DSC06343

Metody badań dna oceanu i złóż kopalin 53

wody do badań geochemicznych za pomocą specjalnych sond (fot. 3.19).

Wiercenia badawcze

Morskie wiercenia wykonywane są w celu rozpoznania budowy geologicznej dna, poszukiwań złóż stałych surowców mineralnych oraz poziomów wodonośnych w płytkiej części szelfów, a także poszukiwań i eksploatacji złóż ropy naftowej i gazu ziemnego [Karlic, 1974, 1983], Wśród wierceń wykonywanych dla poznania budowy geologicznej dna wszechoceanu można wyróżnić dwa podstawowe rodzaje: wiercenia wykonywane w płytkiej części obszarów szelfowych, tj. przy głębokości wody na ogół nie przekraczającej dziesiątków metrów oraz wiercenia badawcze wykonywane przy dużej głębokości mórz i oceanów, sięgającej do kilku tysięcy metrów. Do drugiego rodzaju należą np. wiercenia wykonywane w ramach projektu MOHOLE.

Wiercenia wykonywane w płytkiej części szelfów prowadzone są ze stacjonarnych platform wiertniczych konstruowanych najczęściej na wbijanych w dno palach, żelbetowych względnie stalowych, na ogół o konstrukcji szkieletowej. Niekiedy budowane są także sztuczne wyspy i na nich ustawia się wiertnie. Głównym obiektem badań są złoża kopalin stałych, które mogą być eksploatowane ze sztucznych wysp lub kopalń usytuowanych na brzegu morza, a także złoża surowców stałych, nadających się do eksploatacji otworowej. Wymienić tu można złoża siarki eksploatowane metodą otworową Frasha czy złoża soli.

W Polsce wykonano pojedyncze otwory wiertnicze na Morzu Bałtyckim, w Zatoce Puckiej, aby rozpoznać podmorską część złoża soli potaso-wo-magnezowych typu siarczanowego - poliha-litu — w rejonie Swarzewa. Głębokość wody dochodziła do kilku metrów, przy głębokości zalegania złóż 700-800 m pod dnem morskim.

W ostatnich kilkunastu latach morskie wiercenia wykonywane są na dużych głębokościach. Znajomość budowy geologicznej dna oceanicznego jest niezbędna do poznania procesów ewolucji kontynentów i oceanów oraz historii ich geologicznego rozwoju, ruchów tektonicznych, wulkanizmu ziemskiego, trzęsień ziemi, prawidłowości powstawania nagromadzeń surowców mineralnych itp.

Istnienie nieciągłości rozgraniczającej skorupę od górnego płaszcza ustalił prof. A. Mohorovićić. Powierzchnia ta, zwana nieciągłością Mohorovi-ćicia, występuje pod dnem oceanów na głębokości 5-12 km, pod płytami kontynentalnymi średnio na głębokości 35 km i dochodzi nawet do 80 km

pod masywami młodych gór. W 1957 r. profesorowie Harry Hess z Uniwersytetu Princeton i Walter Munk z Uniwersytetu Califomia stwierdzili, że postęp w dziedzinie nauk o Ziemi ulega zahamowaniu z powodu braku informacji o głębszych skałach skorupy i części górnego płaszcza. W związku z tym opracowano w USA projekt badawczy MOHOLE, przewidujący wykonanie głębokomorskich wierceń sięgających do powierzchni Mohorovićicia (MOHO). W pierwszej fazie realizacji projektu wybudowano pierwszą pływającą jednostkę wiertniczą „Global-Marine Cuss 1 ”, z której odwiercono doświadczalne otwory na dnie Oceanu Spokojnego obok wyspy Gwadelupa i w pobliżu San Diego u wybrzeży Kalifornii. Statek wiertniczy „Cuss 1” miał długość 97,3 m, szerokość 14,6 m, zanurzenie w stanie obciążenia 3,35 m i wyporność 3000 BRT. Wyposażenie wiertnicze umożliwiało wykonywanie wierceń przy głębokości morza 2500-3500 m. Jednostka ta była wyposażona w urządzenia umożliwiające jej dynamiczne pozycjonowanie. W skład systemu wchodziły sonar i boje pływające z reflektorami radarowymi, a statek wyposażono w nadajniki - odbiorniki radarowe i radary oraz inklino-metr. W pożądanej pozycji statek wiertniczy utrzymywały śruby napędowe i 4 specjalne śruby boczne. Był to początek całej generacji statków wiertniczych wykorzystywanych do wierceń morskich i obecnie całkowicie zautomatyzowanych, które umożliwiają wykonywanie wierceń przy głębokości morza dochodzącej nawet do 7 tys. metrów.

Projekt MOHOLE był wielokrotnie aktualizowany, a przewidywane pierwotnie na lata 1967-1968 dotarcie do powierzchni MOHO nie zostało osiągnięte. Realizacja tego projektu przyczyniła się natomiast do rozwinięcia technologii wierceń morskich i konstrukcji statków wiertniczych mogących wykonywać wiercenia morskie przy dużych głębokościach i do znacznych głębokości pod dnem morskim. W realizacji niektórych etapów I fazy projektu brały już udział, należące do nowej generacji, statki wiertnicze „Global Marinę” i „Glomar Challenger” (rys. 3.7). Najbardziej znaczący wpływ na rozpoznanie geologii oceanów miała realizacja programu głębokich wierceń oceanu światowego - DSDP (Deep Sea Drilling Project), w latach 1968-1975, kontynuowanego następnie w latach 1975-1983 w ramach programu IPOD (International Pnogram-me of Ocean Drilling). Wiercenia wykonywano z amerykańskiego statku wiertniczego „Glomar Challenger” w ramach prac grupy instytutów oceanograficznych - JOIDES. Łącznie w latach 1968-1983 wykonano 1092 wiercenia, w tym w ramach programu DSDP, (j. do roku 1975, w 44 rejsach wykonano 573 wiercenia. Wyniki badań