2.3 Методи вивчення будови і речовинного складу глибоких шарів океанічної літосфери

У практиці сучасних досліджень геологічної будови дна морів та океанів головне місце займають геофізичні дослідження: сейсморозвідка, гравірозвідка, магніторозвідка, електророзвідка, геотермічні дослідження, морське буріння та інші.

2.3.1 Сейсмічні дослідження

Морська сейсмоакустика є основним методом дослідження будови осадової товщі і кристалічного фундаменту земної кори морів та океанів. Пік активності в проведенні сейсмоакустичних робіт у Світовому океані припав на 60-80-і роки минулого століття. Саме у цей період отримано масовий матеріал про сейсмічну структуру дна глибоководних улоговин, підводних околиць континентів, серединно-океанічних хребтів, на основі якого був зроблений висновок про існування особливого “океанічного” типу земної кори. Однак у морській сейсмоакустиці, аналогічно як і в магнітометрії і гравіметрії, є свої проблеми, невирішені і дискусійні питання, які не дозволяють часто однозначно інтерпретувати результати вимірів.

Сейсморозвідка дає найбільш повну інформацію про геологічну будову дна, виконується вона з використанням спеціального корабля. Корабель виконує функції як генератора так і реєстратора сейсмічних хвиль. У воду опускають відповідні пристрої для генерації хвиль і їх реєстрації.

Морська сейсміка – це, по суті, циклічний процес збудження хвиль через кожні кілька хвилин. Таким чином вона є швидкісним методом. За один місяць робіт може бути виконано від 500 до 2000 км профілів. Вартість 1 погонного кілометра профілю майже в п’ять разів менша за такий же в умовах суходолу.

Сейсмічний метод в океані є найефективнішим способом вивчення будови осадового чохла акваторій або глибших горизонтів (структури, швидкісних характеристик). Залежно від частоти випромінювання змінюється глибина проникнення енергії в осадовий чохол або глибші горизонти. За частотою випромінювання виділяються високочастотні, середньо частотні і низькочастотні методи; одноканальні (безперервна сейсмічна профілізація – БСП), багатоканальні (МОВ ОГТ) методи, а також глибинне сейсмічне зондування (ГСЗ).

Принцип сейсмічних методів заснований на проникненні енергії (викид стислого повітря, електричний розряд), що створюється джерелами у водну товщу, а потім і в породу. Після відбиття пружних хвиль від тих або інших горизонтів, відбитий сигнал приймається сейсмоприймачами, вмонтованими у сейсмічну косу (рис. 3.8). Дані нагромаджуються в цифровому вигляді на магнітних носіях. Подальша їх обробка проводиться на комп’ютерах за допомогою різноманітних програм, що дозволяють фільтрувати перешкоди (шуми), залишати корисну інформацію про будову земної кори.

Метод глибинного сейсмічного зондування (ГСЗ) має широке застосування при дослідженні глибинної структури земної кори і верхньої мантії морів та океанів.

Суть методу полягає в наступному. Один з кораблів лягає в дрейф або (якщо дозволяє глибина) стає на якір. Інший корабель, рухаючись вздовж профілю спостережень, здійснює послідовне збудження пружних хвиль тим чи іншим методом. Інтервал між такими збудженнями як правило складає дві милі (3704 м). Заломлені і відбиті від тих чи інших горизонтів хвилі реєструються дрейфуючим кораблем за допомогою гідрофонів, забезпечених чутливими елементами із кераміки титанату барію і занурених на глибину 30–35 м.

Сейсмічне профілювання методом відбитих хвиль (МВХ) – найбільш ефективний та поширений спосіб дослідження будови осадової товщі. Ефективність морського сейсмічного профілювання визначається тим, що випромінювання та прийом сейсмічних сигналів проводиться у найсприятливіших для поширення сейсмічних хвиль умовах морського середовища при безперерв­ному русі судна, поєднуючи при цьому високу глибинність (до декількох кіло­метрів) та родільну здатність досліджень з високою продуктивністю.

Метод сейсмопрофілювання. Цей метод широко застосовується для регіонального вивчення земної кори та верхньої мантії океанів і морів.

Самими популярними суднами підводної розвідки родовищ стали морські спеціальні кораблі "Ramform", розроблені для сейсмічної розвідки родовищ нафти і газу. Характерною особливістю їх є мінімальний шум при роботі судна. Це дозволяє проводити дослідження з більш чітким зображенням і добре відстежувати шари земної кори. Широка корма судна сейсмічної розвідки забезпечує надзвичайну стійкість і безпечність платформи, на якій знаходиться практично все геофізичне обладнання. Із задньої частини корпуса судна розтягується в середньому близько 10 стримерів на відстані до 9500 метрів. Корабель продовжує їх буксировку на певній швидкості. На стримерах розміщено близько 24000 мікрофонів. Одержані дані обробляються на спеціальному обладнанні і відображаються на моніторах у двох- або трьохмірному зображенні 2Д і НД3Д. Такий метод морської розвідки і технологія дозволяють підтвердити наявність нафтового або газового родовища.