Далай судлалд геофизикийн хэрэглээ
Далай судлал нь далайн усны физик шинж чанар, урсгалын динамик, тунадасны тархалтаас эхлээд далайн ёроолын геологийн бүтэц хүртэлх далай судлалыг цогцоор нь судалдаг. Нөгөөтэйгүүр, геофизик нь газар хөдлөлтийн долгион, таталцал, соронзон, цахилгаан, акустик шинж чанар зэрэг параметрүүдийг хэмжих замаар дэлхийн бүтэц, үйл явцыг ойлгохын тулд физикийн зарчмуудыг ашигладаг дэлхийн шинжлэх ухааны нэг салбар юм. Эдгээр хоёр салбар нэгдэх үед хүчирхэг арга барил бий болдог: далайн шууд харагдахгүй "газар доорх ертөнц"-ийг илрүүлэхийн тулд геофизикийн аргыг ашиглах. Дэлхийн гадаргуугийн 70 гаруй хувийг далай эзэлдэг тул геофизик нь далайн хувьсал, нөөцийн боломж, далайн гамшгийг бууруулах арга хэмжээг ойлгоход гол хэрэгсэл болдог.
Далай судлалд геофизикийн үүрэг: Үл үзэгдэх зүйлийг судлах нь
Далайн орчин нь шууд ажиглалтыг хэцүү болгодог. Гүн, булингартай байдал, өндөр даралт, өргөн уудам талбар нь далайн ёроолыг зураглах, тодорхойлоход бэрхшээлтэй болгодог. Геофизикийн аргууд нь ус болон тунадасаар тархдаг долгион эсвэл физик талбарыг ашиглан тэдгээрийн хариу үйлдлийг бүртгэх замаар эдгээр бэрхшээлийг шийдвэрлэдэг. Энэ нь эрдэмтдэд далайн ёроолын топографи (батимометр), тунадасны зузаан, хагарлын бүтэц, тэр ч байтугай далайн ёроолын доор хий эсвэл шингэн байгаа эсэхийг харуулах шинж тэмдгийг зураглах боломжийг олгодог.
Ерөнхийдөө далай судлалын геофизик нь гурван үндсэн чиглэлээр үүрэг гүйцэтгэдэг: (1) далайн ёроолын зураглал ба шинж чанар, (2) тектоник үйл явц болон далайн хувьслыг ойлгох, (3) нөөцийн хайгуул, гамшгийн хор хөнөөлийг бууруулах зэрэг хэрэглээний програмууд.
Акустик ба газар хөдлөлтийн аргууд: Далайн доорх зураглалын үндэс суурь
1. Далайн ёроолын морфологийн батиметрийн зураглал
Хамгийн түгээмэл хэрэглээний нэг бол цуурай үүсгэгч, ялангуяа олон цацрагт цуурай үүсгэгч (MBES) ашиглан батиметрийн зураглал хийх явдал юм. Эдгээр багажууд нь хөлөг онгоцноос дууны долгионыг далайн ёроол руу дамжуулж, тэдгээрийн ойлтын хугацааг хэмждэг. Олон дууны цацрагийг нэгэн зэрэг барьж авснаар MBES нь далайн ёроолын өндөр нарийвчлалтай топографийн газрын зургийг гаргаж чаддаг. Батиметрийн мэдээлэл нь навигаци, боомтын төлөвлөлт, одоогийн загварчлал, бентос амьдрах орчин, тэр ч байтугай шумбагч онгоцны кабелийн чиглүүлэлтэд зайлшгүй шаардлагатай.
2. Ёроолын доорх профайлер ба гүехэн тунадасны давхаргажилт
Далайн ёроолоос хэдэн метрээс хэдэн арван метрийн доор байрлах тунадасны давхаргыг харахын тулд ёроолын профайлер ашигладаг. Энэ арга нь тунадас руу нэвтэрч, давхаргын хил хязгаарт тусах чадвартай тодорхой давтамжийн акустик долгион ялгаруулдаг. Үүссэн зураг нь гүехэн давхаргажилтын бүтэц, тунадасны зузаан, эртний суваг, усан доорх хөрсний гулсалт, дельта хурдас зэрэг булсан объектуудын шинж тэмдгийг харуулсан хөндлөн огтлол юм.
3. Газар хөдлөлтийн тусгал ба хугарал: далайн царцдасыг илчлэх
Хэрэв бай нь илүү гүнд - хэдэн зуун метрээс хэдэн километр хүртэл - байвал ойлт болон хугарлын чичирхийллийн судалгааг ашигладаг. Ойлт чичирхийлэлд энергийн эх үүсвэр (жишээлбэл, хийн буу) нь доошоо тархаж, чулуулгийн давхаргын хил хязгаараас ойдог долгион үүсгэдэг. Энэ өгөгдлийг өндөр мэдээлэл бүхий газрын доорхи хөндлөн огтлол болгон боловсруулдаг, жишээлбэл, тунамал чулуулгийн сав газар, идэвхтэй хагарал, эсвэл нүүрсустөрөгчийн хавхлагын системийг газрын зурагт оруулахад ашигладаг.
Үүний зэрэгцээ, газар хөдлөлтийн хугарал нь тодорхой хурдаар хугарч, мэдрэгчүүдээр (далайн ёроолын сейсмометр) бүртгэгдсэн долгионыг ашигладаг. Энэ арга нь далайн царцдасын бүтэц, царцдасын зузаан, далайн орчин дахь Мохо хил хязгаарыг судлахад үр дүнтэй байдаг. Энэхүү мэдээлэл нь тектоник хавтангууд болон далайн ёроолын үүслийг судлахад үндэс суурь болдог.
Таталцлын хүч ба соронзон аргууд: Далайн томоохон хувьслын сэжүүрүүд
1. Далайн таталцал
Далайн таталцлын аномалийг хэмжих нь газрын доорх чулуулгийн нягтралын хэлбэлзлийг тодорхойлоход тусалдаг. Жишээлбэл, далайн дунд хэсгийн нуруу, суваг, сав газар, эсвэл далайн уулс нь таталцлын "хурууны хээ"-ний ялгаатай шинж чанартай байдаг. Таталцлын өгөгдөл нь изостаз буюу мантитай харьцуулахад царцдасын массын тэнцвэрийг загварчлах, тодорхой сав газарт тунадасны зузааныг тооцоолоход ашигтай байдаг.
2. Далайн соронзон болон далайн ёроолын тархалт
Соронзон аргууд нь далайн ёроолын тархалтын онолын бат бөх нотолгоо болж геологийн шинжлэх ухааны түүхэнд алдартай. Далайн дунд хэсгийн нурууны хоёр талын тэгш хэмтэй соронзон аномалийн хэв маяг нь дэлхийн соронзон орны цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөхийг бүртгэдэг. Соронзон профайл зурснаар эрдэмтэд далайн царцдасын нас болон хавтангийн тархалтын хурдыг тооцоолж чадна. Геологийн далай судлалд энэ нь далайн нээлтийн түүх, эх газрын шилжилт хөдөлгөөн, хавтангийн тектоник динамикийг сэргээн босгоход тусалдаг.
Цахилгаан ба цахилгаан соронзон аргууд: Шингэн ба материалыг үнэлэх
Эсэргүүцэл ба цахилгаан соронзон (EM) аргууд, түүний дотор Хяналттай Эх үүсвэрийн Цахилгаан Соронзон (CSEM) нь далайн орчинд улам бүр хэрэглэгдэж байна. Зарчмын хувьд чулуулгийн цахилгаан шинж чанарт нүх сүв, давсны агууламж, нүүрсустөрөгч эсвэл хийн агууламж хүчтэй нөлөөлдөг. Зарим тохиолдолд EM аргууд нь далайн усаар ханасан бүс ба нүүрсустөрөгч агуулсан бүсийг ялгахад туслах эсвэл гидротермаль системтэй холбоотой шингэний замыг газрын зурагт гаргахад тусалдаг. Далайн зүйн хүрээнд энэ арга нь далайн царцдас ба усны баганын хоорондох шингэний солилцоог, түүний дотор далайн химийн найрлагад нөлөөлдөг гидротермаль нүх сүвийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм.
Физик далай судлал ба геофизик: Урсгалаас долгион хүртэл
Геофизик нь газрын доорхи судалгаатай ижил утгатай боловч түүний зарим техникүүд нь физик далай судлалыг дэмждэг. Жишээлбэл, Акустик Допплерийн гүйдлийн профайлер (ADCP) нь янз бүрийн гүн дэх гүйдлийн хурдны профайлыг хэмжихэд дууны долгионы Допплерийн эффектийг ашигладаг. Эргийн бүсэд HF радар нь гадаргын урсгал болон далайн давалгааг өргөн хүрээнд хэмжиж чаддаг. Энэхүү өгөгдөл нь далайн эргэлтийг загварчлах, дээшлэх, тунадас тээвэрлэх, бохирдуулагч бодисын тархалтыг урьдчилан таамаглахад чухал ач холбогдолтой юм.
Цаашилбал, далайн ёроолын сейсмометрүүд нь зөвхөн тектоник газар хөдлөлтийг бүртгээд зогсохгүй далайн давалгаа болон далайн ёроолын харилцан үйлчлэлтэй холбоотой микросейсмик дохиог барьж чаддаг. Энэ нь долгионы энерги болон далайн нөхцөл байдлыг шууд бусаар ойлгох боломжийг нээж өгдөг.
Далайн гамшгийн хор хөнөөлийг бууруулах: Цунами болон далайн доорх хөрсний гулсалт
Далайн судлалд геофизикийг ашиглах нь гамшгийг бууруулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Цунами нь ихэвчлэн шумбалтын бүсэд хүчтэй газар хөдлөлт эсвэл усан доорх хөрсний гулсалтаас үүдэлтэй байдаг. Өндөр нарийвчлалтай газар хөдлөлтийн болон батиметрийн судалгаагаар идэвхтэй хагарал, деформацийн бүс, эртний хөрсний гулсалтын нотолгоог тодорхойлж чадна. Цунамигийн байршил болон болзошгүй эх үүсвэрийг ойлгосноор эрсдэлийн загварчлалыг илүү нарийвчлалтай хийх боломжтой.
Үүнээс гадна, далайн ёроолын сейсмометрийн сүлжээг суурилуулснаар далайн ёроолын газар хөдлөлтийн идэвхжилийг хянах боломжтой бөгөөд үүнийг газрын станцууд ихэвчлэн оновчтойгоор илрүүлдэггүй. Цунамигийн эрт сэрэмжлүүлгийн систем нь цунамигийн долгион ирэх хугацаа болон өндрийг тооцоолохын тулд газар хөдлөлтийн өгөгдөл, далайн ёроолын даралтын мэдрэгч (DART), далайн зүйн загварчлалын хослолыг ашигладаг.
Далайн нөөцийн хайгуул: Эрчим хүч, ашигт малтмал, дэд бүтэц
Далай нь асар их нөөцтэй бөгөөд геофизик нь тэдгээрийг үнэлэх гол хэрэгсэл юм. Далайн эргийн газрын тос, байгалийн хийн салбарт 3 хэмжээст газар хөдлөлтийн судалгааг сав газрын бүтэц, занга, шингэний шилжилтийн замыг зураглахад ашигладаг. Шинэ эрчим хүчний салбарт геофизикийн судалгаа нь суурийн зураг төсөлд зориулж далайн ёроолын нөхцөл байдал, тунадасны зузааныг зураглах замаар далайн эргийн салхин цахилгаан станц, долгионы эрчим хүчний станцуудын хөгжлийг дэмждэг.
Манганы зангилаа, кобальтын царцдас, эсвэл гидротермаль их хэмжээний сульфидын ордууд зэрэг далайн ёроолын ашигт малтмалын хувьд батиметр, соронзон болон цахилгаан соронзон орны аргуудын хослол нь хэтийн төлөвийн бүсийг зураглахад тусалдаг. Шумбагч онгоцны дамжуулах хоолой, кабель суурилуулахад ч гэсэн идэвхтэй хагарал, тогтворгүй налуу, эсвэл гүехэн хийн талбай зэрэг аюулаас ангид байхын тулд геофизикийн судалгаа хийх шаардлагатай.
Сорилтууд ба ирээдүйн чиглэлүүд
Далайн судалгаанд геофизикийг ашиглах нь хэд хэдэн бэрхшээлтэй тулгардаг: далайн судалгааны өндөр өртөг, өгөгдлийн нарийн төвөгтэй байдал, далайн гүн эсвэл аюултай бүсэд хязгаарлагдмал хүртээмж. Гэсэн хэдий ч технологийн дэвшил нь ажиглалтын чадавхийг өргөжүүлсээр байна. Автономит усан доорх тээврийн хэрэгсэл (AUV) болон нисгэгчгүй гадаргын тээврийн хэрэгсэл (USV) нь илүү үр ашигтай, өндөр нягтралтай судалгаа хийх боломжийг олгодог. Тооцоолол, дохио боловсруулах, хиймэл оюун ухааны дэвшил нь асар том, нарийн төвөгтэй геофизикийн өгөгдлийг тайлбарлах ажлыг хурдасгаж байна.
Олон салбарыг хамарсан интеграци гол чиг хандлага болж байна: геофизикийн өгөгдлийг далай судлалын ажиглалт (температур, давсжилт, урсгал), геохими, далайн биологи, тоон загварчлалтай хослуулсан. Энэхүү нэгдсэн арга нь далайн системийг бүхэлд нь ойлгох боломжийг олгодог - дэлхийн царцдас дахь үйл явцаас эхлээд экосистем болон хүний үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөлөл хүртэл.
Хаах
Геофизик нь далайн гадаргуугийн доорх далд бүтэц, үйл явцыг илчлэх чадварынхаа ачаар далай судлалын чухал тулгуур болсон. Акустик, газар хөдлөлт, таталцлын, соронзон болон цахилгаан соронзон аргуудыг ашиглан эрдэмтэд далайн ёроолыг зураглаж, далайн хувьслыг ойлгож, нөөцийн боломжийг үнэлж, цунами, усан доорх хөрсний гулсалт зэрэг гамшгийг бууруулах ажлыг сайжруулж чадна. Ирээдүйд мэдрэгч технологи, бие даасан тээврийн хэрэгсэл, дэвшилтэт компьютерт суурилсан өгөгдлийн шинжилгээ хөгжихийн хэрээр геофизикийн үүрэг улам бүр нэмэгдэх болно. Тиймээс далай судлалд геофизикийг ашиглах нь шинжлэх ухааны мэдлэгийг баяжуулаад зогсохгүй аюулгүй байдал, эрчим хүчний аюулгүй байдал, далайн тогтвортой менежментэд чухал хувь нэмэр оруулдаг.
