Строение осадочной толщи дна океана и ее формирование

   В многочисленных геологических экспедициях с помощью грунтовых приборов, проникающих в осадочную толщу на глубину, не превышающую первых десятков метров, получен обширный фактический материал о строении самой верхней части первого слоя океанской коры.

   Обычно для этих целей используются дночерпатели разных конструкций, позволяющие получать поверхностную пробу осадков, драги и тралы, которые тянутся за судном по поверхности дна, и грунтовые трубки для взятия в осадочной толще монолитов. Чаще всего в экспедициях используются грунтовые трубки, заглубляющиеся под собственным весом либо с помощью специальных вибраторов. Все другие способы заглубления (с помощью взрыва, с реактивным двигателем и др.) не нашли широкого применения в практике океанологических работ. Современные грунтовые трубки позволяют получать колонку осадков длиной в несколько метров (иногда до 20 м) с ненарушенной стратификацией.

   В большинстве случаев поднимаемые на борт судна осадочные образования имеют геологически очень молодой возраст. Но в отдельных районах, характеризующихся сильно расчлененным рельефом, удавалось получать и более древние осадочные породы, обнажающиеся на поверхности дна. Эти единичные находки свидетельствовали о том, что в океане имеются естественные обнажения, в которых можно получить информацию о составе и строении древних осадочных слоев. Широкие возможности в получении более древних осадков и пород появились, когда в практике океанологических работ для поиска мест их выхода на поверхность стали применять сейсмопрофилографы, позволяющие «просвечивать» осадочную толщу с помощью сейсмических волн. Однако даже и в этих случаях можно было изучить строение осадочной толщи на ограниченных участках океанского дна.

   Подлинную революцию в представлениях ученых о природе первого осадочного слоя океанской коры вызвали материалы, полученные при глубоководном бурении океанского дна. Бурение на море имеет большую историю, однако оно производилось на мелководных участках с искусственных островов или заякоренных платформ. В океане эти приемы работ не применимы; при глубинах в 5 тыс. м и более необходимы другие способы удержания бурового судна над местом бурения. Эта одна из главных трудностей была преодолена только в последние годы. В 1968 г. в океан вышло первое специализированное буровое судно «Гломар Челленджер».

   Процесс бурения происходит следующим образом. После выбора места бурения на океанское дно опускаются автономные акустические датчики, сигналы от которых подаются на борт. Электронная вычислительная машина рассчитывает положение судна относительно этих датчиков. Если судно под действием течения или ветров начинает смещаться, то ЭВМ, определив направление и скорость, автоматически подает команды на двигатели, которые возвращают судно на прежнее место. В любую погоду, при любых скоростях течений и ветров буровое судно удерживается таким образом над местом, выбранным для бурения.

   Другая сложность, которую пришлось преодолевать создателям океанского бурового судна, заключалась в том, что бурение и отбор проб необходимо было выполнять с одного захода. Если изнашивалась или ломалась буровая коронка, то бурение прекращалось. Только в последнее время удалось найти способ, каким образом, подняв буровой инструмент на борт судна и заменив испорченные детали, можно попасть повторно в уже разбуренную скважину, находящуюся от поверхности океана на 5 тыс. м и более.

Устройство для повторного попадания в скважину бурового инструмента при глубоководном бурении. После замены изношенной буровой коронки по сигналам ультразвукового сканирующего устройства ЭВМ судна водяными струями направляет буровой инструмент в воронку. Эта же электронно-вычислительная машина, ориентируясь на ультразвуковой маяк, подает команду двигательным установкам и удерживает судно в заданной точке вне зависимости от течения, волнения и штормового ветра. Спутниковая связь обеспечивает определение раздельно координат носа и кормы

Устройство для повторного попадания в скважину бурового инструмента при глубоководном бурении

   При бурении океанского дна возникали и другие, подчас непредвиденные трудности, однако все они были преодолены, и буровое судно «Гломар Челленджер» приступило к планомерному исследованию строения океанской коры. Им было пробурено в Мировом океане более 400 скважин, вскрыт практически весь осадочный слой.