Подземные геологические структуры

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Ичалковский заказник, Бор, Нижегородская область.
Ичалковская пещера в Нижегородской области, Россия.

Подземные геологические структуры — это полости в земле, образованные в результате проникновения воды в водоупорные горные породы (к примеру — глина) и образования там пещер, либо подземных озёр. Могут находиться под дном моря или на равнинах, содержащие нефть или природный газ, образовавшийся там после смерти древних организмов или животных.

Подземные геологические структуры делятся на:

  • Водные
  • Нефтяные месторождения
  • Газовые месторождения

Геологическая деятельность подземных вод[править]

Подземные воды — это воды, которые находятся в горных породах в жидком, твердом и парообразном состоянии. В верхней части земной коры (почвы) они образуются в основном из атмосферных осадков и называются вадозными. Они делятся на три группы: инфильтрационные (просачивающиеся сквозь водопроницаемый слой почвы); инфлюационные (которые попадают глубоко в почву по трещинам) и конденсационные (образующиеся из водяного пара, находящегося под землёй). Подземные горизонты, которые глубоко находятся под землёй, могут по происхождению быть ювенильными (магматическими) и реликтовыми (седиментационными)[1]. Вода в подземных водоёмах, то есть озёрах или реках чаще всего — солёная, потому что подземные реки, когда протекают под землёй, вымывают из горных пород минеральные вещества и соли в большем объёме, чем горные и равнинные реки, так как они могут быть глубже и будут вымывать больше минеральных веществ (по возможности — со всех сторон). В случае, если подземный поток воды переходит в водопад, то вода будет контактировать со всех сторон с горными породами, нежели в обычных (наземных) водопадах вода рек контактирует в основном только с воздухом (примером может послужить водопад Анхель), падая вниз и вымывая значительно меньше солей и горных пород, чем подземная. Геологическая деятельность подземных вод создаёт подземные полости, чаще заполненные водой, если те располагаются глубоко под землёй[1]. Такая деятельность подземных вод создаёт много пещер, которые, наряду с искусственными подземными сооружениями (старыми горными выработками, катакомбами, метрополитенами и др.) создаёт как и физическую опасность (в частности, возможность возникновения провалов, затопления), так и имунную (при длительном нахождении в пещерах (чаще, в искусственных сооружениях) без специального костюма и защиты можно получить большую дозу радиации (в частности, в карстовых пещерах источником радиации является газ радон), надышаться газа (в низких участках пещер, где больше всего распространены газ метан, углекислый); заразиться при длительном нахождении в бактериологических опасных сооружениях или пещерах без всякой защиты, в которых сильно распространены бактерии, а так же споры различных грибков, где также большая вероятность заразиться и от разносчиков бактериальных заболеваний — в частности, грызунов)[2].

Сверху у пещер[Прим. 1] от стекающей воды образуются сталактиты (свисающие сосульки, соломинки, гребёнки, бахромы и тому подобное), внизу, от застывающей холодной воды образуются сталагмиты (те же сосульки, только находящиеся на дне пещеры), иногда можно найти сталагнаты — колонны, состоящие из сросшегося сталактита со сталагмитом.

  • Подземные озёра[Прим. 2] образуются от попадания внешних вод в водоупорные слои горных пород, но не образуя там стока в подземные ручьи или реки. Подземные озёра со временем увеличиваются и превращаются в большие озёра, которые становится ближе к поверхности земли, иногда выходя в виде дыр в земле наружу. Опасность, которую представляют такие подземные озёра — это провалы почвы в ямы, наполненные водой, те самые подземные озёра. Часто такое происходит в России, в США, в Китае и во многих других странах мира. После провала подземное озеро становится ямой или карстовой воронкой, в основном заполненной водой на дне, часто называемой карстом или карстовым провалом. Вода в таких озёрах обычно прозрачная, чистая. Бывает пресной или солёной, зачастую содержит газ метан.
  • Подземные реки[Прим. 3] образуются подобно подземным озёрам, но их отличие: они имеют сток и могут выходить наружу земли в виде родников, питающие наземные реки и озёра. Подземные реки в основном образуют пещеры или подземные озёра, напоминающие своим образованием озёра-старицы. Могут создавать много узких пещер (в разговорной речи часто употребляется слово тоннелей, лабиринтов), которые после длительного воздействия этих рек или ручьёв на мягкие горные породы (их размыва) становятся огромными подземными лабиринтами (которые могут образовываться ещё и из-за тектонических воздействий)[3].[Прим. 4][4]

Карстовые провалы[править]

Карстовые провалы образуются в результате выброса газа или грунтовых подземных вод, размывающих сначала коренные горные породы, а потом и поверхностные горные породы (к примеру — земля, песок, глина; глина размывается дольше, так как она слипается между собой легче). Почва удерживается плохо, так как на неё сверху давит окружающая среда, а снизу её размывают подземные воды. От этого она утончается, а потом не выдерживает и обрушивается вниз (Fтяж (сила тяжести) побеждает), образуя карстовый провал, постепенно заполняемый водой и превращающийся в карстовый водоём (озеро). Если подземные воды содержат кислоты или газы (к примеру — двуокись углерода (в вулканических зонах подземные воды могут быть окислены серой)), то размыв горных пород подземными водами ускорится.[5]


Нефтяные месторождения (нефтеносные пласты)[править]

Нефтеносные пласты[править]

Это те же подземные озёра, но только в место воды в них находится нефть. Нефтяные месторождения могут находиться на дне морей или на равнинах. Раньше, когда нефти добывали значительно меньше, меньше было пожаров и аварий, как сейчас. Запасы нефти раньше были более обширными, чем сейчас. Поэтому, когда вставляли насос для откачки нефти на равнинах, иногда она выходила «фонтаном» из недр земли. Нефть ещё называется, как «Чёрное золото». Хотя, золото не течёт и не убивает живые организмы, как нефть.

Нефть образуется глубоко под землёй после смерти древних организмов или из их останков (например, мел, известняк, песчаник, а так же смешанные горные породы, служащие образованию нефтеносных пластов).

Добыча нефти[править]

На настоящее время людей становится больше с каждым годом, из-за природные богатства добываются с большей скоростью, нефть — в том же числе.

Когда добывают нефть, люди пропускают бур под землю, который должен найти нефтеносный пласт и откачать из него нефть с большой глубины. Бур опускается с помощью гигантского винтового ключа под землю со скоростью 20 — 30 см/час, а так как нефтеносный пласт может залегать на глубине более 1 км, для достижения нефти потребуются недели, а то и месяцы. Когда бур бурит горные породы всё глубже и глубже, могут случиться непредвиденные моменты, например, над нефтеносным пластом зачастую пролегают месторождения природного газа или подземные водоносные слои, находящиеся под высоким давлением горных пород. Если всё таки пробурили отверстие до газового месторождения, то весь газ стремится выйти через это же отверстие наружу. Выброс природного газа из-под недр земли напоминает эффект «лопнувшего воздушного шарика», который нефтяники так и называют: «Выброс». Можно узнать, как близко уже подобрались до нефтеносного пласта, рассматривая грунт, который выходит на поверхность земли вместе с водой, закачиваемой скважиной под землю для того, чтобы узнать, какой у него цвет и как близко находится нефтеносный пласт. Если грунт имеет коричневый тёмно-коричневый, (ещё лучше — чёрный, тёмно-серый) оттенок, значит нефтеносный пласт находится уже близко. Нефть при добыче смешивается с водой, когда воду заливают в подземное месторождение с нефтью, чтобы вытеснить нефть из этого месторождения, так как вода тяжелее нефти: в кубическом метре воды — 1000 кг, когда в кубическом метре нефти — 800 кг. Потом нефть отвозят на максимально близко расположенный к ним нефтеотстаивающий завод, где она отстаивается в огромных цистернах, чтобы отделиться от воды и её снова сливают, только уже в более концентрированном[Прим. 5] виде, уже с меньшей составляющей концентрацией воды в кубическом метре нефти, а отстоявшаяся вода с нефтью распадается на мельчайшие частицы, становясь чёрным золотом и образуя стойкую эмульсию. Чтобы отделить нефть от воды применяют нагрев, различные химические реагенты, способные разделить нефть от воды, электрообезвоживание (мощные электрические разряды), термохимическое обезвоживание и снова отвозят отстаиваться нефть для её дальнейшего обезвоживания и обессоливания. Потом её отвозят на завод, где уже делают из неё сырьё или нужные для этого продукты.[6]

Нефти остаётся всё меньше, и только её большая часть может сохраниться для нужных продуктов, остальная — пропадает и становится негодной из-за аварий на станциях, но в основном из-за аварий на танкерах, из-за чего погибает много птиц и других животных с растениями в море, так как нефть растекается по поверхности моря в виде большого масляного пятна[Прим. 6], через который не проникает свет Солнца[Прим. 7] и кислород, а животные, попавшие в это пятно, чаще погибают от нехватки воздуха (нефть его не пропускает) или от того, что не могут оттуда просто напросто выбраться. Рекомендуется спускать воду в ту полость, откуда откачали нефть для того, чтобы не было провалов в земле.

Месторождения природного газа[править]

Это подземные полости, заполненные природным газом. На одной территории может быть от нескольких единиц до нескольких сотен полостей (месторождений), заполненных газом, поэтому и площадь добычи газа в огромных месторождениях бывает до нескольких тысяч километров. Зона, где добывают природный газ, может быть в районе болот, равнин и морей а также в угольных пластах и в подземных водах. На дне Мирового океана существуют газовые гидраты (наподобие «газового снега» или льда) — кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа в которых содержится газ, относительно в 160 - 180 раз превышающий по объёму газовый гидрат в чистом виде[7][8]. Три самых больших из них:

  1. Северное/Южный Парс, Катар/Иран — около 28 трлн метров куб., самое большое месторождение природного газа в мире; 1991 год открытия
  2. Галкыныш (Южный Иолотань), Туркмения — 21,4 трлн метров куб.; 2006 год открытия
  3. Уренгойское газовое месторождение, Россия — 10,2 трлн метров куб.; 1966 год открытия

Добыча природного газа ведётся подобно нефтяной, но только его не перевозят, а проводят по газопроводным трубам из одной местности в другую. На газовых станциях также происходят аварии, как и на нефтяных. В основном природный газ ведётся на сжигание (на газовых плитах в жилых и многоквартирных домах), что является неэкономным его использованием.

Запасы природного газа истощаются так же, как и нефтяные запасы в результате их неправильного нерационального использования. Принимаются меры по экономному использованию газа и нефти. Подобно нефтедобывающей тактике, в полости, откуда откачивают или откачали газ, заливают воду, чтобы не было тех же карстовых воронок в почве, что и от не заменённой водой нефти.

См. также[править]

Примечания[править]

  1. Пещеры — это подземные геологические структуры, образованные подземными водами рек. Глубина пещер может достигать от нескольких метров до нескольких километров вниз или подобно лабиринту.
  2. Подземные озёра — это замкнутые подземные водоёмы, не имеющие стока. Различают озёра: пресные, солёные (хлоридные), горько-солёные (сульфатные) и карбонатные (содовые). Образуются от попадания воды в водоупорные слои. Вода обычно прозрачная.
  3. Подземные реки — это те же реки, только протекающие под землёй. Переносят больше солей и минералов, чем наземные реки, так как площадь соприкосновения с горными породами под землёй больше, чем на поверхности земли.(Под землёй есть «крыша» из горных пород.)
  4. В Южной Америке есть подземная река под неофициальным названием Хамза, протекающая на глубине 4000 метров под Амазонкой, имеющая параллельное ей течение, тоже впадает в Атлантический океан. Скорость этой реки ничтожно мала — несколько метров в год (сравнение: скорость равнинных рек — сотни километров в год, горных рек — тысячи, а то и десятки тысяч километров в год) — это даже меньше, чем средняя скорость смещения ледника, а ширина русла реки Хамзы — довольно большая, около 400 метров. Поэтому её рекой называют условно. По оценкам, длина «условной реки» Хамзы составляет около 6000 километров, что могло её поставить на третье место среди самых длинных рек мира. Открыта индийским учёным Вальей Маннаталом Хамзой и названа в честь него самого. Имеет высокий уровень солёности воды.
  5. Концентрированная нефть — это та же самая нефть, которую добывают на её месторождениях, только в своём составе химических веществ она имеет значительно меньше воды, чем нефть, смешанная с водою.
  6. Масляное или же нефтяное пятно — это нефть, вылившаяся в море в основном из попавшего в аварию танкера. (Если тот столкнулся со скалой, рабочие не соблюдали правила техники безопасности, (реже) — столкнулся с морской миной или был атакован вражеским кораблём.)
  7. Свет Солнца — это выделение раскалённых газов поверхностью солнца в то время, как сталкиваются атомы водорода образуя гелий, а молекулы гелия — углерод и так далее. В то же время вырабатывается Солнечная энергия, тепло и свет.

Источники[править]

  1. 1,0 1,1 Подземные воды. Studopedia.org. Проверено 8 марта 2018.
  2. Опасность подземных лабиринтов — Копилка знаний (рус.). kopilca.ru. Проверено 8 марта 2018.
  3. Как образуются пещеры? (рус.). www.pochemu-chka.ru. Проверено 8 марта 2018.
  4. IndigoMan Амазонка - больше не самая большая река! - Экологический дайджест FacePla.net (ru-ru). facepla.net. Проверено 8 марта 2018.
  5. Что такое карстовые воронки и как они образуются? | Земля - Хроники жизни. earth-chronicles.ru. Проверено 8 марта 2018.
  6. Наука 2.0 Непростые вещи. Пластиковый стаканчик (2016-10-04). Проверено 8 марта 2018.
  7. Газовые гидраты // Нефтехимия // Наука и технологии | Neftegaz.RU (рус.). neftegaz.ru. Проверено 8 марта 2018.
  8. Глоссарий (рус.). gaz-prof.ru. Проверено 8 марта 2018.