Гломар Челленжер (буровове судно)
Введение
В современных исследованиях океана видную роль играет принадлежащее Скриппсовскому океанографическому институту (США) судно «Гломар Челленджер». Оригинальность конструкции этого судна состоит не только в том, что на его борту возвышается высокая бурильная вышка. «Гломар Челленджер» снабжен уникальным оборудованием, которое позволяет бурить дно океана в его глубоководных районах и вторично вводить бур, сменив затупившийся инструмент, в ту же самую скважину. Если учесть, что диаметр скважины измеряется сантиметрами, что судно отделено от ее «устья» тысячеметровой толщей воды, а течения и ветер всячески стараются отвести корабль в сторону, это надо признать немалым техническим достижением.
С момента своего спуска на воду в 1969 г. до наших дней «Гломар Челленджер» провел уже более 20 экспедиций, за его бортом остались тысячи километров Тихого, Атлантического и Индийского океанов. Полной неожиданностью для специалистов в ходе исследования с этим судном явилось существование в области между Новой Гвинеей и Каролинскими островами необычно молодой земной коры. Образцы, извлеченные здесь, обладают возрастом всего от 25 до 30 млн. лет, тогда как возраст коры большинства остальных западных районов Тихого океана в 3-5 раз старше. Оказалось, что глубоководный бассейн между островами Гилберт и Лайн в своем нынешнем виде существует уже 80 млн. лет, а некоторые здешние подводные горы со времени своего образования успели снова погрузиться более чем на 1,5 км.
«Гломар Челленджер» также исследовал интереснейшую область Мексиканского залива, дно которого покрыто необычно толстым слоем осадочных отложений. Выяснилось, что этот бассейн обладает нынешней глубиной вот уже по меньшей мере в течение 65 млн. лет. Все пробуренные там скважины показали присутствие природных газов, главным образом метана. Между Бостоном (северо-восток США) и Лиссабоном пробурены скважины на глубину более 4,5 км. Ученым открылись породы, возникшие чуть ли не 200 млн. лет назад в рифтовой впадине. До сих пор считалось, что породы дна рифтов моложе других осадков океана. Около полуострова Лабрадор обнаружены доказательства того, что континентальное оледенение в высоких широтах началось примерно 3 млн., а не 1,8 млн. лет назад, как полагали до сих пор. По-видимому, до начала оледенения вплотную к побережью Ньюфаундленда подходила одна из ветвей Гольфстрима. Учитывая конъюнктуру и объемы исследования судна, актуальным является изучение его деятельности.
Целью работы является рассмотрение аспекта работу судна «Гломар Челленджер».
Задачи работы:
1. Изучить и систематизировать научно-методическую литературу по рассматриваемой теме;
2. Представить общую характеристику деятельности «Гломар Челленджера» для глубоководного бурения;
3. Проанализировать «Гломар Челленджер» для бурения.
1. Общая характеристика «Гломар Челленджера» для глубоководного бурения
Начнем с того, что особое место в изучении океана занимают подводные исследования. Они позволяют проводить измерения и наблюдения непосредственно в водной толще. Океанологи используют для этого акваланги, подводные лодки, стационарные подводные лаборатории. В настоящее время в разных странах работают десятки подводных аппаратов, способных погружаться на различные глубины, исследовать морские организмы, свойства морской воды, геологию и рельеф дна. Правда, подводные лодки не дают возможности исследователю находиться в подводной среде, он отделен от нее стенками корабля. Другое дело - подводные лаборатории, или подводные дома, когда в любое время человек может выплыть из помещения в открытое море. Впервые такие дома поставил на дно Средиземного моря Жак Кусто, доказав, что человек может неделями жить под водой, не выходя на поверхность. В Советском Союзе также проводились исследования из подводных домов. Наиболее известна подводная лаборатория «Черномор» [3].
Большое развитие в последние годы получили геологические и геофизические исследования Мирового океана. Морские геологи имеют богатый арсенал различного рода грунтовых приборов, способных отбирать пробы осадков и пород с любой глубины океана. Некоторое время назад в океане работало специальное буровое судно «Гломар Челленджер», которое по международной программе производило бурение на глубинах океана до 6 км и получало керны длиной до 1 км и более. Пробурив несколько сот скважин, эта плавучая буровая установка позволила получить бесценный материал по истории океана. Геофизические исследования включают в себя сейсмическое зондирование земной коры под океаном, исследование магнитного и гравитационного поля, теплового потока из недр земли. Вместе с глубоководным бурением геофизические методы позволяют получать наиболее ценный материал по происхождению и развитию океанических впадин
Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы
. Глубинное сейсмическое зондирование, т. е. посылки сквозь толщу воды и дна при взрывах специальными пневматическими «пушками» или электрическими разрядами упругих колебаний среды, делает возможным по скорости прохождения сейсмических волн различать слои земной коры, судить о их составе, топографии, определять границу раздела между слоями, залегающими глубоко под дном океанов. Морские гравиметрические работы (изучение распределения силы тяжести в разных районах) дают сведения о плотности слоев, слагающих кору, примерном рельефе поверхности раздела коры и мантии, об изостатическом равновесии отдельных блоков и горизонтальной неоднородности вещества Земли. Магнитное поле отражает картину распределения магматических очагов, простирания зон расколов и разрывов земной коры. Наконец, исследования теплового потока сквозь дно океана дают представление о физических процессах, протекающих в недрах Земли, местах подъема к поверхности глубинного вещества, зонах раскола коры. В целом геофизическое изучение дна океана выявляет его тектоническое строение и тектоническую жизнь [4].
Возродившаяся к жизни идея А. Вегенера вскоре получила свое достойное воплощение в разработке проекта постройки уникального бурового судна, способного проводить работы в районах, где дно залегает на глубинах в несколько тысяч метров от поверхности океана. Чтобы оценить смелость этой задумки, надо напомнить, что в те годы (середина 60-х годов) коммерческое разведочное и эксплуатационное бурение скважин на нефть и газ велось лишь в пределах 100—120-метровой изобаты на шельфе, да и то преимущественно со стационарных платформ, бетонные основания которых устанавливались на дно. Для осуществления программы глубоководного бурения в океане (deep-sea drilling project), составленной в Океанографическом институте Скриппса при Калифорнийском университете США, необходимо было решить несколько сложнейших инженерных и навигационных задач. Во-первых, научиться спускать и поднимать колонны буровых труб длиной в несколько километров в условиях волнения и океанской зыби. Во-вторых, создать систему, допускающую повторное попадание всей колонны и бурильного инструмента в устье скважины. В-третьих, обеспечить судно системой двигателей, способных удерживать его над точкой бурения с минимальными отклонениями, так как уход его в сторону за пределы нескольких десятков метров грозил скручиванием и отрывом буровой колонны. Последняя задача потребовала разработки новой, высокоточной системы ориентации и привязки, которую в открытом океане смогли обеспечивать сначала спутники, а впоследствии гидроакустические маяки, устанавливавшиеся на дно в окрестностях точки бурения. И те, и другие должны были достаточно часто показывать координаты судна на бортовую ЭВМ, чтобы в минимальный срок можно было исправить любые отклонения в положении судна над точкой бурения, вызванные сносом течениями, ветром и другими причинами. И именно потому, что требовалось новое судно, был разработан «Гломар Челленджер» (рис. 1) [1].
Рис. 1. Внешний вид судна «Гломар Челленджер»
А пока проект разрабатывался и строилось буровое судно, теоретическая мысль ученых не стояла на месте. На глазах рушились старые представления и вырастало здание новой теории, названной французским ученым К. Ле Пишоном тектоникой литосферных плит, что обуславливало актуальность бурового судна «Гломар Челленджер».
2. Деятельность «Гломар Челленджера» для бурения
Как только появились серьезные доказательства в пользу дрейфа материков, а вслед за ними и первые палеореконструкции, показывавшие, каким образом и в какой последовательности произошел распад древних суперконтинентов Пангея и Гондвана, перед учеными встали новые проблемы. Ведь если Атлантический и Индийский океаны — относительно молодые образования, возникшие, судя по возрасту линейных магнитных аномалий и другим свидетельствам, лишь в мезозое, то выходит, что за последние 200—300 млн лет заново сформировалась огромная по площади часть земной поверхности. Что это — свидетельство резкого расширения нашей планеты? А если нет, то куда девается старая земная кора? Решая эту задачу, одни ученые стали разрабатывать теорию расширяющейся Земли, другие же обратили внимание на странные структуры, почти непрерывным кольцом опоясавшие Тихий океан и глубоко избороздившие отдельные участки дна по периферии Атлантического и Индийского океанов [5].
Речь идет о самых глубоких образованиях в океане — желобах, куда еще в середине 40-х годов погружались на батискафах отважные исследователи. Был среди них и изобретатель многих таких аппаратов Ж. Пикар, который в 1960 г. вместе с американцем Д. Уолшем достиг дна в самом глубоком из современных желобов — Марианском на отметке 10 916 м
50% реферата недоступно для прочтения
Закажи написание реферата по выбранной теме всего за пару кликов. Персональная работа в кратчайшее
время!
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Задать вопрос
