Оформлення звіту
Звіт про виконану роботу на стандартних аркушах паперу. В звіті коротко викласти мету роботи та загальні характеристики Світового океану, основні фізичні властивості морської води, а також зобразити геоморфологічну зональність дна Світового океану. Навести необхідні схематичні зарисовки.
Запитання
Звідки і якими шляхами поступає основна кількість осадового матеріалу в океан?
Що таке коралові рифи?
На якому принципі будується гіпсографічна крива?
Дайте характеристику будови шельфу.
Охарактеризуйте материкове підніжжя.
Що характерно для будови острівних дуг?
Яка різниця у будові ложа океану та серединно-океанічних хребтів.
Які елементи включає перехідна зона?
Що таке рифт?
Назвіть основні фізичні властивості морської води.
Охарактеризуйте хімічний склад океанічної води.
Що таке солоність води?
Чим характеризуються геофізичні поля під серединними океанічними хребтами?
Лабораторна робота №2 методика і методи вивчення геології морів та океанів.
Мета роботи: ознайомлення з методикою та методами вивчення геології морів та океанів.
Завдання: знати методи вивчення рельєфу, речового складу поверхневих шарів та речового складу глибоких шарів глибоких шарів океанічної літосфери та методику.
Загальні теоретичні положення
Дно Світового океану, що становить по площі велику частину поверхні земної кулі, в геологічному відношенні вивчено недостатньо. Основною перешкодою для його дослідження служить товща води, що приховує рельєф і геологічний вигляд дна океану. Тому при його вивченні застосовують переважно дистанційні методи дослідження; лише в останні 10-15 років для безпосереднього візуального спостереження за особливостями рельєфу і геологічної будови дна морів і океанів стали використовувати підводні апарати. Різноманітні методи морської геології можна згрупувати в три класи в залежності від об’єкту дослідження: методи вивчення рельєфу і поверхні океанічного дна; методи вивчення будови і речовинного складу відповідно поверхневих шарів дна і глибоких шарів океанічної літосфери.
1. Метод та методика вивчення рельєфу і поверхні океанічного дна
Найбільш виразною характеристикою будови дна океану є його рельєф. У комплексі з геолого-геофізичними методами геоморфологічне дослідження є одними з опорних. Донедавна геоморфологія океанічного дна служила основою його тектонічного районування. Методика проведення морських геоморфологічних досліджень включає в себе наступні елементи: планування заміру, вимірювання глибин і первинна обробка даних. У залежності від задач досліджень можна виділити три категорії виміру: попутний, регіональний і детальний.
Основний спосіб вимірювання глибин - це ехолотування. Звичайно використовують ультразвукові однопроменеві ехолоти з частотою 9-20 кГц і величиною кута при вершині ефективного конуса випромінювання 30. Для реєстрації глибин застосовують прецизійні самописці типу “Ладога”. Суть методу полягає в тому, що з борта судна посилається вниз звуковий сигнал, який, відбившись від дна, повертається назад. Глибина моря Н визначається за формулою: Н = (Т/2)v, де: Т - час поширення звукової хвилі; v - швидкість поширення звуку у воді. Остання величина залежить від солоності води, тиску і температур.
Сукупність даних ехолотування служить основою для побудови батиметричних карт - важливої форми узагальнення даних про глибини і рельєф дна океанів.
Поверхню морського дна вивчають також за допомогою гідролокаторів бічного огляду (ГБО), так званих “сонарів”, працюючих в частотному діапазоні 40-50 кГц. Для збудження імпульсів використовують магнітострикційні вібратори потужністю 250-500 Вт. ГБО, як і багатопроменеві ехолоти, забезпечують вивчення рельєфу дна в межах порівняно широкої смуги (1-1,5 км), розташованої вздовж шляху судна.
Рис.2.1 - Схема ехолотування і сейсмічного зондування морського дна:
1 - ехолот; 2 - пневмовипромінювач; 3 - багатоканальний індикатор; 4 - радіогідроакустичний буй.
Візуальне зображення підводних об’єктів отримують за допомогою методу звукобачення, заснованого на застосуванні акустичних хвиль.
Методу підводного звукобачення сприяв розвиток голографії - способу отримання об’ємних зображень, заснованого на явищі інтерференції. Голограма - це інтерференційний картина, утворена хвилею від предмета і опорною (когерентною) хвилею. В акустичній голографії об’єкт опромінюють акустичними коливаннями певної частоти. Відбита хвиля поступає на поверхню перетворювача. При одночасному попаданні на приймальну поверхню перетворювача когерентних акустичних коливань виникає ефект інтерференції. Зображення цієї картини, зареєстроване на фотоплівці, утворить голограму дифракційні гратки, що складаються з чергування темних і світлих смуг. Якщо освітити цю голограму опорною хвилею, то внаслідок дифракції відновиться предметна хвиля і виникне зображення об’єкта. Голограму, утворену звуком і відновлену світлом, називають соноптограмою. Недолік методу - велика складність апаратури.
Велике значення при вивченні поверхні глибокого дна морів і океанів має метод підводного фотографування і кінозйомки. Підводне телебачення застосовується для візуального обстеження дна, по зображенню на телеекрані можна отримати уявлення про його рельєф, склад і умови залягання порід, характер геологічних процесів. Телекамери поділяють на стаціонарні і пересувні (що буксируються, переносні і самохідні).
Стаціонарні застосовують для постійних спостережень. На малих глибинах вони працюють в умовах природної освітленості, на великих - з штучним підсвічуванням. На дрейфі судна або на малому ходу стаціонарні камери використовують для зйомок в підвішеному стані. Телекамери, що буксируються можуть працювати і при великій швидкості судна. Вони обладнані стабілізуючими пристроями для руху на заданій глибині. Управляють камерою з борта судна. Переносні камери використовують акванавти при індивідуальній роботі. Самохідна телекамера складається з носія, підводних світильників і інших пристроїв. Управляють рухом і роботою камери з борта судна. Радіус дії установки визначається довжиною кабелю, по якому подається електроенергія, і може досягати багатьох сотень метрів. Підводна телезйомка може виконуватися при набагато гірших умовах, ніж фотозйомка.
Відбір проб-монолітів для фізичних досліджень проводиться на родовищах будівельних і облицювальних каменів - вапняків, піщаників, доломітів, мармурів, гранітів, туфів і їм подібних.
Процес відбору проб монолітів в цілому являє собою серію нестандартних операцій митецького муляра, що, знаходячи сприятливі тріщини, іноді ледь помітні, виламує плиту з масиву. При цьому роботи повинні вестися з великою обережністю, щоб не порушити структуру плити і не викликати додаткову штучну тріщинуватість у пробі. З виламаної плити обережним відколюванням відокремлюється моноліт необхідної форми і розмірів. Звичайними стандартними розмірами проб-монолітів є кубики з ребрами 20 і 30 см.
Випробування підводних покладів здійснюється грейферними, ударними, вібраційними і поршневими пробовідбірниками. Найбільш важкою задачею при цьому є збереження від розмиву проби, взятої на дні водойми. Грейферне випробування застосовується тільки при узятті зразків досить щільних гірських порід і руд із глибини до 0,6 м від поверхні дна водойми.
Для взяття проб водонасичених пісків успішно використовуються пробовідбірники, що складаються у своїй основі з колонкової труби з поршнем. Для випробування глибоководних об’єктів, таких, як родовища залізо-марганцевих конкрецій, застосовуються тросові дночерпалки, скрепера-драги і колонкові пробовідбірники (рис. 2.2).
Рис. 2.2 - Схема легких технічних засобів на судах для добору проб з морського дна
(за А.Е. Смолдиреву та А.А. Воропаєву).
І-колонковий пробовідбірник; ІІ— дночерпалка; ІІІ-скрепер-драга, 1-судно; 2 - трос; 3 - вантаж; 4 - ніж, що ріже; 5 - рама; 6- сітка; 7 – якірний вантаж.
Поверхневі проби з дна океану відбираються швидко за допомогою автономних самоспливаючих-пробовідбірників і зондів. Ці пристосування застосовуються в основному при пошуках на великих площах океану. При швидкості судна 4 вузли можна скидати автономні пробовідбірники через 500 м, що при глибині 5000 м спливають після скидання через 2-3 год, приносячи пробу з поверхні морського дна. За добу можливо одержати в такий спосіб від 50 до 100 пошукових проб.