Геофизикадағы сейсмикалық және сейсмикалық емес әдістер
Пенгантар
Геофизика - Жердің физикалық қасиеттерін физикалық әдістер мен деректерді түсіндіру әдістерін қолдана отырып зерттейтін жер туралы ғылымның бір саласы. Геофизикалық әдістерді екі негізгі санатқа бөлуге болады: сейсмикалық әдістер және сейсмикалық емес әдістер. Бұл әдістердің әрқайсысының далалық жағдайлар мен зерттеу мақсаттарына байланысты артықшылықтары мен кемшіліктері, сондай-ақ нақты қолданылуы бар. Бұл мақалада біз екі әдісті де қарастырамыз, олардың қалай жұмыс істейтінін және табиғи ресурстарды барлау, апаттардың салдарын азайту және геотехникалық зерттеулер сияқты әртүрлі пәндердегі қолданылуын қарастырамыз.
Сейсмикалық әдіс
Сейсмикалық әдістер - табиғи жер сілкіністерінен немесе жарылыстар немесе механикалық тербелістер сияқты жасанды көздерден пайда болатын серпімді толқындарды пайдалану арқылы Жердің ішкі бөлігін зерттеу әдісі. Бұл әдіс толқын жылдамдығын, қозғалыс уақытын және Жер қойнауының құрылымын түсіндіру үшін басқа да сипаттамаларды өлшеуді қамтиды.
1. Сейсмикалық шағылысу
Көмірсутектерді барлауда қолданылатын негізгі әдіс - сейсмикалық шағылысу. Бұл әдіс шағын жарылғыш зат немесе вибратор сияқты энергия көзінен сейсмикалық толқындарды атуды, содан кейін жер астындағы әртүрлі геологиялық қабаттармен жер бетіне шағылысқан толқындарды анықтауды қамтиды. Шағылысқан толқындардың жүру уақыты мен амплитудасы жер қойнауының тереңдігі, қалыңдығы және физикалық қасиеттері туралы егжей-тегжейлі ақпарат бере алады.
Шағылысатын сейсмикалық деректерді талдау геофизиктерге Жердің жер асты құрылымдарының 3D кескіндерін жасауға мүмкіндік береді, бұл мұнай мен газ қорларының орналасқан жерін анықтау, сондай-ақ аймақтың геологиясын түсіну үшін өте маңызды.
2. Сейсмикалық сыну
Сейсмикалық сыну таяз тау жыныстарының қабаттарының тереңдігі мен сипаттамаларын картаға түсіру үшін қолданылады. Сейсмикалық шағылысудан айырмашылығы, бұл әдіс толқындардың орта арқылы әртүрлі жылдамдықпен таралуы кезіндегі сынуын пайдаланады. Бұл әсіресе жер асты суларының тереңдігін, топырақтың жоғарғы қабатының қалыңдығын анықтау және ірі құрылыс жобалары алдында геотехникалық зерттеулер үшін пайдалы.
Сейсмикалық рефракция көбінесе құрылыс және қоршаған ортаны қорғау саласындағы инженерлік зерттеулерде жолдар, көпірлер немесе биік ғимараттар салынбас бұрын жер жағдайын тексеру үшін қолданылады. Оны белгілі бір нысанның орналасқан жері үшін тұрақты немесе тұрақты емес болуы мүмкін тау жыныстары қабаттарын зерттеу үшін де пайдалануға болады.
Сейсмикалық емес әдістер
Сейсмикалық әдістерден басқа, Жер қойнауын зерттеудің әртүрлі балама жолдарын ұсынатын сейсмикалық емес әдістер де бар. Оларға электромагниттік, гравитациялық, магниттік, геоэлектрлік және георадарлық (ГР) геофизикалық әдістер жатады.
1. Тартылыс күші
Гравитация әдісі жер асты тау жыныстарының тығыздығындағы айырмашылықтардан туындаған жер бетіндегі гравитация күшінің ауытқуларын өлшеуді қамтиды. Мұны өлшеу үшін қолданылатын құрал гравиметр деп аталады. Бұл әдіс шөгінді бассейндер, жарықтар және тұз күмбездері сияқты ірі құрылымдарды картаға түсіру үшін әсіресе пайдалы.
Гравитациялық талдау көбінесе минералды және көмірсутектерді барлауда, сондай-ақ метеорит соққыларының іздерін картаға түсіру немесе тектоникалық плиталардың құрылымын түсіну сияқты негізгі геологиялық зерттеулер үшін қолданылады.
2. Магниттік
Магниттік әдіс жер асты тау жыныстарының магниттік қасиеттерінің өзгеруінен туындаған Жердің магнит өрісіндегі ауытқуларды картаға түсіреді. Бұл өлшеулер Жердің магнит өрісіндегі шағын өзгерістерді анықтайтын магнитометрді пайдалану арқылы жасалады. Бұл әсіресе минералды барлауда, әсіресе темір кені мен никель сияқты магниттік металдарды табуда пайдалы.
Магниттік әдістер археологиялық зерттеулерде жерленген ежелгі орындарды табу және жерге көмілген металл заттарды анықтау үшін жиі қолданылады.
3. Электромагниттік (ЭМ)
Электромагниттік әдістер Жердің жасанды немесе табиғи электромагниттік өрістерге реакциясын өлшеуді қамтиды. Бұл санаттағы танымал әдістерге уақыттық домендік электромагниттік (TDEM) және жиіліктік домендік электромагниттік (FDEM) әдістер жатады. Бұл әдістер топырақ түрлерін картаға түсіру, жер асты суларын іздеу және қоршаған ортаның ластануын анықтау үшін әсіресе пайдалы.
Электромагниттік әдістер геофизиктер жер қойнауының электрлік қасиеттеріндегі өзгерістерді картаға түсіруге мүмкіндік береді, бұл геологиялық құрылымдарды бағалауда, табиғи ресурстарды барлау мен гидрогеологиялық зерттеулерде өте маңызды.
4. Геоэлектрлік (кедергі)
Кедергі әдісі жер бетінің астындағы әртүрлі материалдардың электрлік кедергісін жерге электр тогын енгізу және нәтижесінде пайда болған потенциалдар айырымын өлшеу арқылы өлшеуді қамтиды. Бұл әдіс әсіресе жер асты суларын іздеу, қоршаған ортаны зерттеу және геотехникалық зерттеулер үшін пайдалы.
Георезистивтілік құрылыс құрылысында топырақ қабатын картаға түсіруде және қоршаған ортаны зерттеу кезінде ластану қабаттарын анықтауда жиі қолданылады. Бұл сарапшыларға жер асты суларының сапасы мен мөлшерін бағалауға және топырақ пен тау жыныстарының физикалық қасиеттерін түсінуге мүмкіндік береді.
5. Жерге тесіп өтетін радар (ЖТР)
Жерге енетін радар (ЖРР) - жер асты құрылымдарын картаға түсіру үшін радар толқындарын пайдаланатын бұзбайтын геофизикалық әдіс. ЖРР жерге радар сигналдарын жібереді және жер асты нысандарынан шағылысуды және материалдағы өзгерістерді анықтайды.
GPR археологиялық зерттеулерде, жер асты коммуникацияларын анықтауда, жол жамылғысының құрылымын зерттеуде, сондай-ақ қоршаған ортаны қорғау ғылымы мен гидрологияда әртүрлі қолданбаларда өте пайдалы.
Қорытынды
Сейсмикалық және сейсмикалық емес әдістер әртүрлі геофизикалық зерттеулер мен қолданбаларда маңызды рөл атқарады. Шағылысу және сыну сейсмикалық әдістерін қоса алғанда, сейсмикалық әдістер көмірсутектерді барлау және геотехникалық зерттеулерде маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар, гравитациялық, магниттік, электромагниттік, георезистивтілік және ЖПР сияқты сейсмикалық емес әдістер минералды барлау, қоршаған ортаны зерттеу және археологиялық зерттеулерді қоса алғанда, әртүрлі геофизикалық зерттеулер үшін пайдалы құралдарды ұсынады.
Көп жағдайда бірнеше геофизикалық әдістердің үйлесімі Жер қойнауының құрылымы мен қасиеттерінің толығырақ көрінісін береді. Ең жақсы әдісті таңдау нақты зерттеу мақсаттарына, жергілікті геологиялық жағдайларға және әртүрлі техникалық және экономикалық факторларға байланысты. Технология мен деректерді түсіндіру әдістері дами берген сайын, геофизика Жерді зерттеудің және планетаның динамикасын түсінуге бағытталған күш-жігердің маңызды тірегі болып қала береді.
