Открытия и изобретения, о которых должен знать современный человек
Шрифт:
Разведочное бурение является еще одним из способов увидеть глубинные структуры. Одним из его приемов является радиоактивный каротаж. «Атомный» XX век подарил геологам ядерно-физические методы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых. Геологи в своем выборе опять-таки исходили из представлений о строении, составе и механизме образований залежей ископаемых.
Что же представляет собой каждое месторождение с физической точки зрения? Оказывается, это особое тело в земной коре, обладающее явно выраженными аномальными свойствами.
Месторождение является комплексом разнообразных отклонений, поскольку в процессе своего формирования под
Радиоактивные излучения и ядерные частицы совершенно иначе взаимодействуют с такими телами в земной коре. Излучение как бы просвечивает недра, делает их рентгеновский снимок. На самом деле, конечно же, просветить толщу камня невозможно. Просто активные лучи приводят к ядерным реакциям в облученном веществе.
Современная разведка применяет для подобного ложного просвечивания несколько родов частиц. Во-первых, это нейтроны, во-вторых, гамма-кванты (кванты жесткого гамма-излучения), в-третьих, электроны. Последние используются нечасто. Из всех ядерно-физических методов разведки наиболее широко применяется и дает замечательные результаты радиоактивный каротаж скважин, в т. ч. гамма-каротаж.
Термин «каротаж» происходит от французского слова, означающего «морковка». На морковки похожи керны — столбики породы, выдолбленные в стволе проходки режущим инструментом буровой установки. Эти столбики поднимаются на поверхность и тщательно исследуются в физических и химических лабораториях. Иногда внутри таких образцов удается обнаружить интересные минералы или окаменелости, но чаще всего длительные исследования столбиков оказываются безрезультатными.
Чрезвычайно информативным является метод радиоактивного каротажа. Если облучить породы внутри проходки, даже не извлекая их на поверхность в виде кернов, то можно получить не менее, а иногда и более исчерпывающие данные. В любом случае применение каротажа позволило значительно снизить вероятность ошибки, которая чревата тем, что перспективное месторождение окажется не найденным.
Техника радиоактивного каротажа заключается в проведении анализа пород, разрез сквозь толщу которых создала проходка буровой скважины. Для этого необходимо опустить в пробуренную скважину ядерно-физический прибор, совмещающий в себе источник и одновременно детектор активного жесткого излучения. Обе составные части прибора разделены друг от друга защитным экраном, который не допускает, чтобы лучи от источника попадали на детектор.
Таким образом, детектор способен улавливать исключительно те частицы проникающего излучения, которые рождаются при бомбардировке породы лучами из источника. Источник глубинного прибора специально с этой целью заправляется нестабильными изотопами цезия или кобальта, а иногда и некоторых других элементов. Для получения потока нейтронов используется сложная смесь радиоактивных бериллия и полония. Полоний, распадаясь, испускает альфа-частицы. Они попадают в бериллий, возбуждая в нем ядерные реакции, завершающиеся испусканием нейтронов.
Источник может, т. о., испускать два
Различается n — n-каротаж, n — -каротаж и — -каротаж. В первом случае источник испускает нейтроны (n), на прием этих же частиц рассчитан и детектор глубинного прибора. При проведении — -каротажа источник испускает гамма-лучи , а детектор принимает гамма-лучи, идущие из породы. Наконец, n — -каротаж означает, что источник испускает или нейтроны, или гамма-кванты, а детектор принимает излучение противоположного типа.
Кроме того, существует гамма-каротаж, который используется при измерении фоновой радиоактивности горных пород, связанной с излучением гамма-квантов. В разных веществах, составляющих горные породы, протекают разные ядерные реакции. Поэтому по продуктам таких реакций можно с высокой точностью судить о присутствии в проходке тех или иных минералов.
Гамма-каротаж позволяет легко обнаруживать глины, которые обладают повышенной природной радиоактивностью. Подземные воды обнаруживаются с применением нейтронов (n — n- и n — -каротаж). К слову, посредством детекторов нейтронов уже проводились успешные поиски грунтовых вод на Луне, о чем рассказывалось выше. Угольные пласты выявляются с помощью — -каротажа. Техника описанного радиоактивного каротажа скважин была впервые предложена в 1941 г. отечественным физиком Б. М. Понтекорво, академиком впоследствии. С тех пор методика была значительно усовершенствована.
Раскрываются тайны земного рельефа
Лицо человека, верили древние физиогномисты, несет неизгладимый отпечаток пережитого и знак неотвратимой судьбы. Переменчивый облик планеты отражает все исторические потрясения. Земной рельеф был сформирован различными геологическими силами, которые проявляют себя и ныне. В 1963 г. жители Исландии наблюдали рождение вулканического острова Суртсэй. Жители приморских районов Калифорнии ежедневно наблюдают разрушение песчаных пляжей. Рельеф выдает человеку секреты земной истории и рассказывает о сокровищах, скрытых глубоко в недрах.
Открытия геоморфологии
Слово «рельеф» было заимствованно из французского языка, где изначально обозначало неровность, выпуклость. Долгое время рельефами называли исключительно выделяющиеся, объемные лепнины и резные украшения на поверхности стен и изделий. В наше время слово приобрело новое значение, которое значительно потеснило прежнее и стало основным. Рельефом в географии и смежных с ней науках называется совокупность всех форм и структур земной поверхности, образующих географические объекты или, если рассматривать в целом, ландшафтные комплексы.
Изучение рельефа позволяет выявить закономерности соответствия разных географических объектов и залежей ископаемых. Поскольку земной шар велик, то в разных его областях протекают несходные геологические процессы — землетрясения, вулканические извержения, накопление илов в реках или торфа в болотах и пр. Это приводит к образованию неодинаковых глубинных структур земной коры. В результате в разных местностях возникают условия для появления строго определенных видов ископаемых. Другие виды минерального сырья здесь уже образоваться не могут, их следует искать в другом месте.