1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Океан
  3. «Гломар Челленджер» і глибоководне буріння

«Гломар Челленджер» і глибоководне буріння

Відроджена до життя ідея А. Вегенера незабаром отримала своє гідне втілення у розробці проекту будівлі унікального бурового судна, здатного проводити роботи в районах, де дно залягає на глибинах в кілька тисяч метрів від поверхні океану. Щоб оцінити сміливість цієї задумки, треба нагадати, що в ті роки (середина 60 -х років) комерційне розвідувальне та експлуатаційне буріння свердловин на нафту і газ велося лише в межах 100 – 120 -метрової ізобати на шельфі, та й то переважно зі стаціонарних платформ, бетонні основи яких встановлювалися на дно.

Для здійснення програми глибоководного буріння в океані (deep – sea drilling project), складеної в Океанографічному інституті Скріппса при Каліфорнійському університеті США, необхідно було вирішити декілька складних інженерних і навігаційних завдань. По-перше, навчитися спускати і піднімати колони бурових труб довжиною в кілька кілометрів в умовах хвилювання і океанської брижах. По-друге, створити систему, яка допускає повторне потрапляння всієї колони і бурильного інструменту в гирлі свердловини. По-третє, забезпечити судно системою двигунів, здатних утримувати його над точкою буріння з мінімальними відхиленнями, так як відхід його в сторону за межі кількох десятків метрів загрожував скручуванням і відривом бурової колони. Останнє завдання зажадала розробки нової, високоточної системи орієнтації і прив’язки, яку у відкритому океані змогли забезпечувати спочатку супутники, а згодом гідроакустичні маяки, що встановлювалися на дно в околицях точки буріння. І ті й інші повинні були досить часто показувати координати судна на бортову ЕОМ, щоб у мінімальний термін можна було виправити будь-які відхилення в положенні судна над точкою буріння, викликані зносом течіями, вітром і Іншими причинами.

А поки проект розроблявся і будувалося бурове судно, теоретична думка вчених не стояла на місці. На очах руйнувалися старі уявлення і виростало будівлю нової теорії, названої французьким ученим К. Ле Пишон тектоникой літосферних плит. Проте про все по порядку.

Як тільки з’явилися серйозні докази на користь дрейфу материків, а слідом за ними і перші палеореконструкції, що показували, яким чином і в якій послідовності відбувся розпад древніх суперконтинентів Пангея і Гондвана, перед вченими постали нові проблеми. Адже якщо Атлантичний і Індійський океани – відносно молоді утворення, що виникли, судячи за віком лінійних магнітних аномалій і іншими свідченнями, лише в мезозої, то виходить, що за останні 200-300 млн років заново сформувалася величезна за площею частина земної поверхні. Що це – свідчення різкого розширення нашої планети? А якщо ні, то куди дівається стара земна кора? Вирішуючи це завдання, одні вчені стали розробляти теорію розширюється Землі, інші ж звернули увагу на дивні структури, майже безперервним кільцем Оперезаний Тихий океан і глибоко ізбороздівшіе окремі ділянки дна по периферії Атлантичного і Індійського океанів.

Йдеться про найглибших утвореннях в океані – жолобах, куди ще в середині 40 -х років занурювалися на батискафах відважні дослідники. Був серед них і винахідник багатьох таких апаратів Ж. Пікар, який в 1960 р. разом з американцем Д. Волшем досяг дна в найглибшому з сучасних жолобів – Маріанськом на позначці 10 916 м. Глибоководні жолоби як би охоплюють дугою крайові архіпелаги вулканічних островів, відокремлюючи їх від океану. Вони ж обрамляють у Тихому океані Південну, Центральну і частково Північну Америку.

Важливою особливістю жолобів, крім їх величезної глибини і своєрідного рельєфу, є приуроченість до них сейсмофокальной поверхонь – зон Беньофа, уздовж яких концентруються фокуси більшості землетрусів. Ці умовні поверхні спочатку полого занурюються під прилеглу до жолобу сушу (під кутом 30-33 °), а потім на глибині близько 300 км круто падають (до 60 °), опускаючись до 600-700 км.

Уважний аналіз показав, що епіцентри землетрусів в океані групуються аж ніяк не випадково. Значна їх частина, в основному мелкофокусних, фіксується в районі рифтових долин серединно- океанічних хребтів, інші ж приурочені до перехідних зонах від континентів до океанів. Причому більшість, у тому числі всі глибокофокусні, відбувається в межах так званих активних окраїн континентів і острівних вулканічних дуг, розташованих по периферії Тихого океану, тобто якраз там, де знаходяться глибоководні жолоби. Вони, що називається, жорстко прив’язані до зон Беньофа. Більше того, в тих же районах зосереджена і основна вулканічна діяльність, продукти якої мають переважно середній і основний склад – андезити і базальти.

Так що ж відбувається в цих районах, де проявляється в такій драматичній формі тектонічна активність надр? Це питання залишається досі предметом запеклих суперечок. І не дивно. У відповіді на нього укладена остаточна доля фіксістскіх концепцій. Адже якщо глибоководні жолоби всього лише тріщини в земній корі, що вказують на її розтягнення, то, отже, можна говорити про розширення поверхні нашої планети, яке відбувається в основному в серединно- океанічних хребтах, але викликає також розтягування в крайових зонах океану.

Для мобілістов ж глибоководні жолоби і пов’язані з ними зони Беньофа, навпаки, є символами зовсім інших процесів, що протікають в умовах стиснення і отримали збірне назва « субдукция » (поддвига). Згідно мобілістських концепції, в зонах субдукції відбувається занурення і розплавлення древньої кори океану або окраїнних глибоководних морів, тобто процес, компенсуючий формування молодої океанічної кори. Саме тому розкриття в мезозої і кайнозої Атлантичного і Індійського океанів не означало раптового розростання діаметра Землі.

Воно йшло за рахунок знищення палеозойської і ранньому – еозойской кори стародавніх океанів, до яких належить Тихий океан, а також зниклий океан Тетіс. Заталківаніе окремих блоків океанічної кори під континент або острівну вулканічну дугу супроводжується серією землетрусів. Їх фокуси розташовуються уздовж глибинної кордону, де стикаються занурюється плита і край тієї плити, під яку відбувається поддвіганіе. З розплавленням речовини в зоні субдукції пов’язане піднесення магматичних розплавів до поверхні, в результаті чого активізується вулканічна діяльність.

І дійсно, у всіх районах, де існують глибоководні жолоби і приурочені до них зони Беньофа, можна виявити ланцюжки вулканів. Вони розташовуються на краю континенту, як у Південній Америці (з боку Тихого океану), або утворюють вулканічні архіпелаги островів, вигинається дугою в бік океану. Саме тому останні отримали назву острівних вулканічних дуг. До них відносяться Курило – Камчатська, Алеутская, Японська, Ідзу – Бонінская, Маріанська, Філіппінська, Тонга – Кермадекская і ще десятки інших, розташованих в крайових частинах океанів.

Проаналізувавши глобальну схему поширення серединно- океанічних хребтів і рифтових долин, з одного боку, і глибоководних жолобів з зонами субдукції – з іншого, К. Ле Пишон розділив земну твердь на вісім найбільших літосферних плит (крім них, існує ще кілька десятків мікропліт). Згідно з його схемою, межі цих плит проходять по рифтових долинах серединно- океанічних хребтів, глибоководних жолобів і деяким Трансформаційний розломів. У найбільші з них (за винятком Тихоокеанської плити і плити Наска) упаяно континенти. Вони переміщуються разом з литосферной плитою. У процесі її розростання в так званих спредінгових центрах – рифтових долинах – плита збільшує свою площу. Крім конструктивної межі плити, уздовж якої вона формується, існує деструктивна межа, де відбувається її руйнування. У сучасній структурі земної поверхні руйнуються в основному плити, що виділяються в Тихому океані, – Тихоокеанська, Кокос і Наска. Саме на них як би наповзають молоді плити, тобто виникли при народженні Атлантичного і Індійського океанів. Плити розташовуються над гігантськими конвекційними осередками в мантії Землі, утвореними висхідними і спадними гілками – потоками речовини і тепла. Висхідний потік виходить на поверхню в межах конструктивної межі плити, тобто в рифтових долинах, низхідний потік зароджується в зонах Беньофа під активною окраїною континенту або під острівної вулканічної дугою. Таким чином, континенти повільно « пливуть » по поверхні мантії, як по ескалатору: за ними зростає кількість сходинок, перед ними відбувається занурення сходинок, правда, інший плити. В якості сходинок виступають ділянки океанічної кори, болеее молоді – на початку стрічки транспортера (вони фіксуються у вигляді смугових магнітних аномалій), давніші – у занурення стрічки транспортера.

ПОДІЛИТИСЯ: