TRUDNE BADANIA - METODY GEOLOGII MORZA, BAŁTYK - POLSKIE MORZE
[ Pobierz całość w formacie PDF ]PGI - PaŃstwowy Instytut Geologiczny :: Trudne badania - metody geologii morza
Strona 1 z 6
Trudne badania metody geologii morza
Morze zwykle kojarzy się ze słońcem, plaŜą i kąpielą, w niezbyt ciepłym, co prawda, i nie zawsze czystym, ale
spokojnym Bałtyku. Bałtyk jest jednak morzem burzliwym, nie tylko jesienią i zimą ale teŜ wiosną i latem.
Kiedyś, nawet przy dobrej pogodzie, trudno było utrzymać statek dokładnie nad punktem pomiarowym czy profilem
badawczym. Dzisiaj systemy nawigacji satelitarnej i systemy dynamicznego utrzymywania pozycji bardzo ułatwiają
pracę. Komputerowo sterowane silniki, sprzęŜone z systemem nawigacyjnym pozwalają na dokładne określenie i
utrzymanie pozycji statku, nawet przy nie najlepszej pogodzie. Mimo to, dla geologa morskiego, pogoda jest wciąŜ
podstawowym problemem. Wiele prac badawczych prowadzonych ze statku wymaga dobrej pogody, a takich dni na
Bałtyku nie ma zbyt duŜo.
W morskiej geologii rzadko stosuje się klasyczne metody uŜywane na lądzie, przede wszystkim z powodu
ogromnych trudności, na które natrafiamy przy bezpośrednich obserwacjach i pomiarach. Pole obserwacji
płetwonurka, czy specjalnego pojazdu podwodnego, ograniczone jest zwykle do kilkudziesięciu metrów.
Sondowanie dna
Pobieranie próbek osadów z powierzchni dna morskiego, a tym bardziej penetracja dna morskiego, przy pomocy
róŜnego rodzaju próbników jest o wiele trudniejsze niŜ na lądzie. Próbniki i sondy są na ogół cięŜkie i wymagają
uŜycia odpowiednich urządzeń dźwigowych i spokojnego morza. ZaleŜnie od celu badań stosuje się róŜnego rodzaju
przyrządy, począwszy od najprostszych czerpaków zgarniających osad z powierzchni dna.
Czerpak typu Van Veena do sond rdzeniowych grawitacyjnych i wibracyjnych
Sonda rdzeniowa typu Kullenberga
2010-01-30
PGI - PaŃstwowy Instytut Geologiczny :: Trudne badania - metody geologii morza
Strona 2 z 6
Sonda rdzeniowa wibracyjna i specjalnych próbników do poboru rdzeni o nienaruszonej strukturze
Sonda typu box corer
2010-01-30
PGI - PaŃstwowy Instytut Geologiczny :: Trudne badania - metody geologii morza
Strona 3 z 6
Sondy typu Niemisto do poboru rdzeni osadów mulistych
Sonda typu OSCOR do poboru osadów piaszczystych.
Morska akustyka
Morze utrudnia stosowanie bezpośrednich metod badawczych, pozwala za to na duŜo szersze niŜ na lądzie
stosowanie róŜnego rodzaju metod pośrednich, zwłaszcza metod akustycznych.
Metody akustyczne pozwalają poznać rzeźbę dna morskiego oraz zajrzeć w głąb skorupy ziemskiej. W początkach
XX wieku, głębokość morza mierzono sondą cięŜarkową. Skonstruowanie w czasie I wojny światowej echosondy, a
następnie zastosowanie jej do celów naukowych, umoŜliwiło kolosalny postęp w poznaniu rzeźby dna mórz i
oceanów. Obecnie do badania rzeźby dna, poza klasycznym profilowaniem echosondaŜowym, stosuje się
echosondy wielowiązkowe i sonary boczne. Tradycyjna echosonda pokazuje profil dna morskiego, wzdłuŜ trasy
statku. Obraz dna morskiego, uzyskany za pomocą echosondy wielowiązkowej porównać moŜna do zdjęcia
lotniczego lub satelitarnego, wykonanego pionowo nad powierzchnią terenu. Echosondy wielowiązkowe śledzą dno
w pasach, odpowiadających trasie statku i szerokości w przybliŜeniu równej, dwukrotnej głębokości akwenu. Wyniki
tych pomiarów, pozwalają budować precyzyjne modele przestrzenne dna i rozpoznawać, nawet stosukowo
niewielkie obiekty, jak pojedyncze głazy.
Znacznie bardziej plastyczny obraz pokazuje sonar boczny. MoŜna go porównać do fotografi lotniczej lądu,
wykonanej pod kątem, w sytuacji gdy słońce jest nisko nad horyzontem i z tyłu za obiektywem aparatu
Schemat działania sonara bocznego.
Sonary dają obraz powierzchni w pasach, o szerokości kilkudziesięciu do kilkuset metrów, pozwalający rozróŜnić
rodzaj osadów dennych, formy z nich utworzone, a takŜe obiekty takie, jak głazy czy wraki leŜące na powierzchni
2010-01-30
PGI - PaŃstwowy Instytut Geologiczny :: Trudne badania - metody geologii morza
Strona 4 z 6
dna.
Obraz sonarowy dna Południowej Ławicy Środkowej. Widoczne, nieregularne pola piaszczyste, słabo odbijające
sygnał akustyczny (powierzchnie jasne) na powierzchni osadów Ŝwirowych, dobrze odbijających sygnał akustyczny
(powierzchnie ciemne).
Dno Zatoki Gdańskiej na rejestracji sonarowej. Widoczne róŜnego rozmiaru zmarszczki na powierzchni osadów
piaszczystych. Zbocza zmarszczek nachylone w kierunku źródła sygnału akustycznego mocniej odbijają fale
dźwiękowe (barwy ciemne) niŜ zbocza znajdujące się w cieniu (barwy jasne).
Głębokie rozpoznanie
Do rozpoznania budowy geologicznej, głębszych warstw dna morskiego, stosuje się profilowanie sejsmiczne i
sejsmoakustyczne. Stosowanie róŜnej częstotliwości i mocy fal akustycznych, umoŜliwia prześwietlenie skał
budujących dno morskie, dotarcie do róŜnych głębokości i z róŜną dokładnością. Im większa moc i niŜsza
częstotliwość fal akustycznych, tym głębiej moŜemy zajrzeć w głąb skorupy ziemskiej. WyŜsze częstotliwości,
pozwalają na rozpoznanie drobniejszych struktur i cieńszych warstw, ale ograniczona jest wówczas głębokość
penetracji. W zaleŜności od stosowanej aparatury, moŜliwe jest poznanie budowy geologicznej dna do głębokości
kilku kilometrów i identyfikacji warstw, o miąŜszości od kilkudziesięciu metrów do kilkunastu centymetrów. Oprócz
morskich metod sejsmicznych, stosowanych do rozpoznania głębokich struktur skorupy ziemskiej lub poszukiwań
naftowych, stosuje się wysokorozdzielczą sejsmikę refleksyjną i metody sejsmoakustyczne.
Schemat badań dna morskiego metodami sejsmoakustycznymi. Wysokorozdzielcza sejsmika refleksyjna pozwala
śledzić przekrój warstw osadowych do około 12 km pod dnem, jednak jej rozdzielczość jest zbyt mała do
szczegółowego przedstawienia budowy osadów czwartorzędu
2010-01-30
PGI - PaŃstwowy Instytut Geologiczny :: Trudne badania - metody geologii morza
Strona 5 z 6
"Airgun" działko powietrzne źródło fal akustycznych niskiej częstotliwości,
Budowa geologiczna dna południowego Bałtyku zarejestrowana za pomocą wysokorozdzielczej sejsmiki
refleksyjnej.
Bardziej precyzyjne są metody sejsmoakustyczne, ale ich zasięg jest mniejszy i wynosi kilkadziesiąt do stu
kilkudziesięciu metrów. Metody te, wykorzystują róŜne zestawy aparatury profilującej, o odmiennej konstrukcji i
przeznaczeniu. Zestawy wysokoczęstotliwościowe.
"Pinger" źródło fal akustycznych
2010-01-30
[ Pobierz całość w formacie PDF ]