На какой глубине находится: На какой глубине находится артезианская питьевая вода

Содержание

На какой глубине находится артезианская питьевая вода

Артезианская вода находится на подпочвенном уровне между водоупорными слоями – твердыми породами, которые совсем не пропускают воду или обладают низкой водопроницаемостью. Артезианская вода, которая после очистки становится питьевой, находится на глубине 100-1000 метров. Обычно подземные водные бассейны образуются в геологических структурах определенного типа, например, мульдах (чашах в толще породы) или впадинах.

Особенности воды из артезианской скважины

Особенность артезианских водных источников заключается в наличии гидравлического давления. Если в ходе бурения вскрывается водоносный горизонт (горная порода осадочного происхождения), содержимое источника поднимается вверх выше уровня залегания подземного резервуара. При сильном напоре подземная жидкость фонтанирует – выходит на поверхность в виде фонтана.

При добыче водных ресурсов иногда не требуется насосное оборудование.

Артезианские бассейны пополняются благодаря атмосферным осадкам. Область питания бассейна обычно расположена в высокогорных районах или на возвышенных участках земной поверхности. Питьевая вода, которая находится на большой глубине, очищается естественным образом, когда проходит сквозь пласты осадочных пород, например, известняка и песка.

Источник питания нередко пролегает на значительном расстоянии от резервуара. Иногда на удалении в несколько десятков километров. Водные ресурсы в недрах относятся к достояниям государства, поэтому работы по бурению скважин требуют предварительного согласования и одобрения со стороны компетентных органов. Скважины регистрируются в государственном реестре.

Химический состав артезианской воды

На вопрос, на какую глубину нужно бурить скважину, чтобы добраться до питьевой воды, ответит инженер-гидрогеолог. Подземные водные источники нанесены на гидрогеологическую карту местности. От глубины залегания зависит концентрация органических веществ и кислорода.

Артезианские воды практически не содержат органические примести и растворенный кислород. Химические состав жидкости зависит от вида твердых пород, образующих стенки резервуара. Практически всегда в жидкости обнаруживаются микроэлементы – железо, магний, марганец, кальций, фтор.

Часто концентрация фтора и соединений тяжелых металлов превышает допустимые нормы. Поэтому артезианскую воду фильтруют и очищают, прежде чем разливать в бутыли или подавать в водопроводную сеть. При очистке жидкости ориентируются на стандарты, разработанные ВОЗ. В России нормы определены в СанПиН (Санитарно-эпидемиологические правила и нормы).

На какой глубине находится газ

Природа щедро одарила нас, сохранив в своих недрах такой ценный ресурс, как природный газ. Он буквально под ногами, только дотянись и возьми… правда, тянуться приходится достаточно глубоко. Так на какой же глубине находится газ?

Залежи природного газа имеют свою классификацию, основанную на выявлении периода, когда они образовались. Сторонники биогенной теории возникновения нефти и газа считают, что подавляющее количество существующих полезных ископаемых, в том числе и углеводородной природы, были образованы в меловом периоде (заключительный этап Мезозойской эры), и связывают это с тем фактом, что именно тогда произошло таинственное массовое вымирание динозавров, крупнейших животных в истории Земли. Следовательно – именно их останки стали той осадочной породой, к которой приурочен природный синтез углеводородов.

Меловой период также делится на временные отрезки, названные в честь достопримечательностей или населённых пунктов, где и были обнаружены газовые отложения.

На территории России мы привыкли слышать, главным образом, о следующих ярусах:

Туронский (от фр. города Тур)

Самый молодой как по возрасту залегания, так и по дате начала его добычи (2011 год). Располагается на глубине около 800 метров. Туронский газ нелегко добыть, так как коллекторы имеют низкую проницаемость. Пролегает в Западной Сибири.

Сеноманский (от лат. города Ле-Ман-Сеноманум)

Сеноманский газ легче всего добыть, и он поразительно чист: до 99% метана. Пласты сеноманского периода можно также найти в Западной Сибири, на глубине от 1000 до 1700 метров.

Валанжинский (замок Валанжен, Швейцария)

Газ более глубокого залегания (1700 – 2300 метров), богатый пропаном и газовым конденсатом, залежь имеет нефтяную оторочку. Преимущественно Уренгойское месторождение.

Ачимовский

Ачимовские залежи считаются одними из самых масштабных и глубоких в мире. Они богаты как газом, так и нефтью, однако промысел осложняется глубиной залегания от 4000 метров. Кроме того, Ачимовская залежь знаменита своим аномально высоким пластовым давлением (600 атмосфер), а также сложным строением коллекторов, что опять же затрудняет доступ к ресурсам. Многие учёные утверждают, что Ачимовский пласт относится даже не к Меловому, а ещё к Юрскому периоду.

Генеральный Директор компании «Роспан», если верить журналистам, изрёк такую мысль: «Сеноман – это уже вчерашний день, Валанжин – сегодняшний, а Ачимовские пласты – это будущее России». Кому бы ни принадлежали эти слова, они правдивы. Ведь Сеноманские залежи уже на две трети исчерпаны, Валанжинские находятся в активной разработке, а к Ачимовским мы пока только ищем подход, и именно глубинный Ачимовский газ, по прогнозам аналитиков, будет самым дорогим, раз в 10 дороже, нежели Сеноманский. И это ещё один аргумент в пользу того, что газовая промышленность – один из «слонов», на которых держится стабильность и финансовое будущее нашей родины.

Ученые заново измерили глубину Марианской впадины

Джонатан Эймос
Научный отдел Би-би-си

7 декабря 2011

Обновлено 8 декабря 2011

Автор фото, CCOM

Подпись к фото,

Результаты работы экспедиции были представлены на конференции Американского союза геофизиков

Американские ученые получили новые, более подробные данные о самой глубокой части мирового океана. По их данным, Марианская впадина, лежащая в западной части Тихого океана, имеет длину примерно в 2500 км и глубину до 10994 м.

Эти параметры самой глубокой точки впадины, так называемой Бездны Челленджер, утверждают специалисты, являются самыми точными.

Измерения были проведены Центром прибрежной и океанической картографии, чтобы определить границы территориальных вод США в этом регионе.

«Мы составили карту всей впадины: от гребня на ее северной оконечности до впадины на южной», — пояснил Джим Гарднер из центра CCOM, который базируется в университете Нью-Гэмпшира.

«Мы использовали многолучевой эхолот, установленный на гидрографическом судне военно-морского флота США. Этот прибор позволяет делать замеры скорости звука перпендикулярно курсу следования судна, наподобие сенокосилки», — рассказал он в интервью Би-би-си.

Погрешность при измерении расстояния до дна Бездны Челленджер составляет примерно 40м.

Новое значение глубины Бездны — 10994 м — немного ниже, чем некоторые последние замеры, однако все они примерно одного порядка.

Глубина точки, расположенной примерно в 200 км к востоку от Бездны Челленджер, называемой Впадиной HMRG(Hawaii Mapping Research Group), почти такая же – она достигает 10809м.

Интересно, что глубина, на которую уходят в море и Бездна Челленджер, и Впадина HMRG, больше, чем вершина самого высокого пика мира – горы Эверест.

По словам Джима Гарднера, участники экспедиции прилагали все усилия к тому, чтобы как можно точнее измерить «профиль скорости звука» вертикальной водяной массы, поскольку именно параметры скорости движения звука и его замедления по мере погружения в океан дают больше всего ошибок при измерениях.

Результаты этой работы были представлены на конференции Американского геофизического союза.

Бездна Челленджер

Финансирование экспедиции Гарднера взял на себя госдепартамент Соединенных Штатов, поскольку это ведомство желает узнать, можно ли расширить рамки особой экономической зоны, включающей американскую территорию Гуам и Северные Марианские острова, за пределы ее нынешних границ — в 370 км.

Автор фото, VIRGIN OCEANIC

Подпись к фото,

Одна из экспедиций отправится в море на подводной лодке компании британского предпринимателя Ричарда Брэнсона

Согласно Конвенции ООН по морскому праву, это возможно, если рельеф морского дна отвечает определенным требованиям.

Однако эти результаты имеют также большой научный интерес, поскольку они дают геологам возможность получить более точную картину сдвига одной тектонической плиты под другую.

Именно в этой части Бездны огромная часть тихоокеанской плиты уходит под прилегающую филиппинскую тектоническую платформу.

Исследователей интересует вопрос о том, что происходит в случае, когда подводные горы или хребты уходят под тектоническую плиту. Они хотят знать, влияет ли поглощение подводных гор на частоту и силу крупных землетрясений. Высказывается предположение, что это создает дополнительную силу трения, которая впоследствии может внезапно высвободиться и вызвать мощные толчки.

«Наши данные показывают, что по мере погружения они [подводные горы] все больше раскалываются», — говорит доктор Гарднер.

«Как только тихоокеанская плита начинает изгибаться и уходить вниз, старая кора начинает трескаться – она, действительно, очень хрупкая. И трещины проходят именно по подводным горам. В Марианской впадине подводные горы трескаются и разрушаются, а затем уходят под близлежащую тектоническую плиту, — добавил он. – Вот только я не вижу, чтобы остатки этих подводных гор оседали на внутренних стенках впадины».

До сих пор в Бездне Челленджер побывали только два исследователя – Дон Уолш и Жак Пикар, погрузившиеся в нее в 1960 году в батискафе «Триест».

Однако работа доктора Гарднера оказалась настолько интересной и актуальной, что сейчас отправиться в эту самую глубокую впадину готовятся четыре группы исследователей.

Повторить это погружение намерены Крис Уэлш на подводной лодке компании Virgin Oceanic, а также экипаж подлодки Triton, базирующейся во Флориде.

Кинорежиссер Джеймс Кэмерон, как передают, надеется погрузиться в Марианскую впадину в составе третьей экспедиции, чтобы заснять ее.

Четвертую попытку намеревается предпринять группа ученых на аппарате компании DOER Marine при поддержке председателя совета директоров компании Google Эрика Шмидта и океанографа Сильвии Эрл.

Все эти экспедиции будут весьма рискованными для спонсоров и опасными для лиц, которые непосредственно будут осуществлять погружение.

«В 1960 году Дон Уолш и Жак Пикар знали, что они погружаются в батискафе «Триест» на самое, как считалось, глубокое место морского дна – в Бездну Челленджер, лежащую в Марианской впадине, — поясняет Сильвия Эрл. – Рельеф был неизведанным, незнакомым – поистине это было погружение в глубокую тайну. Сегодня, когда исследователи начинают возвращаться в это самое глубокое место, они имеют подробные карты, имеющие большое разрешение — благодаря технологиям, которые полвека назад еще просто не существовали».

Под землей обнаружили три Мировых океана — Российская газета

На глубине 400-600 километров находятся три Мировых океана. Правда, вода здесь не плещется, а хранится в своеобразных «капсулах» из минералов. Статья об этом сенсационном открытии опубликована в одном из самых престижных научных журналов Nature. Причем среди восьми авторов пятеро россиян, остальные из Франции и Германии. Возглавляет коллектив член-корреспондент РАН Александр Соболев из Института геохимии и аналитической химии им. Вернадского РАН. Это открытие может заставить ученых в корне пересмотреть теории о формировании Земли.

— О существовании этой необычной воды ученые подозревали давно, а пару лет назад природа сделала им поистине царский подарок, — рассказывает Александр Соболев. — В Бразилии был найден алмаз, которому 100 миллионов лет. Он вынесен на поверхность с огромной глубины, около 400-600 километров. В алмазе ученые обнаружили редчайшее включение — минерал рингвудит. Но дальнейший анализ вообще поразил специалистов: в минерале оказалось 1,4 процента воды.

Если это пересчитать на весь находящийся под землей минерал, получается, что в недрах скопились гигантские запасы воды. Ее, как губка, впитал рингвудит.

Как всегда бывает в науке, это открытие поставило множество новых вопросов. И самый главный: как на такую огромную глубину вообще могли попасть океаны воды? Сразу была выдвинута очевидная гипотеза: «пришла» с поверхности земли. Литосферные плиты дрейфуют в океане, сталкиваются и уходят в мантию, увлекая с собой часть воды (зона субдукции). В течение сотен миллионов, а возможно миллиардов лет она там скапливалась, входя в состав твердых минералов.

И вот эта красивая версия поставлена российскими учеными под сомнение. Но для этого им пришлось сделать новое открытие: определить возраст древней воды. Он мог быть, как у найденного алмаза, 100 миллионов лет, а мог и несколько миллиардов.

— Из разных известных на сегодня возрастных меток, которые Земля выбросила с больших глубин на поверхность, мы выбрали очень редкую породу — коматиит, — говорит Соболев. — Почему его? Наука точно знает, что он мог образоваться, когда Земля была очень горячей, а это наблюдалось не позднее 2 миллиардов лет назад. Затем температура планеты снизилась, и коматииты уже не образовались.

Ученым удалось в Канаде отыскать эту редчайшую «метку» времени, она вместе с водой была «запечатана» в мельчайших, размером с человеческий волос капсулах породы, выброшенной на поверхность земли с огромных глубин. А чтобы извлечь из нее полезную информацию, потребовался уникальный метод анализа, который был разработан российскими учеными. Вывод: возраст минерала и древней воды около 2,7 миллиарда лет.

По мнению ученых, теперь придется пересмотреть тектоническую версию о том, как океан воды оказался на такой глубине. Почему? Сегодня считается, что движение плит началось около 3 миллиардов лет назад. Но раз найденной воде 2,7 миллиарда лет, получается, что гигантский подземный резервуар заполнен за какие-то 300 миллионов лет. Но это нереально, так как она опускается вниз очень медленно и малыми «дозами». Остается другой вариант: вода появилась в недрах Земли одновременно с ее рождением и формированием планеты. Науке предстоит ответить, насколько верна эта версия.

Инфографика «РГ» / Антон Переплетчиков / Юрий Медведев

Происхождение нефти, ее состав и основные свойства

Нефтяные месторождения — уникальное хранилище энергии, образованной и накопленной на протяжении миллионов лет в недрах нашей планеты. В этом материале — о том, какой путь проделала нефть, прежде чем там оказаться, из чего она состоит и какими свойствами обладает

Две гипотезы

У ученых до сих пор нет единого мнения о том, как образовалась нефть. Существуют две принципиально разные теории происхождения нефти. Согласно первой — органической, или биогенной, — из останков древних организмов и растений, которые на протяжении миллионов лет осаждались на дне морей или захоронялись в континентальных условиях. Затем перерабатывались сообществами микроорганизмов и преобразовывались под действием температуры и давлений в результате тектонического опускания вглубь недр, формируя богатые органическим веществом нефтематеринские породы.

Необходимые условия для превращения органики в нефть возникают на глубине 1,5–6 км в так называемом нефтяном окне — при температуре от 70 до 190°C. В верхней его части температура недостаточно высока — и нефть получается «тяжелой»: вязкой, густой, с высоким содержанием смол и асфальтенов. Внизу же температура пластов поднимается настолько, что молекулы органического вещества дробятся на самые простые углеводороды — образуется природный газ. Затем под воздействием различных сил, в том числе градиента характеризует степень изменения давления в пространстве, в данном случае — в зависимости от глубины пласта давления, углеводороды мигрируют из нефтематеринского пласта в выше- или нижележащие породы.

60 млн лет может занимать природный процесс образования нефти из органических останков

Природный процесс образования нефти из органических останков занимает в среднем от 10 до 60 млн лет, но если для органического вещества искусственно создать соответствующий температурный режим, то на его переход в растворимое состояние с образованием всех основных классов углеводородов достаточно часа. Подобные опыты сторонники органической гипотезы толкуют в свою пользу: преобразование органики в нефть налицо. В пользу биогенного происхождения нефти есть и другие аргументы. Так, большинство промышленных скоплений нефти связано с осадочными породами. Мало того — живая материя и нефть сходны по элементному и изотопному составу. В частности, в большинстве нефтяных месторождений обнаруживаются биомаркеры, такие как порфирины — пигменты хлорофилла, широко распространенные в живой природе. Еще более убедительным можно считать совпадение изотопного состава углерода биомаркеров и других углеводородов нефти.

Состав и свойства нефти

ХАРАКТЕРИСТИКИ НЕФТИ МОГУТ ЗНАЧИТЕЛЬНО РАЗЛИЧАТЬСЯ ДЛЯ РАЗНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Основные химические элементы, из которых состоит нефть: углерод — 83–87%, водород — 12–14% и сера — до 7%. Последняя обычно присутствует в виде сероводорода или меркаптанов, которые могут вызывать коррозию оборудования. Также в нефтях присутствует до 1,7% азота и до 3,5% кислорода в виде разнообразных соединений. В очень небольших количествах в нефтях содержатся редкие металлы (например, V, Ni и др.).

От месторождения к месторождению характеристики и состав нефти могут различаться очень значительно. Ее плотность колеблется от 0,77 до 1,1 г/см³. Чаще всего встречаются нефти с плотностью 0,82–0,92 г/см³.Температура кипения варьирует от 30 до 600°C в зависимости от химического состава. На этом свойстве основана разгонка нефтей на фракции. Вязкость сильно меняется в зависимости от температуры. Поверхностное натяжение может быть различным, но всегда меньше, чем у воды: это свойство используется для вытеснения нефти водой из пор пород-коллекторов.

Большинство ученых сегодня объясняют происхождение нефти биогенной теорией. Однако и неорганики приводят ряд аргументов в пользу своей точки зрения. Есть различные версии возможного неорганического происхождения нефти в недрах земли и других космических тел, но все они опираются на одни и те же факты. Во-первых, многие, хотя и не все месторождения связаны с зонами разломов. Через эти разломы, по мнению сторонников неорганической концепции, нефть и поднимается с больших глубин ближе к поверхности Земли. Во-вторых, месторождения бывают не только в осадочных, но также в магматических и метаморфических горных породах (впрочем, они могли оказаться там и в результате миграции). Кроме того, углеводороды встречаются в веществе, извергающемся из вулканов. Наконец, третий, наиболее весомый аргумент в пользу неорганической теории состоит в том, что углеводороды есть не только на Земле, но и в метеоритах, хвостах комет, в атмосфере других планет и в рассеянном космическом веществе. Так, присутствие метана отмечено на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне. На Титане, спутнике Сатурна, обнаружены реки и озера, состоящие из смеси метана, этана, пропана, этилена и ацетилена. Если на других планетах Солнечной системы эти вещества могут образовываться без участия биологических объектов, почему это невозможно на Земле?

С точки зрения современных сторонников неорганической, или минеральной, гипотезы, углеводороды образуются из содержащихся в мантии Земли воды и углекислого газа в присутствии закисных соединений металлов на глубинах 100–200 км. Высокое давление в недрах земли препятствует термической деструкции сложных молекул углеводородов. В свою очередь сторонники органики не отрицают, что простые углеводороды, например метан, могут иметь и неорганическое происхождение. Опыты, направленные на подтверждение абиогенной теории, показали, что получаемые углеводороды могут содержать не более пяти атомов углерода, а нефть представляет собой смесь более тяжелых соединений. Этому противоречию объяснений пока нет.

Этапы образования нефти

СТАДИИ ОБРАЗОВАНИЯ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НЕФТИ

осадконакопление (седиментогенез) — в процессе накопления осадка остатки живых организмов выпадают на дно водных бассейнов или захороняются в континентальной обстановке;
биохимическая (диагенез) — происходит уплотнение, обезвоживание осадка и биохимические процессы в условиях ограниченного доступа кислорода;
протокатагенез — опускание пласта органических остатков на глубину до 1,5–2 км при медленном подъеме температуры и давления;
мезокатагенез, или главная фаза нефтеобразования (ГФ Н), — опускание пласта органических остатков на глубину до 3–4 км при подъеме температуры до 150°C. При этом органические вещества подвергаются термокаталитической деструкции, в результате чего образуются битуминозные вещества, составляющие основную массу микронефти. Далее происходит «отжим» нефти за счет перепада давления и эмиграционный вынос микронефти в пласты-коллекторы, а по ним — в ловушки;
апокатагенез керогена, или главная фаза газообразования (ГФГ ), — опускание пласта органических остатков на глубину (как правило, более 4,5 км) при подъеме температуры до 180—250°C. При этом органическое вещество теряет нефтегенерирующий потенциал и генерирует газ.

В ловушке

Помимо чисто научного интереса гипотезы, объясняющие происхождение нефти и газа, имеют еще и политическое звучание. Действительно, раз уж нефть может получаться из неорганических веществ и темпы ее образования не десятки миллионов лет, как предполагает биогенная концепция, а во много тысяч раз выше, значит, проблема скорого исчерпания запасов становится как минимум не столь однозначной. Однако для нефтяников вопрос о том, откуда берется нефть, принципиален скорее с той точки зрения, может ли теория предсказать, где именно нужно искать месторождения. С этой задачей органики справляются лучше.

В сугубо прагматическом отношении для добычи важно знать даже не то, где нефть зародилась, а где она находится сейчас и откуда ее можно извлечь. Дело в том, что в земной коре большая часть нефти не остается в материнской породе, а перемещается и скапливается в особых геологических объектах, называемых ловушками. Даже если предположить, что нефть имеет неорганическое происхождение, ловушки для нее все равно за редким исключением находятся в осадочных бассейнах.

Под действием различных факторов углеводороды отжимаются из нефтематеринских пород в породы-коллекторы, способные вмещать флюиды (нефть, природный газ, воду). Таким образом, нефтяное месторождение — вовсе не подземное «озеро», заполненное жидкостью, а достаточно плотная структура. Коллекторы характеризуются пористостью (долей содержащихся в них пустот) и проницаемостью (способностью пропускать через себя флюид). Для эффективного извлечения нефти из коллектора важно благоприятное сочетание обоих этих параметров.

Типы коллекторов

БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ ЗАПАСОВ НЕФТИ СОДЕРЖИТСЯ В ДВУХ ТИПАХ КОЛЛЕКТОРОВ

Терригенные (пески, песчаники, алевролиты, некоторые глинистые породы и др.) состоят из обломков горных пород и минералов. Этот тип коллекторов наиболее распространен: на них приходится 58% мировых запасов нефти и 77% газа. В качестве пустотного пространства, в котором накапливается нефть, в основном выступают поры — свободное пространство между зернами, из которых состоит коллектор.

Карбонатные (в основном известняки и доломиты) занимают второе место по распространенности (42% запасов нефти и 23% газа). Имеют сложную трещиноватую структуру. Нефть обычно содержится в кавернах, появившихся в результате выветривания и вымывания твердой породы, а также в трещинах. Наличие трещин влияет и на фильтрационные свойства коллектора, обеспечивая проводимость жидкости.

Вулканогенные и вулканогенно-осадочные (кислые эффузивы и интрузивы, пемзы, туфы, туфопесчаники и др. ) коллекторы отличаются характером пустотного пространства — в основном это трещины, — резкой изменчивостью свойств в пределах месторождений.

Глинисто-кремнисто-битуминозные отличаются значительной изменчивостью состава, неодинаковой обогащенностью органическим веществом. Промышленная нефтеносность глинисто-кремнисто-битуминозных пород установлена в баженовской (Западная Сибирь) и пиленгской (Сахалин) свитах.

Двигаясь по коллектору, флюид в какой-то момент может упереться в непроницаемый для него экран — флюидоупор. Слои такой породы называют покрышками, а вместе с коллектором они формируют ловушки, удерживающие нефть и газ в месторождении. В классическом варианте в верхней части ловушки может присутствовать газ (он легче). Снизу залежь подстилается более плотной, чем нефть, водой.

Классификации ловушек чрезвычайно разнообразны (часть из них см. на рис.). Наиболее простая и с точки зрения геологоразведки, и для дальнейшей добычи — антиклинальная ловушка (сводовое поднятие), перекрытая сверху пластом флюидоупора. Такие ловушки образуются в результате изгибов пластов осадочного чехла. Однако помимо изгибов внутренние пласты претерпевают и множество других деформаций. В результате тектонических движений, например, пластколлектор может деформироваться и потерять свою однородность. В этом случае процессы геологоразведки и добычи оказываются намного сложнее. Еще одна неприятность, которая поджидает нефтяников со стороны ловушек, — замещение проницаемых пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами, например песчаников, непроницаемыми. Такие ловушки называются литологическими.

Антиклиналь

Тектоническая экранированная ловушка

Соляной купол

Стратиграфическая ловушка

Ровесница динозавров

Когда же образовались те структуры, в которых сегодня находят нефть? Основные ее ресурсы сосредоточены в относительно молодых мезозойских и кайнозойских отложениях, сформировавшихся от нескольких десятков млн до 250 млн лет назад. Однако добыча нефти ведется и из палеозойских отложений (до 500 млн лет назад), а в Восточной Сибири — даже из отложений верхнего протерозоя, которым более полумиллиарда лет.

Многочисленные нефтяные месторождения встречаются в отложениях девона (420–360 млн лет назад). В этот период на Земле появились насекомые и земноводные, в морях большого разнообразия достигли рыбы и кораллы. Во время пермского периода (300–250 млн лет назад) климат стал более засушливым, в результате чего высыхали моря и образовывались мощные соляные толщи, ставшие впоследствии идеальными флюидоупорами.

Эпоха господства динозавров — юрский (200–145 млн лет назад) и меловой (145–66 млн лет назад) периоды мезозоя — характеризуется максимальным расцветом жизни и связана с высоким осадконакоплением. Некоторые гигантские и крупные месторождения (Иран, Ирак) нефти находят в отложениях палеогена(66—23 млн лет назад). Известны месторождения нефти в четвертичных породах возрастом менее 2 млн лет (Азербайджан).

Впрочем, связь между возрастом пород-коллекторов и временем образования нефти не прямолинейна. Этот процесс может быть последовательным: в юрском или меловом периоде органический осадок начал опускаться вниз и преобразовываться в нефть, которая по прошествии нескольких десятков миллионов лет мигрировала в коллекторы, принадлежащие к более молодым комплексам пород. С другой стороны, древние нефтематеринские породы, образованные в палеозое, могли опуститься на достаточную для созревания нефти глубину намного позднее. Таким образом, в одних и тех же коллекторах можно найти и более молодую, и древнюю нефть, значительно различающиеся по своим свойствам.

Смешанные свойства

Между тем моментом, когда на дно морского бассейна опускается отмерший планктон, и тем, когда накопившийся слой органики, погрузившись на несколько километров вниз, отдает нефть, миллионы лет и целый ряд химических и физических преобразований. Поэтому нет ничего удивительного в том, что состав нефти крайне разнообразен и неоднороден. Именно поэтому сами нефтяники привыкли употреблять это слово во множественном числе — говоря о разведке или добыче нефтей и подразумевая, что каждый раз извлекаемая жидкость будет уникальной, отличающейся от всего, что было добыто ранее.

В своей основе нефть — сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы. Преобладают в ней алканы, нафтены и арены. Наиболее простые из них — алканы (парафиновые углеводороды), у которых к атомам углерода присоединено максимальное количество атомов водорода. К алканам относятся метан, этан, пропан, бутан, пентан и т. д. Они могут быть представлены газами, жидкостями и твердыми кристаллическими веществами. Количество алканов в нефти колеблется от четверти до семидесяти процентов объема. При большом проценте алканов нефть считается парафинистой. С точки зрения добычи такое свойство считается проблемным — при подъеме нефти из скважины и соответственном уменьшении температуры парафины могут кристаллизоваться и выпадать на стенки скважин.

Нафтены — соединения, в которых атомы углерода соединяются в циклическое кольцо (циклопропан, циклобутан, циклопентан и др.). Все связи углерода и водорода здесь насыщены, поэтому нафтеновые нефти обладают устойчивыми свойствами. Нафтены могут иметь от 2 до 5 циклов в молекуле, по их составу химики пытаются определять зрелость и другие свойства нефти.

В составе аренов, или ароматических углеводородов, также есть циклические структуры — бензольные ядра. Для них характерны большая растворяемость, более высокая плотность и температура кипения. Обычно нефть содержит 10–20% аренов, а в ароматических нефтях их содержание доходит до 35%. Наиболее богаты аренами молодые нефти. Арены — ценное сырье при производстве синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, анилино-красочных и взрывчатых веществ, фармацевтических препаратов.

Нефть любят называть черным золотом, однако чистые углеводороды бесцветны. Цвет нефтям придают разнообразные примеси, в основном смолы. Асфальтосмолистая часть нефтей — вещество темного цвета. Входящие в ее состав асфальтены растворяются в бензине.

Нефтяные смолы, напротив, не растворяются. Они представляют собой вязкую или твердую, но легкоплавкую массу. Наибольшее количество смол отмечается в тяжелых темных нефтях, богатых ароматическими углеводородами. Такие нефти обладают повышенной вязкостью, что затрудняет их извлечение из пласта.

Земля под нами Какие тайны скрывает Кольская сверхглубокая скважина: История: 69-я параллель: Lenta.ru

На днях геохимики из России, а также Франции и Германии обнаружили на глубине 410-660 километров под поверхностью Земли океан архейского периода. Подобные открытия были бы невозможны без методов сверхглубинного бурения, разработанных и применявшихся в Советском Союзе. Один из артефактов тех времен — Кольская сверхглубокая скважина (СГ-3), которая даже через 24 года с момента прекращения бурения остается глубочайшей в мире. Зачем ее пробурили и какие открытия она помогла совершить, рассказывает «Лента. ру».

Пионерами сверхглубокого бурения выступили американцы. Правда, на просторах океана: в пилотном проекте они задействовали судно Glomar Challenger, сконструированное как раз для этих целей. Тем временем в Советском Союзе активно разрабатывали соответствующую теоретическую базу.

В мае 1970 года на севере Мурманской области в 10 километрах от города Заполярного началось бурение Кольской сверхглубокой скважины. Как и полагалось, это приурочили к столетию со дня рождения Ленина. В отличие от других сверхглубоких скважин, СГ-3 бурили исключительно для научных целей и даже организовали специальную геологоразведочную экспедицию.

Место бурения выбрали уникальное: именно на Балтийском щите в районе Кольского полуострова на поверхность выходят древние породы. Возраст многих из них достигает трех миллиардов лет (самой нашей планете — 4,5 миллиарда лет). Кроме того, тут Печенга-Имандра-Варзугский рифтогенный прогиб — вдавленная в древние породы чашеподобная структура, происхождение которой объясняют глубинным разломом.

Реконструкция бурового аппарата

Фото: pechenga.ru

Ученым понадобилось четыре года, чтобы пробурить скважину на глубину 7263 метра. Пока ничего необычного не делалось: применялась та же установка, что и при добыче нефти с газом. Потом скважина простояла без дела целый год: установку модифицировали для турбинного бурения. После апгрейда удавалось бурить примерно по 60 метров в месяц.

Глубина в семь километров преподнесла сюрпризы: чередование твердых и не очень плотных пород. Участились аварии, а в стволе скважины возникло множество каверн. Бурение продолжалось до 1983 года, когда глубина СГ-3 достигла 12 километров. После этого ученые собрали большую конференцию и рассказали о своих успехах.

Однако из-за неаккуратного обращения с буром в шахте осталась секция длиной пять километров. Несколько месяцев ее пытались достать, но не преуспели. Было принято решение вновь начать бурение с глубины семь километров. В силу сложности операции бурили не только основной ствол, но и четыре дополнительных. На то, чтобы восстановить утраченные метры, ушло целых шесть лет: в 1990-м скважина достигла глубины 12262 метра, став самой глубокой в мире.

Празднование на скважине в День геолога

Фото: pechenga.ru

Спустя два года бурение было остановлено, впоследствии скважину законсервировали, а фактически — забросили.

Тем не менее на Кольской сверхглубокой скважине совершили немало открытий. Инженеры создали целую систему сверхглубокого бурения. Сложность заключалась не только в глубине, но и в высоких температурах (вплоть до 200 градусов Цельсия) из-за интенсивности работы буров.

Ученые не просто продвигались вглубь Земли, но и поднимали образцы пород и керны для анализа. Кстати, именно они изучали лунный грунт и выяснили, что по составу он почти полностью соответствует породам, извлеченным из Кольской скважины с глубины около трех километров.

На глубине свыше девяти километров вышли на залежи полезных ископаемых, в том числе и золота: в оливиновом слое его целых 78 граммов на тонну. И это не так мало — добычу золота считают возможной при 34 граммах на тонну. Приятным сюрпризом для ученых, а также для близлежащего комбината, стало обнаружение нового рудного горизонта из медно-никелевых руд.

Скважина СГ-3 в 2000-х годах

Фото: Rakot13 / Wikipedia

Помимо всего прочего, исследователи узнали, что граниты не переходят в суперпрочный базальтовый слой: на деле за ним располагались архейские гнейсы, которые традиционно относят к трещиноватым породам. Это произвело своего рода революцию в геолого-геофизической науке и полностью изменило традиционные представления о недрах Земли.

Еще один приятный сюрприз — открытие на глубине 9-12 километров высокопористых трещиноватых пород, насыщенных сильно минерализованными водами. По предположению ученых, именно они ответственны за образование руд, но прежде считалось, что это происходит лишь на гораздо меньших глубинах.

Помимо всего прочего, выяснилось, что температура недр немного выше, чем предполагалось: на глубине шести километров был получен температурный градиент в 20 градусов Цельсия на километр вместо 16 ожидавшихся. Было установлено радиогенное происхождение теплового потока, что также не согласовывалось с прежними гипотезами.

Здание СГ-3 в 2000-х годах

Фото: pechenga.ru

В глубинных слоях возрастом больше 2,8 миллиарда лет ученые нашли 14 видов окаменевших микроорганизмов. Это позволило сдвинуть время возникновения жизни на планете на полтора миллиарда лет назад. Также исследователи выяснили, что на глубинах нет осадочных пород и есть метан, навсегда похоронив теорию биологического происхождения углеводородов.

Как понять, на какой глубине находится вода для скважины? — Metalscrap

Для организации автономного водоснабжения частного дома можно заказать услуги бурения скважин. Ствол достигает водоносных пластов, наверх вода подается при помощи насоса, что обеспечивает бесперебойность. Но для того, чтобы скважина работала нормально, требуется правильно определить глубину. Поэтому привлекать к работам рекомендуется только квалифицированных специалистов, имеющих опыт выполнения работ «под ключ» и использующих профессиональное оборудование от ведущих поставщиков. Компания «Сила воды» предлагает полный комплекс услуг, с перечнем и ценами на которые можно ознакомиться на сайте https://power-water.com.ua/.

Место и глубина залегания водоносных пластов

При определении места бурения надо учитывать особенности строения грунта и рельефа в области, где выполняется разведка. Для этого проводятся работы по разведке, поиску водоносного слоя вдали от сброса канализационных стоков и загрязнения почвы. Кроме того, надо учитывать, что чистота воды зависит от глубины:

пласты на глубине 4-6 метров дают воду, пригодную только для технических нужд;
глубина 10-17 метров позволяет получить воду, в состав которой обычно входят различные примеси, то есть требуется проведение лабораторного анализа;
самая чистая вода обеспечивается при обустройстве скважин, достигающих артезианских слоев с глубиной 25-45 метров;
песчаные почвы достигают 20 м от уровня грунта, но требуют усиленной фильтрации, известняк на глубине 100 м дает самую чистую воду.

Надо учитывать, что очистка требуется для воды из любого пласта. Это удаление механических и других примесей, обогащение минералами.

Особенности бурения

Перед тем, как начать обустройство скважины, требуется выполнить поиск, составить проект бурения и согласовать все работы. Подобная подготовка в виде разведки позволяет точно определить, где залегают богатые водоносные слои, выполнить лабораторные анализы на чистоту воды. От верховодных слоев рекомендуется отказаться, так как они образуются талой и осадочной водой, чистота которой далека от идеала. Ее можно использовать для полива, но в пищу употреблять нельзя.

Компания «Сила воды» предлагает обустройство автономного водоснабжения «под ключ». В перечень выполняемых работ входят проектирование и обустройство скважин на воду в Харьковской области. Это одна из ведущих компаний Украины, использующая передовые технологии, современное оборудование, обеспечивающее высокую эффективность выполняемых работ. На сайте: https://power-water.com.ua/services/obustrojstvo-skvazhin/ можно ознакомиться с полным перечнем услуг и ценами, оставить заявку на выезд инженера.

На какой глубине происходят землетрясения? Какое значение имеет глубина?

Землетрясения происходят в коре или верхней мантии, которые колеблются от поверхности земли до глубины около 800 километров (около 500 миль).

Сила сотрясения от землетрясения уменьшается с увеличением расстояния от источника землетрясения, поэтому сила сотрясения на поверхности от землетрясения, которое происходит на глубине 500 км, значительно меньше, чем если бы такое же землетрясение произошло на глубине 20 км.

Кроме того, глубина землетрясений дает нам важную информацию о структуре Земли и тектонической обстановке, в которой происходят землетрясения. Наиболее ярким примером этого являются зоны субдукции, где плиты сталкиваются, и одна плита погружается под другую. Тщательно нанося на карту местоположение и глубину землетрясений, связанных с зоной субдукции, мы можем увидеть детали структуры зоны, например, насколько круто она падает, и является ли нисходящая плита плоской или изгибается. Эти детали важны, потому что они дают нам представление о механике и характеристиках деформации в зоне субдукции.

Самые глубокие землетрясения происходят в ядре субдуцирующих плит — океанических плит, которые спускаются в мантию Земли от границ сходящихся плит, где плотная океаническая плита сталкивается с менее плотной континентальной плитой, а первая опускается под последнюю. Контакт границы плит между двумя такими плитами вызывает очень сильные землетрясения в неглубокой зоне субдукции, такие как Суматра 2004 M9.1 и землетрясение в Японии с магнитудой M9.0 2011 г. и проявляется только на относительно небольших глубинах — примерно 60 км. Однако, поскольку океанические плиты относительно холодны по отношению к окружающей мантии в более глубоких условиях зоны субдукции, разломы в ядре этой плиты остаются хрупкими и могут вызывать землетрясения на глубине до 700 км (например, Тихоокеанская плита под Японией и Камчаткой). , и ниже Тонга).

По мере того, как плита опускается в мантию, реологические изменения (характеристики вязкости) вызывают изгиб и деформацию плиты, что приводит к землетрясениям. Тенденцию таких событий можно увидеть в поперечных сечениях зон субдукции, они известны как «зоны Вадати-Бениоффа».

Внутри континентов и вдоль трансформных разломов на границах континентальных плит, таких как Сан-Андреас, разломы активны только в мелкой коре — возможно, до глубин примерно 20 км.

Точное определение глубины землетрясения обычно является более сложной задачей, чем определение его местоположения, если только сейсмическая станция не находится близко и выше эпицентра.Так что, как правило, ошибки при определении глубины несколько больше, чем при определении местоположения.

(Предоставлено Гэвином Хейсом и Тони Кроуном)

Давление воды на глубинах океана

Давление воды на глубине — одно из многих явлений, которые должны исследовать исследователи. довольствоваться при изучении глубоководных участков. Океан глубокий. Если бы мы побрились со всех континентов и засыпал траншеи в океанах землей от континентов весь земной шар был бы покрыт водой примерно на 2 миль в глубину. Средняя глубина океана составляет 12 566 футов около 3800 метров. Наибольшая глубина океана составляет 36 200 футов на 11 000 метров! Какой эффект эта огромная глубина воды сказывается на обитателях океана? Ответ зависит от того, где в океане он живет. Рыба или растение у поверхности мало ощущает эффекта с большой глубины. Неважно, если их шесть футов или шести тысяч футов под плывущей рыбой. Животное, живущее в Однако глубина 10000 футов сильно зависит от глубины воды. над ним.

Мы часто говорим о давлении в атмосфере. Одна атмосфера равна к весу земной атмосферы на уровне моря, около 14,6 фунтов на квадратный дюйм. Если вы находитесь на уровне моря, каждый квадратный дюйм вашей поверхности равен подвергается силе в 14,6 фунтов.

Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10 метров воды. глубина. На глубине 5000 метров давление будет примерно 500. атмосфер или в 500 раз больше, чем давление на уровне моря.Это много давления.

Исследовательское оборудование должно быть спроектировано так, чтобы справляться с огромным давлением. встречается в глубине. Подводные лодки должны иметь усиленные стены, чтобы выдерживать давление. Инструменты, которые хорошо работают на поверхности, могут сложиться. или стал бесполезным из-за давления.

Подсчитайте, какое давление (фунтов на квадратный дюйм) используется на оборудовании. Круиз NeMO должен выдержать.

Глубина Осевая кальдера — 1540 метров
(Давление в одну атмосферу на один квадратный дюйм поверхности подвергается воздействию сила 14.6 дюймов. Давление увеличивается примерно на одну атмосферу на каждые 10 метров глубины воды)

Сколько фунтов давления на квадратный дюйм будет Опыт круизного оборудования NeMO ???

Доктор Уильям Биб был пионером в глубоководных исследованиях. При поддержке Национальное географическое общество и Нью-Йоркское зоологическое общество, Биби построил батисферу (батисферный = глубокий). В этой стальной сфере он был бы опускается на глубину более 2500 футов.Толстостенная сфера была спроектирована чтобы противостоять огромному давлению океана. Сфера имела два толстых кварцевые окна для просмотра. Чтобы проверить окна батисферы, незанятые был понижен до 3000 футов. Когда подняли большой стальной шар, Биби написал.

Давление действительно велико.

Из: Half Mile Down Уильяма Биба, опубликованного Duell Sloan Pearch (нов. Йорк) 1951.

Существа, обитающие на больших глубинах, не имеют воздуха в теле, таких как плавательные пузыри у рыб, обитающих на мелководье. Без воздух в их телах, проблема давления решена.Рыба, краб, осьминог, черви, блюдца и моллюски — вот лишь некоторые из существ, обитающих в глубинах океанов.

Попадая в мир воды, человек сталкивается с рядом проблем. В средний аквалангист становится недееспособным на глубине 250 футов. Это далеко от глубины 11 500 футов, на которой были обнаружены глубоководные рыбы.

Аквалангистам для выживания нужен кислород. Кислород составляет 21% воздуха, который мы дышать. Около 78% воздуха, которым мы дышим, составляет газообразный азот.Азот относительно инертный; он более или менее химически неактивен. Кислород и азот переносится с кровотоком. На уровне моря азот представляет не проблема для человека. Но что происходит с этими газами, когда мы спускаемся в океанские глубины.

Повышенное давление позволяет большему количеству кислорода и большему количеству азота растворяться в кровь. На высоте около 100 футов давление вызовет достаточное количество азота. растворяются в крови, и азот становится опасным.Азотный наркоз возникает из-за того, что слишком много азота попадает в кровоток. Будет в конечном итоге приведет к ступору и сну, а не в хорошем состоянии на 100 футов ниже поверхность. Перед стадией ступора у дайверов кружится голова, их способность принимать даже простые мысленные решения (например, время сказать) сокращается. Иногда они решают, что им больше не нужно дышать через мундштук. В точные симптомы и глубина проявления симптомов различаются в зависимости от индивидуально и с каждым погружением.Дайвинг ниже 100 футов требует особых навыков. и это опасно. Возвращение на поверхность снижает содержание азота и уменьшает симптомы.

Если одна атмосфера равна примерно 14,6 фунтам на квадратный дюйм давления, и давление увеличивается на 1 атмосферу на каждые 10 метров глубины. Как многие атмосферы вытесняют азот в кровоток на 30 метров (около 100 футов) и 75 метров (около 250 футов)?

Дайверы, ограничивающие время и глубину погружений, могут избегать использования азота. наркоз.Выход на поверхность поэтапно с паузой на каждом этапе позволяет азот диффундировать из крови.

Давление адаптировано из «Проекта моря» Джима Колба.

Назад к Учебным материалам NeMO

Как измерить глубину океана?

Кредит: Н. Ганачек / NIST

Краткий ответ

Звуковые волны от кораблей и радиоволны от спутников — два наиболее распространенных способа измерения глубины моря.

Если вы смотрели серию Jaws, Meg или какой-нибудь глубоководный триллер, значит, вы видели некоторых из самых страшных океанских существ, которых только могли себе представить люди.

Но многие из этих существ на самом деле были настоящими, как мегалодон — доисторическая акула размером с школьный автобус! Мы не знаем, насколько глубоко они жили в океане. Однако благодаря современным технологиям мы можем сказать, что современные акулы обычно встречаются на глубине около 2000 метров (6500 футов). Но откуда мы это знаем?

В этой статье «Как это измерить?» Мы рассмотрим методы, которые ученые и исследователи используют для точного измерения глубины океана.

Как и поверхность суши с горами и холмами, дно океана или морское дно не совсем плоское. Есть плоские поверхности, но есть всевозможные подводные формы рельефа, такие как каньоны, траншеи и подводные вулканы.

Средняя глубина океана составляет 3700 метров (12 100 футов). Но самая глубокая из когда-либо зарегистрированных мест находится в западной части Тихого океана, в Марианской впадине, на глубине около 11000 метров (36 200 футов).

Батиметрия — это научный термин для измерения глубины воды в океанах, озерах и реках. Батиметрические карты похожи на карты суши в том, что они показывают различные подводные формы рельефа в определенной области. Ученые и исследователи могут использовать разные методы для измерения глубины океана.

Давайте посмотрим на эти разные методы:

1. Сонар

Самый распространенный и самый быстрый способ измерения глубины океана — с помощью звука. Суда, использующие технологию, называемую сонаром, что означает звуковую навигацию и определение расстояния, могут отображать топографию дна океана. Устройство отправляет звуковые волны на дно океана и измеряет, сколько времени требуется, чтобы эхо вернулось.«Эхо» — это звуковая волна, отражающаяся от морского дна и возвращающаяся к гидролокатору.

Многолучевые эхолоты (MBE), тип гидролокатора, который излучает быстрые звуковые волны веерообразными формациями для сканирования дна океанского дна, используются Национальной ассоциацией океанических и атмосферных исследований (NOAA) для измерения глубины океана. Суда, использующие гидролокатор, движутся вперед и назад в виде сетки, чтобы нанести на карту определенные области дна океана.

На этом рисунке показан корабль NOAA, использующий многолучевой эхолот для картографирования морского дна.

Кредит: NOAA

2. Радар и спутник

Другой альтернативой, хотя и не такой быстрой, как сонар, является радар. Подобно гидролокатору, радар требует отправки типа волны, которая отскакивает от объекта и отражается обратно. Разница в том, что радар использует радиоволны, форму электромагнитной волны. Но поскольку электромагнитные волны распространяются в воде медленнее по сравнению с воздухом и ослабевают по мере прохождения через воду, они более идеальны для атмосферных измерений.

Однако есть еще один метод, сочетающий радар со спутником как способ измерения глубины океана. Радарный высотомер — это устройство, которое измеряет расстояние от земли до воздуха, определяя, сколько времени требуется радиоволнам, чтобы отразиться от поверхности обратно на спутник. Поверхность океана, которая выпирает наружу и внутрь, что трудно различить нашему глазу, напоминает топографию океанского дна, поэтому радиолокационный высотомер можно использовать против поверхности океана для измерения глубины океана.Исследователи могут использовать данные, полученные с помощью радиолокационного высотомера, для картирования частей океана, и этот метод даже использовался на космических кораблях, например, на тех, которые изучают поверхность Венеры.

Несмотря на преимущества использования гидролокатора для измерения глубины океана, кораблю требуется очень много времени, чтобы нанести на карту часть дна океана. Чтобы полностью нанести на карту морское дно, потребуется почти 125 лет, поэтому нанесена на карту лишь часть мирового океана. Но поскольку поверхность океана имитирует топографию океанского дна, уже хорошо известно, как выглядит морское дно.

Но это не умаляет важности измерения глубины океана и приложений, которые основываются на таких данных. Ученые смогли обнаружить различные формы жизни, живущие в глубине, такие как акула-ниндзя, а также использовать данные для конкретных приложений, таких как навигация, создание морских карт и даже дальнейшие исследования в области охраны окружающей среды.

Благодаря достижениям в области технологий у нас есть методы для измерения глубины океана и получения дополнительных сведений о существах, обитающих в море, а также расширения наших знаний об океане и нашем влиянии на него.

Глубина океана, измеренная в былые времена

До открытия использования звука и радара для измерения глубины океана капитаны и их команды использовали другой способ измерения глубины океана. Моряки использовали инструмент, называемый свинцовой линией, который, по сути, представлял собой свинцовую гирю, прикрепленную к веревке, которая маркируется через каждые 6 футов, длина, называемая саженью, тряпкой или полоской кожи. Затем член экипажа бросал леску в воду, и как только груз свинца достигал дна, моряк измерял и записывал расстояние до дна океана, используя полосы на веревке.

Горизонтальная линия была самым ценным методом измерения глубины для навигации и использовалась с пятого века до нашей эры. Инструмент помогал морякам узнать, насколько глубока вода и не сядет ли их корабль на мель. Нижняя часть свинцовой гири была загнана внутрь и заполнена жиром и использовалась для извлечения образцов со дна океана, чтобы помочь морякам определить, было ли дно океана песком, гравием или грязью.

Минимальная глубина воды для погружений головой вперед с палуб бассейна, стартовых блоков, доков и аналогичных низких стационарных платформ

Введение:

Основная цель Части 6 Санитарного кодекса штата Нью-Йорк — обеспечить безопасную и гигиеничную работу общественных купален.

Для достижения цели безопасности, код определяет минимальную глубину воды для ныряния головой с палубы бассейна и минимальную глубину для новой установки стартовых блоков.

Этот информационный бюллетень содержит обзор текущих исследований, исследований и включает некоторые из их рекомендаций относительно погружений с низких стационарных платформ, таких как палубы бассейнов, стартовые блоки и доки, чтобы предотвратить возможность серьезных травм.

Механизм травмы:

Травмы спинного мозга возникают, когда дайвер ударяется головой о какой-либо объект, например, дно бассейна, озера или подводный объект.Наиболее серьезные травмы затрагивают шейный отдел позвоночника (шею) в области C-5 и классифицируются как компрессионные или сгибательно-компрессионные.

Вытянутые руки и предплечья дайвера — единственный источник защиты головы. Если руки сложатся при ударе или не будут находиться в переднем положении, голова будет уязвима. Чтобы вызвать травму позвоночника, требуется минимальное усилие, особенно когда шея находится не в нейтральном положении. Большинство травм при нырянии происходит, когда шея находится в согнутом положении (подбородок к груди).Вес дайвера, скорость под водой и угол удара являются основными определяющими факторами, определяющими, приведет ли удар к травме. Чем тяжелее человек и чем выше скорость, тем больше вероятность травмы. Следовательно, маленькие дети, как правило, не подвержены повышенному риску, чем взрослые.

Физика дайвинга:

Прыжок головой с палубы или стартового блока состоит из нескольких компонентов, которые включают: исходное положение дайвера; использование ног и рук, создающих тягу; траектория полета; угол входа в воду; траектория движения в воде; положение руки и головы в воде.

Следует отметить, что прыжок с палубы разбегом головой может привести к входным скоростям, аналогичным скоростям, возникающим при взлете с метровой доски для прыжков в воду, и может спроецировать дайвера дальше в бассейн.

При погружении на мелководье между входом в воду и ударом о дно остается очень мало времени. Во избежание травм очень важно, чтобы руки дайвера были зафиксированы вперед в правильном положении, чтобы предотвратить контакт головы с низом, и дайвер должен немедленно подняться вверх, выгнув спину, подняв голову и направив руки вверх.

Эпидемиология травм, полученных дайвингом:

По оценкам, в США ежегодно происходит около 800 травм спинного мозга в результате ныряния в водоем. ¹ Примерно содержится в естественной водной среде (озера, пруды, ручьи и т. Д.), А оставшееся количество — в плавательных бассейнах. Подсчитано, что девяносто процентов этих инцидентов происходит на глубине воды менее 6 футов . ^1,2

Обзор инцидентов, о которых местные департаменты здравоохранения сообщили в BCSFP, произошедших в регулируемых банях в штате Нью-Йорк в 1987–1991 годах, показывает, что произошло 30 травм, связанных с погружениями на мелководье; 15 возникли в результате погружений на мелководье бассейнов; 8 произошли на пляжах; 7 — результат использования стартового блока (все участвовали в соревнованиях по плаванию во время соревнований или командных тренировок).

Департамент здравоохранения Требования:

Запрещает нырять головой вперед на глубине менее 8 футов.
Ограничивает использование стартовых блоков спортсменами-пловцами или при тренировках пловцов.
Требуется установка новых (начиная с 7 октября 1992 г.) стартовых блоков, которые должны находиться в глубоком конце на глубине не менее 6 футов.
Требует, чтобы каждое учреждение разработало и внедрило план обеспечения безопасности купального сооружения, который должен предусматривать меры по предотвращению травм, в том числе меры безопасности при дайвинге.

Артикул:

Травмы при нырянии: этиология 486 тематических исследований с рекомендациями по необходимым действиям . М. Александр Габриэльсен, Ph.D. 1990.
Безопасность дайвинга в плавательных бассейнах. Отчет в Фонд Национального плавательного бассейна .Ричард Стоун. 1980.
Основы безопасности воды Американского Красного Креста, Вашингтон, округ Колумбия, 1988.
Стартовые блоки: этиология 30 травм спинного мозга в результате погружений, выполненных со стартовых блоков с рекомендациями . М. Александр Габриэльсен, доктор философии, и Стэнли М. Шульман, Массачусетс, февраль 1992 г.

Руководство для инструктора — Глубина воды — Институт водных ресурсов Роберта Б. Анниса (AWRI) — Образование и информационно-пропагандистская деятельность

Как определяется глубина воды?

Есть по крайней мере две причины, по которым важно знать глубину воды под поверхностью: чтобы предотвратить схождение судна на мель и иметь возможность соотнести научные результаты с глубиной воды, из которой берутся пробы. Многие параметры качества воды, такие как температура и растворенный кислород, зависят от глубины и времени суток. Глубина проникновения света, на которую влияет мутность, влияет на продуктивность растений в водной экосистеме. На разных глубинах озера или реки обитают разные сообщества бентосных (донных) организмов. Планктон и рыба перемещаются с одной глубины на другую в зависимости от меняющихся условий окружающей среды.

Простой и старомодный метод определения глубины воды — это опустить груз, прикрепленный к веревке, через борт судна.Когда груз касается дна, веревка провисает. Затем веревку тянут обратно на борт и определяют длину веревки, необходимую для касания дна. Это медленный метод, и он не очень полезен, если судно движется очень быстро. Если вода очень глубокая, подъем троса затруднен без использования механической лебедки. Более быстрый и непрерывный метод определения глубины водоема — использование звуковых волн. Звук в воде распространяется с очень высокой скоростью, около 1500 метров в секунду в пресной воде, поэтому при измерении глубины воды задержка невелика. Например, если глубина воды составляет 50 метров (около 150 футов), звуковым волнам потребуется примерно 0,07 секунды, чтобы уйти и вернуться на судно.

Что такое SONAR?

Метод определения глубины воды называется SONAR. Это аббревиатура от Sound Navigation And Range. Использование звука в воде для определения направления и расстояния до подводных объектов было разработано во время Второй мировой войны, когда он стал основным методом обнаружения подводных лодок, когда они находились под водой.SONAR по-прежнему используется для этой цели, но на борту D. J. Angus и W. G. Jackson для определения глубины воды.

Принцип очень простой. На борту судна имеется передающее устройство, которое производит в воде короткие звуковые волны, направленные ко дну. Затем передающий блок становится приемным блоком, который обнаруживает наличие звука, отраженного снизу. В блоке отправки / приема есть средство измерения времени между отправленным импульсом и отраженным эхом от дна. Поскольку скорость звука в воде известна, для определения глубины «d» используется простое уравнение «d / 2 = vt». Буква «v» обозначает скорость звука в воде, а буква «t» — общее время, за которое звук уходит и возвращается на судно. Глубина «d» делится в уравнении на 2, потому что время «t» — это полное время от судна до дна, а затем от дна до судна. Этот расчет выполняется глубиномером автоматически.

Какие бывают типы эхолотов?

Глубина до дна может быть задана как числовое значение или как положение линии на экране или полоске бумаги.Глубиномеры (фатометры) на судах D. J. Angus и W. G. Jackson имеют цифровые показания глубины как в пилотской рубке, так и в лаборатории. Показания глубины откалиброваны по фактической глубине поверхности.

Глубиномер с непрерывной ленточной диаграммой расположен в основной кабине. Быстрый взгляд на карту может предоставить информацию о глубине воды в данный момент или за период времени в прошлом. На картографической бумаге могут быть сделаны отметки, указывающие местонахождение судна для каждой станции отбора проб в рейсе.Например, можно определить глубину воды в Гранд-Ривер и указать местоположение судна, когда оно движется вверх или вниз по реке. Образцы номеров станций можно отметить на бумаге, чтобы можно было изучить контуры дна в непосредственной близости от станции.
Над непрерывной ленточной диаграммой находится еще один эхолот. У этого есть линия, показывающая глубину. Если весы не подходят, попросите инструктора по естественным наукам или матроса проверить их. Помимо глубины, он также показывает температуру воды на поверхности.

Насколько глубоко можно нырять с аквалангом?

Кэндис Рино 12 ноября 2019 Опубликовано в: Статьи Теги: подводное плавание с аквалангом

Насколько глубоко можно нырять с аквалангом?

Подводное плавание с аквалангом — это приключенческий вид спорта, который позволяет вам погрузиться глубоко под воду и увидеть удивительные вещи, такие как затонувшие корабли, подводные горные хребты или глубокие ямы, в которых обитают самые любопытные существа. Тем не менее, насколько глубоко вы можете нырять с аквалангом? Короткий ответ для любительского дайвинга — 130 футов, но ваш уровень опыта, подготовка и тип дайвинга могут повлиять на это.* Мы настоятельно рекомендуем вам пройти надлежащую сертификацию / обучение перед погружением. Найдите ближайший к вам магазин для дайвинга, чтобы получить дополнительную информацию! *

Насколько глубоко вы можете нырять? Первое, что мы должны обсудить, думая о глубинах погружений, — это физиология и физика. Как организм справляется с давлением на глубине?

Физиология дайвинга

Глубина, на которую вы можете погружаться с аквалангом, не обязательно напрямую зависит от физиологии погружения. Наши тела не предназначены для того, чтобы находиться под водой, но наши тела также не будут «раздавлены» эффектами ныряния, потому что давление не влияет на воду.Однако на нашу кровеносную и почечную системы и баланс жидкости влияет гидростатическое давление во время подводного плавания с аквалангом против нашего внутреннего гидростатического давления крови. По этой причине кровь обычно направляется к сердцу и мозгу, и это одна из причин, почему важно сохранять корпус в тепле во время погружения. Потеря жидкости также может происходить из-за физиологии дайвинга. У вас возникает желание пописать, когда вы входите в воду? Это явление, известное как иммерсионный диурез, вызывается тем, что организм обнаруживает повышение артериального давления, которое приводит к позывам к мочеиспусканию.

Хотя дайвинг влияет на наш организм физиологически, эти системы не обязательно ограничивают глубину погружения. Декомпрессионная болезнь, потребление воздуха и азотный наркоз — вот основные факторы, влияющие на глубину погружения с аквалангом.

Дайвинг с физикой

Планировщик рекреационных погружений — британские и метрические системы

Глубина погружения с аквалангом во многом зависит от физики. Основная причина, по которой мы можем погружаться только на определенные глубины во время подводного плавания с аквалангом, связана с поглощением азота (и других газов). Когда мы спускаемся под воду, давление увеличивается на одну атмосферу каждые 33 фута. С увеличением давления увеличивается и парциальное давление газов, которыми мы дышим во время подводного плавания с аквалангом. В конечном итоге газы накапливаются в наших тканях, где они находятся до момента всплытия после погружения, когда у них появляется шанс уйти из-за снижения давления. Исключение составляет кислород, который, хотя и поглощается, может использоваться нашим организмом для обмена веществ.

Однако абсорбция азота может быть проблемой, потому что наш организм не использует его, а наши ткани могут хранить только так много азота, прежде чем разовьется повышенный риск декомпрессионной болезни.Таблицы рекреационных погружений были разработаны, чтобы помочь дайверам понять, как долго они могут оставаться на определенных глубинах и на какие глубины они могут погружаться. Пока дайверы остаются в рамках рекреационного дайвинга, вероятность возникновения декомпрессионной болезни значительно снижается.

Планировщик рекреационных погружений — британские и метрические системы

Один из способов уменьшить абсорбцию азота — удалить часть азота из газа в резервуаре. Удаляя азот, мы добавляем кислород, чтобы получить то, что мы называем обогащенным воздухом.При использовании обогащенного воздуха кислородное отравление становится проблемой, потому что по мере увеличения парциального давления кислорода на глубине кислород становится токсичным и может вызвать судороги. По этой причине каждая смесь обогащенного воздуха имеет максимальную рабочую глубину, что ограничивает глубину погружения дайвера. Перед попыткой нырять в обогащенный воздух следует пройти надлежащую подготовку.

Расход воздуха

Насколько глубоко вы можете нырнуть с аквалангом, также будет зависеть от вашего личного потребления воздуха и количества баллонов, которые вы используете.Чем глубже вы погрузитесь, тем быстрее вы будете дышать воздухом. По мере того, как вы спускаетесь, объем воздуха, которым вы дышите, и ваших легких уменьшается, а плотность увеличивается. Таким образом, каждый вдох, сделанный на глубине, содержит больше частиц воздуха, чем вдох на поверхности, а это означает, что вы потребляете больше воздуха. Лучшее потребление воздуха достигается с опытом и общей физической подготовкой.

Любительский дайвинг

В рекреационном дайвинге ответ на вопрос: «Насколько глубоко вы можете нырять с аквалангом?» 130 футов.Для тех, кто занимается подводным плаванием с аквалангом, настоятельно рекомендуется наличие соответствующей сертификации. Как обычный ныряльщик с аквалангом в открытой воде, предел глубины погружения составляет 60 футов. Если вы хотите погрузиться немного глубже, расширенная сертификация в открытой воде научит вас больше погружаться на глубину более 60 футов. Для погружений с аквалангом на глубину более 100 футов настоятельно рекомендуется пройти специальный курс по глубокому дайвингу, чтобы узнать о том, как глубокое погружение влияет на ваше тело и как правильно подготовиться к восхождению с глубины. Глубокое ныряние может привести к наркозу, как если бы вы находились в состоянии опьянения под водой. Азотный наркоз сам по себе не опасен, но если его не распознать или не исправить, он может привести к ошибке дайвера.

Технический дайвинг

Насколько глубоко вы можете Погружение с аквалангом приобретает новое значение, когда вы попадаете в мир технического дайвинга. Средняя глубина для технических дайверов составляет 130-330 футов, в зависимости от места погружения и других условий, которые могут повлиять на погружение. Технические дайверы любят исследовать глубокие затонувшие корабли или другие сооружения, обнаруженные очень глубоко под водой. Не пытайтесь пройти эти глубины без соответствующей сертификации в местном агентстве.

Технический дайвинг включает в себя множество баллонов, в том числе водолазные и поставленные на линии восхождения. Кроме того, использование различных газовых смесей в техническом дайвинге позволяет проводить глубокие погружения. При использовании различных газовых смесей минимизируются эффекты наркоза и декомпрессионной болезни. Однако гелий, используемый в техническом дайвинге, может увеличить риск нервного синдрома высокого давления, который может привести к головокружению, подергиванию мышц и усталости. Этот синдром можно уменьшить, если дышать смешанными газами и спускаться медленнее, но это все еще одно из ограничений того, насколько глубоко вы можете нырять с аквалангом.Если вы хотите узнать, насколько глубоко вы можете нырять с аквалангом, технический дайвинг может быть для вас!

Насколько глубоко было совершено самое глубокое погружение?

В 2014 году египтянин нырнул на глубину 1009 футов 4 дюйма, установив новый рекорд в Книге рекордов Гиннеса как самое глубокое из когда-либо зарегистрированных погружений. Это погружение заняло 12 минут, чтобы спуститься, но 15 часов, чтобы подняться, чтобы правильно декомпрессироваться.

Кстати, самое глубокое когда-либо зарегистрированное фридайвинг (без акваланга) было на 702 фута!

Кэндис Рино

Кэндис — заядлый аквалангист и писатель-фрилансер, имеет докторскую степень в области биомедицины.Она занимается дайвингом с 2002 года и в настоящее время является инструктором PADI IDC Staff Instructor. Когда она не инструктирует, ей нравится писать о подводном плавании и работать волонтером в местном аквариуме, где она ныряет с акулами!

Последние сообщения от Candace Reno (посмотреть все)

Глубина, цвет и важность подводного освещения

Сегодня мы собираемся изучить цвета и то, как глубина и состояние воды влияют на свет и фотографии. Мы узнали об этом на уроке дайвинга в открытой воде, но давайте вернемся к нему, так как некоторые из нас проходили этот курс давным-давно!

Даже в самый солнечный и ясный день 50% яркости теряется в верхних трех футах воды.Первая причина — размышления; часть солнечных лучей падает на поверхность и отскакивает. Преломление составляет другую часть; свет изгибается при прохождении через воду и не движется по прямой линии. Третья причина — это диффузия; когда свет проходит через воду, луч рассеивается. Эти три характеристики света проявляются в самые спокойные дни — добавьте немного волн, и у вас будет еще меньше доступного света. Волны также поднимают песок и другие инородные частицы, блокируя или отводя свет.Удивительно, что мы можем видеть что-нибудь на высоте 60 футов!

Световые волны различной длины проникают на разную глубину, когда проходят через воду из-за процесса поглощения. Поглощение происходит, когда свет преобразуется в тепло, и в первую очередь поглощаются самые длинные волны с самой низкой энергией. Вы заметили, как меняются цвета при погружении на разную глубину, но знаете ли вы, что красный исчезает на глубине менее 15 футов? Следуя нашим цветам радуги, оранжевый идет на высоте около 25 футов, желтый — на 35, зеленый — на 65 и, наконец, синий поглощается на высоте около 200 футов.

(На фотографии выше женщина плывет всего в нескольких футах под поверхностью океана. Для контраста цветов риф находится примерно на 15 футов ниже нее в чистой спокойной воде.)

Между отражением, преломлением, диффузией и поглощением у нас не так много света, с которым можно было бы работать, когда мы ныряем с аквалангом. Вот почему использование видеосвета или стробоскопов важно для фотографии — использование источника света добавляет недостающие цвета обратно в видимый спектр и позволяет нам увидеть подводный мир таким, какой он есть на самом деле.

Однако использование источника света не является полным решением для идеального изображения; свет необходимо целенаправленно использовать для достижения наилучшего результата. Следует учитывать тип источника света, количество источников света, расположение и близость к объекту. Мы коснемся их вкратце и подробнее рассмотрим в будущих публикациях в блогах.

Начнем с близости к предмету. Источник света для ваших фотографий подчиняется тем же законам физики, что и солнечные лучи, поэтому вам нужно расположиться как можно ближе к объекту, не беспокоя какое-либо животное, которое вы фотографируете.Вы хотите, чтобы свет проходил через как можно меньше воды (потому что он также должен отражаться от объекта и возвращаться в камеру). Если вы находитесь слишком далеко, свет будет преломляться и рассеиваться, а цвета будут бледными по мере его рассеяния. Подводные объекты будут казаться дальше и крупнее из-за того, как свет изгибается в воде (снова рефракция), так что имейте это в виду, когда вы медленно приближаетесь к этой лягушке.

Еще одна причина подобраться поближе — избавиться от как можно большего количества плавающих в воде обломков между камерой и рыбой-лягушкой; песчинки и другие частицы будут отражать свет и отображаться как «обратное рассеяние».«Даже если вы не знали этого термина, вы видели его на фотографиях — повсюду крошечные точки, иногда достаточно большие или достаточно многочисленные, чтобы испортить отличную фотографию. Обратное рассеяние может быть экспоненциально увеличено, если кто-то подбрасывает песок на дно; отличная плавучесть поможет предотвратить добавление лишних поплавков в наши кадры.

Обратное рассеяние также можно частично устранить с помощью позиционирования строба. Если источники света расположены по бокам и перед камерой и направлены вперед, свет будет падать на объект, но столб воды перед объективом останется неосвещенным. Эти частицы перед камерой, но в неосвещенной области, не улавливают вспышку и заставляют вас часами сидеть на компьютере, используя инструмент для удаления пятен.

Какой свет использовать — стробоскоп или видеолампу? Или по одному каждого? Или два стробоскопа? Основное отличие заключается в выводе — стробоскоп может быть в пять раз ярче, чем видеолампа, и лучше фиксирует быстрое движение; а при использовании коротких всплесков мощности время работы от батареи будет намного больше. Что касается положительной стороны видеосвета, вы можете осветить объект и снимать в режиме серийной съемки, в то время как ваш друг со стробоскопами, сделавший одну фотографию, ждет, когда они будут переработаны.Видеолампы также могут показать вам, как именно будет выглядеть ваше изображение в видоискателе. У обоих типов источников света есть свои плюсы и минусы, и мы посвятим больше времени именно этой теме позже.

Если вы любитель макросъемки, то одного стробоскопа может быть все, что вам нужно или нужно, чтобы украсить маленькое существо. Если вас больше привлекают широкоугольные пейзажные снимки, выберите два стробоскопа. Большинство стробоскопов можно использовать в качестве видеосвета, когда вы замечаете, что черепаха лениво проплывает мимо, но если вы предпочитаете видео неподвижным снимкам, приобретите специальный видеоламп.Лучшая часть подводной фотографии — это экспериментировать с оборудованием и выяснять, что лучше всего подходит для тех типов фотографий, которые вы хотите сделать.

При любой настройке освещения проверьте экспозицию на разной глубине и при необходимости отрегулируйте. То, что может быть достаточно света в самой глубокой части вашего погружения, скорее всего, будет слишком ярким, когда вы приблизитесь к своей остановке на поверхности и сфотографируете рыбу, скрывающуюся под лодкой. Уменьшите мощность вспышки и воспользуйтесь тем, что естественный свет проникает на расстояние до 15 футов.

Мы только вкратце обсудили подводное освещение, поэтому обязательно загляните сюда, чтобы получить более подробную информацию о типах доступных источников света.