проведения морских геолого-геофизических исследований.
• Разработка программно-аппаратных комплексов для проведения морских геолого-геофизических исследований.
   

 Перечень задач, выполняемых подразделением​

• 2002-2004 годы. ОКР «Разработка гидролокатора кругового обзора для проведения съемки с поверхности льда» Генеральный Заказчик МПР РФ.
• 2003-2008 годы. Выполнение гидролокационной глубоководной и сейсмоакустической съемки в Охотском море в рамках международных экспедиций «CHAOS-2003», «CHAOS-2005», «CHAOS-2007», «2008 SSGH».
• 2004. Проведение морских геофизических исследований по тематике «Изучение кайнозойского осадочного чехла Прикорякского шельфа Берингова моря в районе бухт Анастасии и Наталии». Заказчик ЗАО НК «Нобель Ойл».
• 2005 год. Проведение геофизических съемочных работ по объекту 4-31/598 «Создание комплекта Государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000 листов -1 (о-в Врангеля), R-2 (Чукотское море)». Заказчик Региональное агентство по недропользованию на континентальном шельфе и мировом океане.
• 2005 год. Выполнение акустического профилирования на участках геологического опробования на НЭС «Академик Федоров» в рамках объекта »Проведение дополнительных геолого-геофизических исследований в Северном — Ледовитом и Тихом океанах по обоснованию внешней границы континентального шельфа Российской Федерации». Заказчик Региональное агентство по недропользованию на континентальном шельфе и мировом океане.
• 2006-2007 годы. Морские геофизические исследования по объекту «Морские инженерные изыскания на лицензионных участках ОАО «Севернефтегаз» «Кольский-1», «Кольский-2» и «Кольский-3» в пределах Кольско-Канинской моноклинали на континентальном шельфе Баренцева моря». Генеральный заказчик ОАО «Севернефтегаз».
• 2007 год. Проведение подводного фототелевизионного профилирования с атомного ледокола «Россия» в рамках объекта № 4-2.07 «Проведение дополнительных геолого-геофизических исследований в зоне сочленения хребта Ломоносова с шельфом морей Лаптевых и Восточно-Сибирского по обоснованию внешней границы континентального шельфа Российской Федерации». Заказчик Региональное агентство по недропользованию на континентальном шельфе и Мировом океане.
• 2008-2009 год. ОКР «Разработка технических средств и технологий поиска потерпевших аварию судов и летательных аппаратов» Генеральный заказчик МЧС РФ.
• 2009 год. «Методическое сопровождение инженерно-геофизических изысканий на объекте: «Трубопровод нефтяной «Оха-Комсомольск на Амуре» 196-207 км, резервная нитка через пролив Невельского». Генеральный заказчик ОАО «Роснефть».
• 2009 год. ОКР «Разработка исходных требований для разработки технических предложений на создание малых и специализированных научно-исследовательских судов нового поколения для выполнения геофизических, геологических, экологических и других видов исследований». Заказчик ФГУП «ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова» 

Проекты исследований

2010 год. В рамках ОКР «Разработка технических средств и технологий поиска потерпевших аварию судов и летательных аппаратов» ведется создание многофункционального геофизического комплекса. Комплекс предназначен как для выполнения поисковых задач на шельфах акваторий, так и для решения задач поиска полезных ископаемых, геологического картирования, инженерной геологии, экологического мониторинга.

В состав комплекса входят: цифровой двухчастотный гидролокатор бокового обзора, высокочастотный сейсмоакустический профилограф, электроразведочный модуль, электрохимические датчики, возможность подключения дополнительных приборов — магнитометров, эхолотов, датчиков. ​  

 Предложения по выполнению контрактных работ​

• Разработка программно-аппаратных морских геофизических комплексов.
• Проведение морских геолого-геофизических исследований. 

Основные технические разработки​

Буксируемый Подводный Телевизионный Аппарат (БПТА-3000)

Буксируемый Подводный Телевизионный Аппарат (БПТА-3000) предназначен для проведения непрерывной телевизионной и фото съёмки дна морей, океанов в течение 3-х часов. Оптимальное расстояние телевизионной и фото камер до поверхности дна составляет 1-3 метра и регулируется вытравкой кабель троса с лебёдки. Оптимальная скорость судна при теле фото профилировании составляет 0,4-0,6 узлов.

Регистрация видеосигнала производится на цифровой рекордер, телевизионный сигнал в цифровом виде по буксирному кабелю передается на бортовую аппаратуру регистрации. Управление видео и фото съёмкой осуществляется с набортного блока.

Для работы с БПТА-3000 судно должно быть оборудовано порталом или краном для выполнения спускоподъёмных операций и лебёдкой с тяговым усилием не менее 60 кН с геофизическим коаксиальным кабель тросом длиной до 5000 м.

Состав и технические характеристики комплекса БПТА-3000:

• Цифровая видеокамера — Axis Q1920
• Формат видео — H.264 и MotionJPEG
• Максимальное разрешение — 1280 x 960
• Формат передачи данных по кабелю — SHDSL
• Чувствительность — 0,5 люкс
• Светильники — 4 по 100Вт, 12Вольт
• Емкость аккумуляторов — 4 по 36А/часов, 12 Вольт
• Время непрерывной работы — До 4/8 часов (4/2 светильника)         
• Эхолот — DATASONICS PSA-916
• Рабочая частота: — 200 кГц
• Диапазон: — 100 метров
• Вес — 400 кг
• Габаритные размеры — 1600х954х970 мм
• Максимальная рабочая глубина — 3000 метров
• Тип кабеля — КГ1х1,5-55-90 (до 2000 метров) КГП1-150, КГП1-196, КГП1-250 (до 5000 метров)

Глубоководный гидроакустический комплекс «СОНИК-3М» 

Глубоководный гидроакустический комплекс «СОНИК-3М» предназначен для изучения геоморфологического строения морского дна, проведения геологических, инженерно-геологических, экологических и др.

видов морских работ, проведения площадной гидролокационной съемки и сейсмоакустического профилирования, поиска затонувших и затопленных объектов,  трубопроводов и кабелей, при глубинах акваторий от 100 до 6000 метров.

В состав комплекса входят:

• Двухчастотный гидролокатор бокового обзора
• Гидроакустический профилограф
• Система подводной навигации
• Датчики давления, температуры и солености
  

Программное обеспечение регистрации данных комплекса, работающее в среде WINDOWS 9х, NT, XP производит цифровую регистрацию данных гидролокатора и профилографа на диск компьютера, визуализацию сонограммы на дисплее, регистрация данных спутниковой и подводной навигации, возможность подключения графического регистратора, регистрацию данных спутниковой и подводной навигации, а также подключение и регистрацию различных аналоговых и цифровых датчиков — цифровые данные эхолота, датчик (счетчик) длины троса, датчики температуры, солености, давления и др.

Пакет программ постобработки: коррекция геометрических и амплитудных искажений гидролокационных изображений, построение монтажей сонограмм морского дна в различных географических проекциях, построение 3-D изображений  мозаик.

Сейсмоакустический комплекс «СОНИК-4»​

Комплекс предназначен для проведения работ по сейсмоакустическому профилированию на шельфе морей и океанов, а также на озерах (водоемах с пресной  водой) для изучения рельефа  и  разреза  осадочной толщи с целью поиска полезных ископаемых, наблюдения состояния природной среды, проектирования и размещения подводных сооружений, и для других целей.

Оборудование комплекса мобильно, быстро разворачивается на судах различных типов. Получаемая глубина разреза составляет 50 — 300 метров при разрешающей способности от 2 до 5 метров.

Программное обеспечение комплекса позволяет  производить визуализацию получаемой сейсмоакустической информации на экране, получать жесткую копию сейсмограмм на бумаге в реальном времени, записывать сейсмоакустическую и навигационную информацию, на жесткий диск для последующей обработки и распечатки материалов и сохранением на цифровых носителях.

Фотогалерея

Сонограмма айсберга в ледовом поле

Глубоководный гидроакустический комплекс «СОНИК-3М»

Возврат к списку

Морская геофизика — SEG Wiki

Из SEG Wiki

Перейти к: навигация, поиск

Морская геофизика — это научная дисциплина, использующая количественные наблюдения за физическими свойствами для понимания геологии морского дна и подводной части. Съемка океанов с использованием гравитационной, магнитной, полосовой батиметрии и сейсмических отражений, спрединга морского дна, дрейфа континентов и тектоники плит. История циркуляции океана и изменения климата сохранилась в морских отложениях. Задействованы все основные отрасли геофизических знаний: данные о тепловом потоке получают со дна океанов и из средней части океана. Морская геофизика тесно связана с концепциями и проблемами спрединга морского дна, дрейфа континентов и тектоники плит.

• 1 Источник отложений
  • 1.1 Терригенные
  • 1.2 Биогенный
  • 1.3 Водородный (аутигенный)
  • 1.4 Космогенный
• 2 метода исследования океанов
  • 2.1 Гравитационный/магнитный процесс
  • 2.2 Батиметрия полосы захвата
  • 2.3 Профилирование сейсмических отражений
• 3 Каталожные номера

Источник отложений

Терригенный

Терригенный происходит из земель. Доминирует по объему, занимает 45% морского дна. Таким образом, терригенные отложения в глубине океана влекут за собой турбидиты и обломки вблизи окраин. Однако турбидиты могут перемещаться примерно на 1000 км от континентального шельфа.

Биогенный

Полученный из раковин/скелетов организмов — кремнистый, известковый (второй по величине по объему, покрывает 55% морского дна. Состоят, в частности, из двух основных илов. Кремнистые илы состоят из диатомовых водорослей и радиолярий. Диатомеи представляют собой одноклеточные водоросли , встречающиеся в высоких широтах. Радиолярии — амебоподобные, обитающие в экваториальных районах. Известковые илы состоят из кокколитов, фораминифер и птеропод. Кокколиты — водоросли, наиболее устойчивые к растворению. Фораминиферы — амебоподобные, а птероподы — дрейфующие моллюски, легко растворяется.

Водородные (аутигенные)

Марганцевые и фосфоритовые конкреции, гидротермальные отложения, эвапориты (соли).

Космогенный

Полученный из метеоритов, тектитов, космических шариков.

Методы исследования океанов

Гравитационный/магнитный процесс

Гравитационный процесс – это сила гравитационного притяжения, ‘g’, оказываемая Землей на объект поверхность непостоянна, но все меняется от места к месту место. Это изменение связано с формой Земли: сплюснутый сфероид. Цель гравиметрических измерений состоит в том, чтобы обнаружить эти вариации, а затем приписать их разумным геологическим структурам. Может быть много разных интерпретаций гравиметрических измерений, которые могут привести к важным особенностям данных. Большие отрицательные аномалии, связанные с глубоководными желобами, должны быть связаны с соответствующим дефицитом массы.

Измерения магнитного поля Земли в море позволили получить важную информацию о недрах Земли. Во всех современных морских магнитных съемках особое внимание уделяется величине общей напряженности магнитного поля. Для проведения этих измерений используются два типа приборов: протонный прецизионный магнитометр и феррозондовый магнитометр. Феррозондовый магнитометр представляет собой прибор, в котором используется принцип, заключающийся в том, что если стержень из материала с высокой магнитной проницаемостью заключен в катушку, переменный ток проходит через эту катушку, асимметричное насыщение сердечника генерирует четные гармоники, пропорциональные составляющей магнитное поле вдоль стержня, которое можно получить. Протонный прецизионный магнитометр представляет собой прибор, внутри которого находится пластиковая бутылка с водой. Совокупность протонов в воде действует как крошечные магниты. Выполнение случайных тепловых движений, которые имеют тенденцию выстраиваться вдоль земного поля. Через катушку проходит ток, создающий поле, намного более сильное, чем поле земли. Теперь протоны имеют тенденцию выстраиваться вдоль нового поля. Ток отключается (в течение нескольких секунд) протоны начинают двигаться вокруг направления земного поля.

Проходная батиметрия

Проходная батиметрия — это система, которая используется для измерения глубины по линии, идущей наружу от датчика сонара. Системы получают данные в полосе под прямым углом к ​​направлению движения преобразователя [1] головки. По мере того, как головка продолжает двигаться вперед, профиль заметает лентообразную поверхность измерения глубины, известную как полоса, как показано на рисунке. В настоящее время существует две системы батиметрии полосы обзора, которые включают две разные технологии для измерения батиметрии по всему морскому дну: 1. Формирование луча (многолучевые эхолоты), как показано на рис. 9.0063 Рисунок 2 ниже. Показывает интерпретацию батиметрических данных многолучевого гидролокатора с информацией об интенсивности отражения региональных глубоких вод. 2. Интерферометрические (известные как фазовые) гидролокаторы дискриминации, как показано на рис. 3a ниже.

Рис. 2: Многолучевой гидролокатор Лодка: Интерпретация батиметрических данных многолучевого гидролокатора и информации об интенсивности отражения от региональных глубоких вод.

В интерферометрических гидроакустических системах акустическая энергия распространяется от преобразователя вниз в виде узкого в продольном направлении и широкого в поперечном направлении. пути и устанавливает перпендикулярно линии пути исследовательского судна. По мере продвижения судов эти профили очерчивают лентовидную поверхность измерения глубины. В интерферометрических системах измерения глубины получаются путем измерения угла входящего звукового сигнала в дополнение к дальности. Для интерферометрических гидроакустических систем требуется три или более линейных массивов преобразователей, один для передачи акустической энергии и по крайней мере два для приема обратного сигнала. ^[1]

 Измерение глубины с использованием как времени прохождения излучаемого импульса, так и угла, под которым возвращается звуковая энергия с каждой линейной решеткой или рейкой. Как показано на  рис. . Как показано в , на рис. 3c  показаны результаты данных, полученных в результате интерферометрических гидролокационных измерений. Чем ниже частота датчика, тем больше диапазон, но меньше разрешение. Преобразователь с более высокой частотой имеет меньший диапазон, но большее разрешение.
 

Рисунок 3a: Схема системы интерферометрического гидролокатора

Рисунок 3b: Развертывание интерферометрического гидролокатора ( исследовательский рейс Геологической службы США на шельфе Южной Каролины в 2001 г. ).

Рисунок 3c: Батиметрия полосы захвата, собранная с помощью интерферометрического гидролокатора ( у побережья Гранд-Стрэнд в Южной Каролине)

Сравнение преимуществ и недостатков обеих систем батиметрии. Это следующие преимущества, которыми обладают интерферометрические гидроакустические системы по сравнению с гидролокационными системами на основе луча. Состоит из высокого разрешения, которое полезно для обнаружения небольших целей на мелководье и для обеспечения лучшего анализа интерпретации более глубокой воды. ^[1] Более широкая полоса захвата, особенно на мелководье, помогает сократить время судоходства и, следовательно, затраты на съемку. Наиболее важным преимуществом является возможность различать несколько целей под одним и тем же углом. Это мощный инструмент, который может быть очень полезен, когда есть цели, которые нужно решить в толще воды. Недостатком интерферометрических гидроакустических систем является высокая скорость передачи данных, требующая мощной системы обработки. Целевые значения водной толщи необходимо отфильтровывать при обработке данных. Это происходит, когда некоторые типы целей могут страдать от неоднозначности диапазона. Таким образом, требуется, чтобы цель была снова обследована только на другом расстоянии. ^[1]

Профилирование сейсмических отражений

Профилирование сейсмических отражений является широко используемым методом использования звуковых волн для отображения подземных слоев горных пород (слоистых пород). Таким образом, играет важную роль в разведке нефти и газа. Таким образом, звуковая волна создается воздушной пушкой (определение) на корабле. Звук распространяется по воде и проникает в слои отложений и горных пород на дне океана. Некоторые из них возвращаются на поверхность и записываются гидрофоном, который следует за кораблем. Острые импульсы — это обнаружение прихода импульсов отраженного звука. Интенсивность звука является функцией времени. Повторный выстрел из пневматической пушки означает, что происходит тот же процесс, но время отражения каждый раз разное, поскольку глубина слоев горных пород меняется по мере того, как корабль продолжает движение. Таким образом, через несколько часов сейсмический профиль морского дна был завершен. В исследованиях сейсмические профилировщики отраженных волн показали, что активные континентальные окраины обычно показывают ненарушенные отложения на дне желобов. ^[2] . Выше отмечалось, что профилирование сейсмических отражений играет огромную роль в обнаружении потенциальных залежей нефти и природного газа.

Рисунок 3: Модель батиметрии Swath

Каталожные номера

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2} Зеленый, матовый. (1999). Морские технологии: применение интерферометрической батиметрии.
2. ↑ Дрейк, Чарльз Л. (1970). Морская геофизика.

Этот веб-сайт использует файлы cookie. Если вы продолжите без изменения настроек браузера, вы даете согласие на использование нами файлов cookie в соответствии с нашей политикой использования файлов cookie. Вы можете отключить файлы cookie в любое время. Узнать больше

Мы также используем партнерские рекламные файлы cookie для показа вам целевой рекламы, связанной с геофизикой; эти файлы cookie не добавляются без вашего прямого согласия.

 Разрешить партнерские рекламные файлы cookie

Морская геофизика — SEG Wiki

Из SEG Wiki

Перейти к: навигация, поиск

Морская геофизика — это научная дисциплина, использующая количественные наблюдения за физическими свойствами для понимания геологии морского дна и подводной части. Съемка океанов с использованием гравитационной, магнитной, полосовой батиметрии и сейсмических отражений, спрединга морского дна, дрейфа континентов и тектоники плит. История циркуляции океана и изменения климата сохранилась в морских отложениях. Задействованы все основные отрасли геофизических знаний: данные о тепловом потоке получают со дна океанов и из средней части океана. Морская геофизика тесно связана с концепциями и проблемами спрединга морского дна, дрейфа континентов и тектоники плит.

• 1 Источник отложений
  • 1.1 Терригенные
  • 1.2 Биогенный
  • 1.3 Водородный (аутигенный)
  • 1.4 Космогенный
• 2 метода исследования океанов
  • 2.1 Гравитационный/магнитный процесс
  • 2.2 Батиметрия полосы захвата
  • 2.3 Профилирование сейсмических отражений
• 3 Каталожные номера

Источник отложений

Терригенный

Терригенный происходит из земель. Доминирует по объему, занимает 45% морского дна. Таким образом, терригенные отложения в глубине океана влекут за собой турбидиты и обломки вблизи окраин. Однако турбидиты могут перемещаться примерно на 1000 км от континентального шельфа.

Биогенный

Полученный из раковин/скелетов организмов — кремнистый, известковый (второй по величине по объему, покрывает 55% морского дна. Состоят, в частности, из двух основных илов. Кремнистые илы состоят из диатомовых водорослей и радиолярий. Диатомеи представляют собой одноклеточные водоросли , встречающиеся в высоких широтах. Радиолярии — амебоподобные, обитающие в экваториальных районах. Известковые илы состоят из кокколитов, фораминифер и птеропод. Кокколиты — водоросли, наиболее устойчивые к растворению. Фораминиферы — амебоподобные, а птероподы — дрейфующие моллюски, легко растворяется.

Водородные (аутигенные)

Марганцевые и фосфоритовые конкреции, гидротермальные отложения, эвапориты (соли).

Космогенный

Полученный из метеоритов, тектитов, космических шариков.

Методы исследования океанов

Гравитационный/магнитный процесс

Гравитационный процесс – это сила гравитационного притяжения, ‘g’, оказываемая Землей на объект поверхность непостоянна, но все меняется от места к месту место. Это изменение связано с формой Земли: сплюснутый сфероид. Цель гравиметрических измерений состоит в том, чтобы обнаружить эти вариации, а затем приписать их разумным геологическим структурам. Может быть много разных интерпретаций гравиметрических измерений, которые могут привести к важным особенностям данных. Большие отрицательные аномалии, связанные с глубоководными желобами, должны быть связаны с соответствующим дефицитом массы.

Измерения магнитного поля Земли в море позволили получить важную информацию о недрах Земли. Во всех современных морских магнитных съемках особое внимание уделяется величине общей напряженности магнитного поля. Для проведения этих измерений используются два типа приборов: протонный прецизионный магнитометр и феррозондовый магнитометр. Феррозондовый магнитометр представляет собой прибор, в котором используется принцип, заключающийся в том, что если стержень из материала с высокой магнитной проницаемостью заключен в катушку, переменный ток проходит через эту катушку, асимметричное насыщение сердечника генерирует четные гармоники, пропорциональные составляющей магнитное поле вдоль стержня, которое можно получить. Протонный прецизионный магнитометр представляет собой прибор, внутри которого находится пластиковая бутылка с водой. Совокупность протонов в воде действует как крошечные магниты. Выполнение случайных тепловых движений, которые имеют тенденцию выстраиваться вдоль земного поля. Через катушку проходит ток, создающий поле, намного более сильное, чем поле земли. Теперь протоны имеют тенденцию выстраиваться вдоль нового поля. Ток отключается (в течение нескольких секунд) протоны начинают двигаться вокруг направления земного поля.

Проходная батиметрия

Проходная батиметрия — это система, которая используется для измерения глубины по линии, идущей наружу от датчика сонара. Системы получают данные в полосе под прямым углом к ​​направлению движения преобразователя [1] головки. По мере того, как головка продолжает двигаться вперед, профиль заметает лентообразную поверхность измерения глубины, известную как полоса, как показано на рисунке. В настоящее время существует две системы батиметрии полосы обзора, которые включают две разные технологии для измерения батиметрии по всему морскому дну: 1. Формирование луча (многолучевые эхолоты), как показано на рис. 9.0063 Рисунок 2 ниже. Показывает интерпретацию батиметрических данных многолучевого гидролокатора с информацией об интенсивности отражения региональных глубоких вод. 2. Интерферометрические (известные как фазовые) гидролокаторы дискриминации, как показано на рис. 3a ниже.

Рис. 2: Многолучевой гидролокатор Лодка: Интерпретация батиметрических данных многолучевого гидролокатора и информации об интенсивности отражения от региональных глубоких вод.

В интерферометрических гидроакустических системах акустическая энергия распространяется от преобразователя вниз в виде узкого в продольном направлении и широкого в поперечном направлении. пути и устанавливает перпендикулярно линии пути исследовательского судна. По мере продвижения судов эти профили очерчивают лентовидную поверхность измерения глубины. В интерферометрических системах измерения глубины получаются путем измерения угла входящего звукового сигнала в дополнение к дальности. Для интерферометрических гидроакустических систем требуется три или более линейных массивов преобразователей, один для передачи акустической энергии и по крайней мере два для приема обратного сигнала. ^[1]

 Измерение глубины с использованием как времени прохождения излучаемого импульса, так и угла, под которым возвращается звуковая энергия с каждой линейной решеткой или рейкой. Как показано на  рис. . Как показано в , на рис. 3c  показаны результаты данных, полученных в результате интерферометрических гидролокационных измерений. Чем ниже частота датчика, тем больше диапазон, но меньше разрешение. Преобразователь с более высокой частотой имеет меньший диапазон, но большее разрешение.
 

Рисунок 3a: Схема системы интерферометрического гидролокатора

Рисунок 3b: Развертывание интерферометрического гидролокатора ( исследовательский рейс Геологической службы США на шельфе Южной Каролины в 2001 г. ).

Рисунок 3c: Батиметрия полосы захвата, собранная с помощью интерферометрического гидролокатора ( у побережья Гранд-Стрэнд в Южной Каролине)

Сравнение преимуществ и недостатков обеих систем батиметрии. Это следующие преимущества, которыми обладают интерферометрические гидроакустические системы по сравнению с гидролокационными системами на основе луча. Состоит из высокого разрешения, которое полезно для обнаружения небольших целей на мелководье и для обеспечения лучшего анализа интерпретации более глубокой воды. ^[1] Более широкая полоса захвата, особенно на мелководье, помогает сократить время судоходства и, следовательно, затраты на съемку. Наиболее важным преимуществом является возможность различать несколько целей под одним и тем же углом. Это мощный инструмент, который может быть очень полезен, когда есть цели, которые нужно решить в толще воды. Недостатком интерферометрических гидроакустических систем является высокая скорость передачи данных, требующая мощной системы обработки. Целевые значения водной толщи необходимо отфильтровывать при обработке данных. Это происходит, когда некоторые типы целей могут страдать от неоднозначности диапазона. Таким образом, требуется, чтобы цель была снова обследована только на другом расстоянии. ^[1]

Профилирование сейсмических отражений

Профилирование сейсмических отражений является широко используемым методом использования звуковых волн для отображения подземных слоев горных пород (слоистых пород). Таким образом, играет важную роль в разведке нефти и газа. Таким образом, звуковая волна создается воздушной пушкой (определение) на корабле. Звук распространяется по воде и проникает в слои отложений и горных пород на дне океана. Некоторые из них возвращаются на поверхность и записываются гидрофоном, который следует за кораблем. Острые импульсы — это обнаружение прихода импульсов отраженного звука. Интенсивность звука является функцией времени. Повторный выстрел из пневматической пушки означает, что происходит тот же процесс, но время отражения каждый раз разное, поскольку глубина слоев горных пород меняется по мере того, как корабль продолжает движение.