Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Автор:
Б. Френкель инженер – геолог, почетный академик МАРЭ (Англия — Россия), Президент
Ассоциации «Ученые Юга» — Израиль
В соавторстве:
В. Недбай академик АН Украины, профессор, директор НИИ «Нано технологии» АНУ, член
Правления Ассоциации «Ученые Юга» — Израиль
Н. Гриб доктор технических наук, профессор зав. кафедрой Горного дела Технический институт
(ф) СВФУ в г. Нерюнгри Академия наук РС (Я) член Ученого совета Ассоциации «Ученые Юга» —
Израиль
А. Рожков инженер, лауреат ВДНХ СССР, Генеральный директор «НПФ Спецстрой –
Изыскания» Россия, член Ассоциации «Ученые Юга» — Израиль
Беэр – Шева, Израиль 2013 — 2015 год

http://www.mining-enc.ru/k/karst/ горная энциклопедия.
http://www.liveinternet.ru/users/katiava/post342147605/

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу ИзраиляСтатья о карстовой воронке в Гватемале, опубликованная 15 июня 2010 года, судя по статистике, до сих пор популярна среди читателей блога. Многие интересовались, в том числе и в комментариях к самой статье, как и почему образуются провалы в земле, какой они глубины и т.п. Некоторые даже предполагали, что подобных «геометрически правильных спонтанно образующихся форм в природе не бывает». Как оказалось, бывает. Окончательно разобраться в «тайне» карстовых воронок нам поможет статья из журнала «Иллюстрированная наука» (№12 за 2011 год).
Гватемала-Сити, 31 мая 2010 года. Тропический шторм «Агата» пронесся по Центральной Америке, неся за собой ливневые дожди, оползни, наводнения, разруху. Не успели начаться восстановительные работы, как в столице Гватемалы на месте дорожного перекрестка внезапно возникает воронка диаметром 18 м и глубиной до 60 м, в которую обрушиваются трехэтажный жилой блок и одноэтажный флигель. Тремя годами ранее, в феврале 2007 года, всего в нескольких километрах случился провал глубиной 90-100 м, поглотивший несколько домов. В обоих случаях пострадали люди.
После первого обрушения предполагали, что это был карстовый провал, возникший в результате вымывания известняковых пород. Но Гватемала построена на вулканической пемзе, которая не растворяется в воде. Позже выяснилось, что из-за аварий канализационных сетей проточными водами срывало и уносило фрагменты пемзы, в результате чего в подпочвенном слое постепенно образовалась огромная полость. В 2010 году все это усугубилась огромным количеством воды, принесенной «Агатой». Земляные провалы наблюдаются по всему миру. Они могут достигать от одного до нескольких сотен метров в диаметре и в глубину. На первый взгляд они выглядят чем-то сверхъестественным. Кажется, немыслимым, чтобы земная твердь вдруг уходила из-под ног, исчезая в разверзшейся пропасти. Однако в последние десятилетия подобные явления случаются все чаще и чаще. Эксперты считают, что виноваты в этом мы сами. Помимо того, что мы перегружаем земную поверхность тяжелыми зданиями и сооружениями, мынарушаем баланс грунтовых вод, понижая их уровень и увеличивая, таким образом, риск обрушения почвы.

Подпочвенный слой похож на сыр с дырками
Подземные пустоты, как правило, образуются в результате растворения подпочвенного слоя медленно просачивающимися дождевыми водами. Известные всем сталактитовые
пещеры со сталактитами и сталагмитами формируются именно таким образом. В какой-то момент подпочвенный слой по количеству дыр может посоперничать со швейцарским
сыром. Когда происходит обрушение, на поверхности со временем формируется пересеченная местность, называемая геологами карстовым ландшафтом в честь
известнякового плато Крас (Карст) на севере Италии, Словении и Хорватии. Посто́йнска-Я́ма— система карстовых пещер длиной более 20 километров (20 570 м) на плато
Крас, находится близ города Постойна в Словении HTTP://VIDEOHIT.TV/VIDEO/APV23DQPGT3UTQCZBUSTXGCU/SIIS-LPK_M4/

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Карст представляет собой процесс растворения, или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются отрицательные впадинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в глубине. Впервые такие широко развитые процессы детально были изучены на побережье Адриатического моря, на плато Карст близ Триеста, откуда и получили свое название. К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел. В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст. Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела.

Наиболее распространенный карбонатный карст, т.к. известняки встречаются довольно часто, наименее – соляной карст, однако он наиболее опасен, т.к. растворимость соли в 3000 раз выше растворимости известняка.

Необходимыми условиями развития карста являются: a) Наличие растворимых пород; b) Трещиноватость пород, обеспечивающая проникновение воды; c) Растворяющая способность воды.

Проникающая по трещинам вода постепенно их расширяет, образовывая пустоты, которые, соединяясь, формируют гроты и пещеры. Напорные восходящие пресные или соляные воды размывают, растворяют выщелачивают породы снизу. При присутствии углекислоты и газов, выделяемых автотранспортом и тепловыми электростанциями, работающими на углеводородном топливе, процесс карстообразования увеличивается в десятки раз.

Одним из основных условий является водообмен. Чем интенсивнее водообмен, иначе говоря скорость движения подземных вод, тем растворение породы выше.
Существенную роль играет климат, т.к. он определяет количество и характер осадков, которые поступают в грунты. Например, в условиях полупустынного климата Израиля карст интенсивно развивается зимой, в период наиболее сильных дождей.

Кастовые пещеры Израиля

Площадь сталактитовой пещеры Сорек около 5 тыс. кв. м (82 м в длину и 60 м в ширину). Высота пещеры — 15 м. 07.07.2011.
Большая карстовая пещера, которая могла служить в древности резервуаром для грунтовых вод, обнаружена в Иерусалиме во время проведения строительных работ по прокладке железнодорожного полотна между Иерусалимом и Тель-Авивом, сообщили РИА Новости в представительстве Мин туризм Израиля в России и СНГ.

Высота стен пещеры составляет несколько десятков метров. В юго-восточном направлении от нее по каналу текут грунтовые воды. «Мы не располагаем пока сведениями о том, что будет с пещерой в дальнейшем. Пока ее будут исследовать специалисты, но в дальнейшем, вполне вероятно, что она станет туристическим объектом», — заявила по телефону представитель Мин туризма.

Профессор Еврейского университета в Иерусалиме Амос Фрумкин считает, что эта пещера является самым крупным и наиболее впечатляющим каналом подземных вод из когда-либо обнаруженных в Израиле.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

 

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Значительную роль играет инженерная деятельность человека. При добыче соли, например, образуются различные полости, которые после отработки начинают расти уже самостоятельно, быстро увеличиваясь в размерах. В городах очень важное влияние имеет изменение режима подземных вод. К примеру, откачка воды для водоснабжения резко активизирует карстовые процессы.

Карст — это совокупность геологических процессов и созданных ими явлений в областях распространения растворимых и водопроницаемых горных пород.
Геологами также выделяется псевдокарст. Под псевдокарстом подразумеваются зияния в почве, возникшие вследствие образования подпочвенных пустот, вызванных иными рельефообразующими процессами, нежели растворение. Это могут быть пещеры, образовавшиеся, например, во время оползней или прохождения лавового потока. Также это могут быть пустоты, сформировавшиеся в результате человеческой деятельности.

Врата ада

Земляные провалы и карстовые процессы — явления вполне естественные. В ноябре 2010 года в жилом районе немецкого городка Шмалькаль-ден в Тюрингии грунт обваливался дважды. 1 ноября из-за провала грунта прямо посреди улицы образовалась яма диаметром 40 м и глубиной 20 м, 11 ноября произошел новый обвал. Грунт обвалился на границе со старым кратером, задев территорию, где располагаются гаражи жителей близлежащих домов. Земля разверзлась посреди ночи, поэтому обошлось без жертв.

Ярким примером вмешательства в естественный процесс человеческого фактора является Западная Флорида, США. В декабре 2010 года открылся серьезный провал в округе Хиллсборо (Флорида) на полигоне твердых отходов. По данным 1980 года этот район считался не подверженным появлению провалов. В последние десятилетия здесь вследствие активного использования грунтовых вод резко снизился их уровень, что привело к стремительному росту провалов, разрушающих здания и дороги. Ущерб, причиняемый карстовыми явлениями, только в США ежегодно составляет до 15 млрд долларов.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Справедливости ради надо отметить, что при всем при этом благодаря карстовым процессам во многих не заселенных человеком уголках мира образуются красивые и разнообразные ландшафты, имеющие огромную биологическую ценность. Примерами могут служить провалы в тропических лесах Индонезии и знаменитая Великая голубая дыра близ побережья Белиза.

Корень бед кроется в том, что современное общество все больше и больше подтачивает ресурсы подземных вод. Вода — неотъемлемая часть повседневной жизни, она широко используется как в промышленности, так и для орошения сельскохозяйственных земель. Где-то грунтовые воды откачиваются с помощью насосов с целью обеспечения сухости различных конструкций, где-то осушаются целые болота для нужд сельского хозяйства или строительства. По мере роста населения во многих местах возник дефицит воды.

Согласно пессимистическим прогнозам, войны XXI века будут вестись не за нефть, а за воду.

В подземных пустотах и расщелинах пустыни Каракумы в Туркменистане содержится огромное количество газов. В 1971 году, когда близ селения Дарваз велись работы, буровики неожиданно попали в наполненную газом каверну (подземную полость). Не выдержав собственного веса и вследствие падения давления в каверне буровая установка рухнула в образовавшуюся яму диаметром 60 м и глубиной 20 м. Никто не пострадал, но из-под земли пошел газ. Его было решено зажечь, чтобы не травить людей и животных, и в надежде, что он скоро выгорит. Сегодня, спустя четыре десятилетия, кратер продолжает гореть. «Дарваз» по-туркменски означает «врата», люди окрестили кратер «вратами ада».

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Мертвое море проваливается

Огромную пользу человечеству должна принести разработка метода выявления подземных пустот с целью предотвращения образования земляных провалов. Вот уже несколько лет геолог Лев Эппельбаум из Тель-Авивского университета в Израиле совместно с иорданскими и французскими коллегами исследует провалы вокруг Мертвого моря.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Мертвое море представляет собой уникальное природное явление. Его поверхность и побережье расположены в 415 м ниже уровня моря и являются самым низким местом на земле. Море питают воды реки Иордан, и вследствие активного испарения концентрация соли здесь очень высока. В последние десятилетия воды Иордана все чаще и чаще используются для орошения сельскохозяйственных земель Израиля и Иордании.

Это привело не только к росту сельскохозяйственного производства в регионе, но и к тому, что уровень моря теперь снижается почти на метр в год. Под угрозой оказались и существование вдоль морского побережья курортов, столь любимых туристами, и промышленная добыча соли.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

 

В районе близ Мертвого моря на глубине от 25 до 50 м повсеместно встречается многометровый слой соли. Ранее она скрывалась под грунтовыми водами, но из-за резкого падения уровня моря их уровень также снизился. Подземные воды соприкасаются с соляными глыбами, которые начинают очень быстро растворяться.

В них возникают лагуны, которые приводят к образованию ям, а затем земляных провалов, а также к контакту соли с пресной дождевой водой, которая просачивается с поверхности в результате редких для этих мест осадков. Таким образом, соль растворяется еще быстрее, а количество вновь образовавшихся провалов радиусом от 1 до 30 м исчисляется тысячами. Сегодня регион больше напоминает лунный ландшафт. За последние 80 лет, что ведутся записи об уровне воды в Мертвом море, оно уменьшилось более чем на треть — на 20 м.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Геологические процессы здесь идут в режиме реального времени

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Уровень воды в Мертвом море начал снижаться еще быстрее с тех пор как на Иордане начали строительство плотин.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Некоторые карстовые воронки достигают 100 м в диаметре и 50 м в глубину.

По мнению ученых, экономически оправданным было бы использование самолетов с дистанционным управлением, которые на малых высотах могли бы собирать данные с помощью специальных измерительных приборов. В основе работы этих приборов лежит так называемая VLF- магнитные поля в сравнение с естественным полем Земли
(http://base.safework.ru/iloenc?doc&nd=857100216&nh=1) и искажения этих полей, вносимые от поглощения и преломлении излучения различными объектами, например, при прохождении электромагнитных волн через подземные пустоты.

Наблюдения с воздуха можно сочетать с более традиционными геофизическими методами, к одному из которых относится измерения гравитационного поля Земли.
(http://vvkuz.ru/books/lectures_2/17.pdf)

Лев Эппельбаум и его коллеги разработали компьютерные модели, позволяющие объединить все геофизические данные в единую трехмерную картину подземных пустот.
Они надеются, что в ближайшем будущем их метод найдет применение в области мониторинга потенциально опасных районов.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

На фото обсадная труба в карсте на Мертвом море. Карст глубиной 50 метров образовался в процессе геолога – разведочного бурения.

Следует учитывать, что под провалами и опусканиями грунта, находятся тысячеметровые слои соли и тысячелетние отложения океанической жизнедеятельности, а возвышенности и горные хребты, близко залегающие базальтовые и другие продукты тектонических проявлений. Частые землетрясения, которым подвержена территория Израиля способствуют образованию микротрещин и разломов внутри гор и горных склонов.

Грунтовые воды, дождевые воды, подземные напорные воды проникают в трощено – жильную систему скальных пород и продвигаются по простиранию падения пластов. Как правило это движение в сторону морей и океанов.

Изыскания ученых Израиля выявили, что грунтовые воды у Иерусалима, изливаются в
источниках Эйн-Геди. Пройдя фильтрацию протекая по десяткам километров подземных грунтов, такие источники могут минерализоваться и стать особенно целебными, а соприкасаясь с близкорасположенной магмой, эти источники становятся геотермальными (горячими). В то же время, такие воды идеально подходят для создания карстовых пустот, выбирая слабые породы, растворяя, вымывая или выщелачивая их.

http://www.complexdoc.ru/ntdpdf/549250/metodicheskie_ukazaniya_po_primeneniyu_geofizicheskikh_metodov_dlya_issledo.pdf обнаружения карстов при планировании строительства дорог и других объектов в СССР 1972 г.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Ассоциация «Ученые Юга» предлагает к рассмотрению методы наших партнеров и членов ассоциации: академика Академии Наук Украины Вячеслава Недбая, директора Украинского института «НАНО технологий», который разработал дополнения к представленному методу и определяет пустоты в земной коре (карстовые, другой природы образования, в том числе тоннели)

 

GEOLOGIC EXPLORATION OF MINERAL RESOURCES BY THE METHOD OF RESONANT SCANNING OF SPIN MATERIALS FIELD by Nedbai V.V.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Academician of Ukrainian Academy of Sciences, Doctor of Philosophy, associated professor of Research and Scientific Institute of Nanotechnologies of Ukrainian Academy of Sciences The method consists in processing and testing of aerial photos of earth surface in torsion field and application of mineral resource matrix (that has own spin field).

Mineral resources that underlay in earth interior leave spin track on the photos made from the space or aboard of plane. Atoms in all molecules and crystals have, apart from certain space position, strictly defined relative orientation of spins, from whence all material bodies have own spin field with specific spatial-frequent intensity distribution (spectrum). [1, 2] Large volume of uniform substance (mineral resources deposits) will form collective spin field specific for mineral deposit dominating in certain region.

Considering the fact that spin field is not absorbed by natural environment, and their intensity is not reduced with increase of distance, locally concentrated homogenous material located at arbitrary depth, will form discriminating spin field in a way is if it was located on the surface. That is why, be registering spatial-frequent structure of spin field of geological structures on Earth or part of its surface it is possible to obtain important information on their internal composition. [3.4.5.6.7.]

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

When photographing any territories, own spin fields of these territories that get to the photographic layer together with electromagnetic (light) stream, change orientation of photographic layer atoms in such manner so that the spins of the layer copy the spatial structure of this external spin field.
As the result, any photograph, apart from visible image, has invisible spin image. [3] Understanding of this fact allowed developing the procedure of abstraction of spin images in the photograph by analogy with optical processing of photographs.

After passing of torsion field through the matrix (mineral resources in liquid, solid or gaseous state, for example: oil, metal, methane gas etc.), and spin emission through original photograph, modulated spin emission will reproduce spin structure of spatial spin field that was perceived by photographic layer at the moment of shooting, and activate (get into resonance) those segments of the photograph where, for example, coal, oil bearing of gold bearing mines are located above the earth surface. Figuratively speaking, these areas of surface will be simply exposed.

And vice versa, if there is no material corresponding to the matrix in the studies area, no resonance with photographic layer will occur. These areas of the photograph, after treatment with our generator will leave no visible traces on processed photographic print.

The second stage, meant for specifying more detailed localization and estimation of resources, is the fly-over by plane, when, at the height of 6 000 — 10 000 meters series of region photographs is made, under different slope angles of lens and field generator with matrix.
Analysis of three-dimensional photograph made in such manner will bring the accuracy of estimation to 95%.

Third stage – determination of occurrence depth and approximate volumes of mineral material in the ore. This task is accomplished by directing a signal in microwave range from antenna connected to the source in SHF-field to the earth at fixed angle with following quantitative fixation of signal, reflected from the source of mineral material by receiver unit and mathematical calculation of source parameters according to antenna installation angle and distance from antenna to the point of emergence of reflected signal.

Proposed method is based on amplification effect and reflection of electromagnetic waves in microwave range from stationary mass.
Карстовые пустоты – еще одно испытание народу ИзраиляWhen electromagnetic beam in microwave range with certain frequency gets onto mineral resource, its molecules get excited in the top area and its total field is modified, with vector directed upwards, perpendicularly to the earth surface.

According to the distance from the point of antenna installation to the point of beam entrance (i) according to known antenna installation angle (а), the depth of mineral material occurrence is determined trigonometrically. h= i/2 By locating antenna in various distances, for example, across of gold-bearing mine, we determine the power of Ph horizon and stream width В.
Accuracy of resources occurrence depth determination method makes 100 %.

Application of proposed method allows finding deposits of various resources in the crust of Earth (at the depth of up to 50 km) without exploration drilling, with significant economical effect.
Survey results do not depend on earth surface type (continent, shelf plate, ocean), plant formation, season, weather conditions, providing high efficiency.
After relevant processing of aerial-and-space photographs preliminary boundaries of the minefield and intensity of its expansion in the depth of the area are determined, with accuracy to dozens kilometers.

At the second stage of field survey by fly over the area and probing using specially developed equipment the boundaries and depth of deposition are determined, with accuracy to hundreds meters, as well as scope and optimal points for carrying out drilling works. Mentioned equipment is 40 — 50 times more efficient than equipment and methods applied in geological survey works.

As a matter of fact, this is the equipment of direct vision of mineral resources that permits tracing underground objects at the depth of up to 5 km. Research materials and data analysis provide us with spatial criteria for spatial estimation of the deposit occurrence.
Time required for research makes from 3 weeks to 5 — 8 months, depending on studied area.

The task of our method consists in obtaining information that cannot be acquired through traditional15
methods, or may be obtained with less material costs and time consumption.

We don’t have to carry out: area monitoring; ground engineering and geological routing; preliminary holes drilling and soil probing; geophysical surveys, hydro-geological monitoring, profile surveys; geothermal works; electric logging; gas analysis; samples spectrometry, ultrasound gravity surveys and exploration drilling.

Our method of obtaining results allows significant reduction of terms required for goal achievement, being cheaper due to elimination of resource demanding field survey works in addition to securing required accuracy in determination of boundaries, occurrence depth of oil bearing layers and optimal point for performance of drilling works.

The method and results that it offers are unique and have no analogs in international practice.
As the example, below are given the results of Earth surface photographs processing (photo 1), that allowed finding fluorite deposits (photo 2), copper deposits (photo 3) and wolfram deposits (photo 4).

Photo 5 represents boundaries of hydrocarbon raw materials deposits near the Sea of Azov.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

и геофизических работ зав. кафедрой Горного дела Технический институт (ф) СВФУ в г. Нерюнгри Академия наук РС (Я) д.т.н. профессора Николай Николаевича Гриб, его методы и применяемое оборудование Скала-48, георадар АБДЛ-Тритон, ТЕЛСС-3, а также Тесто-890 прекрасно зарекомендовали себя при прогнозировании возможные места землетрясений на прибрежных территориях Сирии. В последствии Н.Н. Гриб выступал на симпозиуме в Израиле.

ВЫДЕЛЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЯВЛЕНИЙ ПО ДАННЫМ ТЕПЛОВИЗИОННОЙ СЪЕМКИ
Гриб Н.Н., Сясько А.А., Колодезников* И.И., Качаев А.В., Кузнецов П.Ю.
Технический институт (ф) СВФУ в г. Нерюнгри *Академия наук РС (Я)

С целью уточнения генезиса неблагоприятных инженерно-геологических процессов, протекающих на объекте «Взлетно-посадочная полоса аэропорта Тикси» была выполнена тепловизионноя съемка. Тепловизионное обследование проведено тепловизором «Тесто-890».

Благодаря высокому температурному разрешению < 40 мК получены изображения, на которых отчетливо видны даже самые незначительные перепады температур.

При производстве тепловизионного обследования необходимо было учесть ряд особенностей.

Первая особенность – высокая разрешающая способность аппаратуры. Матрица тепловизора имеет размер 640×480 физических пикселей. Это значит, что на полученном снимке мы имеем информацию в виде матрицы температур размером 640×480. Исходная информация представлена в виде снимков в видимом (рис. 1, а) и инфракрасном диапазонах (рис. 1, б).

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

При обработке выполняется экспорт тепловизионного снимка в формат MS Excel в виде таблицы 640 столбцов на 480 строк. Для привязки полученного массива к координатам изучаемой взлетно-посадочной полосы (ВПП) была написана программа пересчета матрицы в таблицу с полями X, Y, T, где X – координата в метрах от профиля 0 к профилю 3, Y – координата в метрах от начала полосы, T – температура в точке.24

По результатам пересчета строился план изотерм для каждого снимка. Преимущества планов изотерм по сравнению с простыми снимками демонстрирует (рис. 2). На этом рисунке приведен план изотерм для снимка на пикете 231 с сечением изолиний 0,2 градуса (рис. 2, а) и 0,05 градуса (рис. 2, б).

Хорошо видно, что возможность варьировать шаг изотерм позволяет отслеживать тонкие особенности изменения температур. Хорошо видно, что сгущение сечения изотерм позволяет зафиксировать подробную тепловую картину.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

По результатам исследований построены планы изотерм для проблемных участков и план изотерм для всей полосы по результатам наблюдений по профилю 3 (рис. 3).

Вторая особенность, которую следовало учесть – изменение температуры в процессе съемки. Один цикл наблюдений занимал примерно четыре часа, в течение которых происходили неизбежные изменения температуры окружающей среды, влияющие на результаты измерений.

Для нивелировки изменения температур в начале и в конце цикла измерений производились замеры на контрольной точке и зафиксированное на ней изменение температуры распределялось по всем замерам.

На рисунке 3 приведён фрагмент сводных разрезов по профилю 3. На плане изотерм в районе пикета 154 отмечается локальное повышение температуры, которое соответствует интервалам растепления, выделяемым по данным электрического зондирования.

Заключительный этап анализа данных. На этом этапе произведено совместное рассмотрение данных по всем геофизическим методам с привлечением результатов тепловизионной съёмки.

Анализ произведён по интервально, начиная с пикета 0 Взлетно Посадочной Полосы (ВПП).

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

По результатам комплексного анализа данных выделено несколько опасных интервалов, ниже приведено их подробное описание.
Интервал 0 – 600 метров.

По данным электроразведки характеризуется сплошным распространением относительно растепленных пород (рис. 4). Следует учесть, что в данном контексте термин «растепленные» не означает породы с положительной температурой. Скорее, это означает интервал разреза с меньшими, чем средний показатель, электрического сопротивлениями пород. На рассматриваемом интервале промежуток ВПП с 0 по 400 метров характеризуется практически повсеместным распространением пород с относительно низким кажущимся сопротивлением.

Данные георадиолокации свидетельствуют о наличии местного переуглубления предполагаемой палеодолины (явно выраженная отражающая граница по профилю 3 (нижний разрез на рис. 5) и фрагментарная граница по профилю 0 – (верхний разрез на рис. 5).

Планы изотерм, представленные на рисунках 4 и 5 в верхней части рисунков построены по данным тепловизионной съёмки по профилю 3. Верхний план – съемка второй половины дня, нижний – съемка раннего утра. Рассматриваемый интервал характеризуется значительными перепадами температур, наблюдаемыми в течение дня. Из явно выделяемых аномалий следует выделить интервал ВПП 549 – 653 метра.

В этом интервале наблюдается локальное повышение температуры поверхности полосы. С учётом того, что сразу за этим интервалом на пикете 729 метров отмечена деформация полосы, а сам интервал совпадает с локальной областью относительно растепленных пород (рис. 4), рассмотренный интервал следует отнести к потенциально опасным. Не исключено, что этот интервал находится в зоне влияния меандра, протекающего на северо западной оконечности полосы водотока.

Исследования выявили чрезвычайно опасные явления – определяющее влияние температурного режима грунтов основания сооружения на безопасность функционирования ВПП. Отмечено комплексное воздействие различных факторов на состояние мерзлых, существенно льдистых пород.

Выделено два наиболее опасных фактора:

1. ВПП построена поперёк древней долины. Как следствие, в разрезе отмечено огромное количество погребённого льда. Помимо этого, по палеодолине зафиксированы функционирующие поверхностные водотоки, действие которых приводит к растеплению многолетнемёрзлых пород.

2. Техногенное воздействие весьма пагубно влияет на состояние многолетнемёзлых пород. Не только водопропускные трубы, прокладка которых приводит к катастрофическим для мерзлоты последствиям, но и силовые кабели под полосой приводят к растеплению вмещающих пород и, как следствие, возникновению связанных с этим экзогенных процессов.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

ВЫДЕЛЕНИЕ ОПАСНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ

Гриб Н.Н. 1, Кузнецов П.Ю. 1, Сясько А.А. 1, Качаев А.В. 1
Технический институт (филиал) ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.
Аммосова» Дата публикации: 26.10.2015

Изучение строения инженерно-геологического разреза площадки под строительство комплекса шпалопропиточного завода ОАО АК «Железные дороги Якутии» (рис. 1) геофизическими методами производилось с привлечением опорного геологического разреза, полученного по результатам интерпретации данных буровых работ.

Глубины буровых скважин опорного геологического разреза составляли 10 м, что вполне достаточно для получения необходимой информации при решении задач данного исследования: определение глубины сезонной оттайки; выделение возможных таликовых зон и зон возможного развития карста; определение глубины залегания кровли коренных пород.

При геофизических исследованиях был использован комплекс геофизических методов: георадиолокация, электрическое зондирование в модификации ДОЗ — дипольное осевое зондирование, сейсморазведка КМПВ (корреляционный метод преломленных волн).

В качестве базового метода в представленном комплексе геофизических методов был выбран метод георадиолокации, что объясняется обеспечением максимальной точности определения положения аномалии по профилю (шаг трасс по профилю наблюдений — 20 см). Для сравнения: шаг точек электрического зондирования по профилю — 20 м, шаг сейсмоприемников в методе КМПВ — 5 м.

Таким образом, точность определения положения аномалии составляет: для электрического зондирования ДОЗ ±10 м, для сейсморазведки КМПВ ±2,5 м, для георадиолокации ±0,10 м.

Интерпретация данных георадиолокации Интерпретация данных георадиолокации осуществлялась в три этапа.

Первый этап интерпретации включал в себя технологические операции обработки первичных полевых данных: анализ исходных радарограмм, объединение фрагментов протяженных профилей, выделение волн-помех, определение уровня относительного нуля шкалы глубин, топографическую привязку меток радарограммы.

Второй этап — выделение георадарных комплексов по угловым и стратиграфическим признакам несогласий.

Третий этап — выделение георадарных фаций мерзлых пород и пород, предполагаемых таликовых зон.

Выделение фации производилось путем визуального анализа волновой картины, при котором исследовались основные параметры: конфигурация осей синфазности; интенсивность осей синфазности; частотный состав записи; протяженность осей синфазности; форма фациальных единиц в пространстве.

Каждый параметр несет определенную информацию о геологическом строении данной части разреза.

Конфигурация отражений позволяет определить основные типы напластования.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Амплитуда отражений зависит от изменения литологии, наличия различных флюидов и используется при прогнозировании латеральной изменчивости отложений. На частотный состав записи влияют взаимное расположение отражающих границ, наличие флюидов и т.д.

Интерпретация данных сейсморазведки КМПВ При обработке абсолютно всех сейсмических профилей была принята трехслойная модель строения: зона малых скоростей, представленная по большей части рыхлыми отложениями верхней части разреза; область мерзлых рыхлых пород; относительно не нарушенные скальные породы. Существенно осложнило интерпретацию наличие техногенных отложений на значительной части профилей.

При интерпретации данных сейсморазведки отмечены следующие особенности разреза:

1. невыдержанность мощности ЗМС (зоны малых скоростей);

2. существенная изменчивость мощности зоны мерзлых пород при относительной выдержанности скоростных характеристик;

3. существенный разброс скоростей распространения упругих волн в третьем слое, соответствующем скальному массиву.

Самой значимой особенностью для последующей комплексной интерпретации при обработке данных сейсморазведки признано выделение мерзлых пород, существенно отличающихся скоростями распространения упругих волн, выделение таликов и потенциально опасных на развитие карста участков.

Проблема выделения ключевых значимых аномалий была решена только на этапе комплексной интерпретации — с привлечением всех доступных видов информации о строении участка.

Интерпретация данных электрического зондирования ДОЗ При интерпретации данных дипольного осевого зондирования важным фактором, влияющим на последующие построения, является определение положения точки отсчета.

С теоретической точки зрения точкой отсчета следует считать середину расстояния между питающим и приемным диполем. Глубина точки отсчета принимается примерно от 1/6 до 1/3 разноса установки. Но по опыту предшествующих исследований наиболее контрастным и геометрически близким к реальному геологическому строению является построение, при котором точка отсчета отнесена к середине питающего (неподвижного) диполя.

Помимо преимуществ визуализации, этот способ построения имеет еще одно неоспоримое достоинство: при отнесении точки отсчета к питающему диполю однозначно отбраковываются аномалии, обусловленные приповерхностными и поверхностными объектами. Тем не менее аномалии, морфологически сходные с аномалиями от приповерхностных неоднородностей, не были отбракованы при обработке данных по участку.

Причина такого подхода в следующем: минимальная глубинность применяемой установки ДОЗ равна примерно 2,5-3 м, глубина возможного обнаружения линз льда примерно такая же. Соответственно, даже приповерхностные аномалии для этих условий исследования могут иметь существенное значение.

Комплексная интерпретация геофизических данных, полученных по площади работ.

Комплексная интерпретация геофизических данных проводилось в соответствии со следующей схемой [1, 4]:

1. выделение значимых аномалий производится путем неоднократных перекрестных сопоставлений геофизических разрезов — сопоставлений разных методов в пределах одного профиля;

2. сопоставление разрезов по отдельным методам между профилями (три разных вида сопоставлений — по числу геофизических методов);

3. сопоставление положения аномальных точек, выделенных в предыдущие этапы увязки разрезов.

По результатам проведения комплексной интерпретации были решены следующие поставленные задачи.

1. Определение глубины сезонной оттайки.
При определении положения кровли мерзлых пород реперным методом стали сейсморазведка, корреляционный метод преломленных волн (КМПВ). В силу особенностей строения верхней части разреза — техногенная отсыпка и подстилающие суглинки — слой талых пород на скоростных разрезах КМПВ отражен в качестве зоны малых скоростей. Средняя скорость распространения упругих волн по профилю составила 600-900 м/с.

Второй по контрастности аномалий метод -георадиолокация. Граница талых и мерзлых пород на георадиолокационном разрезе выражена в виде плавной смены характера волновой картины. При обработке данных электрического зондирования выделить четкую контрастную границу не удалось, что скорее всего обусловлено тем, что суглинки, как в мерзлом, так и в талом состоянии, имеют относительно невысокое электрическое сопротивление.

Тем не менее при комплексной интерпретации полученных геофизических данных представляется возможным получить общее представление о температурном строении разреза (рис. 2а).

2. Выделение возможных таликовых зон и зон развития карста.

Задача выделения распространения таликовых зон сводилось к определению участков аномально глубокого (существенно ниже уровня сезонной оттайки) протаивания грунтов. Данные участки в дальнейшем интерпретировались как наиболее вероятные зоны распространения таликов. Основным методом для решения этой задачи стала электроразведка [2, 5] — воронкообразные зоны пониженного сопротивления на геоэлектрическом разрезе позволили определить общую форму таликовых аномалий, которые в дальнейшем уточнялись по данным сейсморазведки и георадиолокации (рис. 2а и рис. 2б).

Зоны развития карста определялись по аномально низким скоростям распространения упругих волн на некоторых интервалах слоя коренных пород (по данным сейсморазведки КМПВ) с привлечением данных георадиолокации.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Основываясь на морфологии выделенных аномалий, можно предположить, что и талики, и карст образовались в результате действия приповерхностных водотоков, текущих по направлению к реке.

Также наблюдается корреляция отметок рельефа дневной поверхности с зонами таликов — в таликовых зонах отмечаются локальные понижения рельефа и ниже по склону — небольшие водоемы (рис. 1).

При этом установлено существенное влияние поверхностных и приповерхностных водотоков на тепловой режим толщи рыхлых пород. Помимо выноса мелкодисперсного материала талой толщи, не исключено образование карстовых полостей в коренных породах с последующим заполнением этих полостей суглинистым материалом, что также приводит к образованию локальных понижений на дневной поверхности (рис. 2а и рис. 2б).

В пределах участка работ выделены три таликовые зоны с глубиной протаивания пород до 20 м и более.

Нижняя граница глубины протайки в существенной мере определяется глубиной положения кровли коренных пород.

3. Определение глубины залегания кровли коренных пород.

При решении этой задачи учитывался фактор наличия мерзлых пород в верхней части разреза.

Наиболее контрастно граница рыхлых и коренных пород выражена на георадиолокационном разрезе. При совмещении построенной по радиолокационным данным границы с электроразведочным и сейсморазведочным разрезами выявлена следующая закономерность — в интервалах профиля, на которых были выделены талики, кровля третьего слоя по данным сейсморазведки практически полностью совпала с построенной границей.

Ситуация с геоэлектрическим разрезом несколько сложнее — совпадение георадиолокационной границы с областью высокого градиента кажущихся сопротивлений наблюдается примерно на 50% профиля, и для решения этой задачи дипольное зондирование привлечено в качестве вспомогательного метода.

На тех интервалах профиля, где отсутствовали предполагаемые талики, аномалии на скоростном и геоэлектрическом разрезах были экранированы аномалиями кровли мерзлых пород. Следует отметить, что существует опасность ложного толкования наблюдаемой георадиолокационной аномалии — аналогичного вида отражения можно получить, исследуя уровень грунтовых вод.

В пользу интерпретации выделенной границы как кровли коренных свидетельствуют следующие факты — абсолютная отметка зеркала воды реки Алдан, протекающей в 400 м от участка работ, составляет примерно 278 м (рис. 3). Отметка выделенной границы — от 265 до 268 м.
При приближении к реке абсолютная отметка предполагаемой кровли коренных пород составляет 260 м.

Это логично вписывается в картину увеличения мощности рыхлых отложений по мере приближения к водотоку и не подтверждает гипотезу о связи аномалии с уровнем грунтовых вод. Таким образом, в результате комплексной интерпретации геофизических данных было установлено, что абсолютная отметка кровли коренных пород достаточно выдержана, а мощность рыхлых отложений составляет в среднем 20 м.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Таким образом, по результатам проведенных инженерно-геофизических изысканий на объекте «Комплекс шпалопропиточного завода в г. Томмот Алданского улуса» установлено следующее.

1. В пределах участка работ расположены три таликовые зоны с глубиной протаивания пород до 20 м и более. По-видимому, нижняя граница глубины протайки в существенной мере определяется глубиной положения кровли коренных пород. Предполагается связь выделенных таликовых зон с грунтовыми водами.

2. С высокой степенью вероятности предполагается наличие карстовых проявлений в коренных породах (кембрийских доломитах). По результатам сейсморазведки определены наиболее значимые области возможного развития карста. В целом, карстовые промоины коррелируют по положению в плане с таликовыми зонами, но есть и исключения — возможные карстовые промоины без выделенных таликов и талики, не сопровождающиеся карстовыми явлениями в коренных породах. Образование карстовых полостей в коренных породах с последующим заполнением этих полостей суглинистым материалом привело к образованию расположенных в крест склона локальных понижений дневной поверхности.

3. Глубина границы сезонной оттайки находится в пределах нормы (за исключением таликовых зон).

4. Выделенные при бурении интервалы монолитного льда (скважина 4, интервал 3,2-7,1 м) на геофизических разрезах не отмечены. Не исключено, что встреченный при буровых работах лед имеет линзовидное распространение. В частности, лед, перебуренный при проходке скважины 4, располагается в локальном понижении кровли мерзлых пород в пределах талика и, вероятно, может быть образован грунтовыми водами, протекающими непосредственно на границе талых и мерзлых пород.

5. Выделена кровля коренных пород. Абсолютная отметка кровли коренных пород достаточно выдержана, мощность рыхлых отложений составляет в среднем 20 м. Отмечено закономерное увеличение мощности рыхлых отложений по направлению к реке Алдан. 6. Отмечена высокая степень корреляции геофизических разрезов с результатами буровых работ.

Рецензенты: Имаев В.С., д.г.-м.н., профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории сейсмологии, Институт земной коры Сибирское отделение Российской Академии Наук, г. Иркутск; Трофименко С.В., д.г.-м.н., профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории сейсмологии и сейсмотектоники, Институт тектоники и геофизики ДВО РАН, г. Хабаровск.

Пристатейные списки литературы

1. Комплексирование методов разведочной геофизики: Справочник геофизика / Под ред. В.В. Бродового, А.А. Никитина. – М.: Недра, — 1984. — 384 с.

2. Знаменский В.В. Общий курс геофизики: Учебник для вузов. – М.: — Недра, 1989. – 520 с.

3. Старовойтов А.В. Интерпретация георадиолокационных данных. Учебное пособие – М.: Издательство МГУ, 2008. – 192 с.

4. Тархов А.Г. Принципы комплексирования в разведочной геофизике / А.Г. Тархов, В.М. Бондаренко, А.А. Никитин. — М.: Недра, 1977. — 221 с.

5. Шевнин В.А., Модин И.Н., и Большаков Д.К. Краткое пособие по электроразведке. [Электронный ресурс] / Москва, МГУ, геологический ф-т, кафедра геофизики: сайт: http://geophys.geol.msu.ru/STUDY/krym/krim008.html (дата обращения 25.05.2015)

Библиографическая ссылка

Гриб Н.Н., Кузнецов П.Ю., Сясько А.А., Качаев А.В. ВЫДЕЛЕНИЕ ОПАСНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2; www.science-education.ru/129-22366 (дата обращения: 14.11.2015).

И опять к Израилю

Как заявил г-н Бромберг, небольшие провалы в земле появляются на максимально близком расстоянии друг от друга из-за чего образуются большие ямы. «Образование этих ям непредсказуемо, и они могут появиться в любую секунду», — отметил ученый.

Каждая такая ямка появляется после оседания почвы, а также одновременного растворения соли непосредственно на дне Мертвого моря при воздействии пресной воды.

Специалистами было подсчитано, что ежедневно на месте бывшего скопления воды появляется минимум одна такая яма. В начале 90-х годов подобных воронок здесь насчитывалось лишь 40, а уже сейчас это число превысило 3 000.

Первая же карстовая воронка образовалась около рассматриваемого озера в середине 80-х годов. После некоторых исследований ученые заявляют, что Мертвое море может полностью высохнуть уже к 2050 году, если не будет предпринято никаких методов по сохранению водных ресурсов этого озера.
Источник: FTimes.ru

Л. Я. Кауфман, к.т.н., Израиль.
Некоторые замечания по поводу проектов спасения Мёртвого моря.

В киоске “Соки, воды”
Давно все соки – воды.
Журнал “Крокодил.” 1954 г.

….7. Некоторые соображений о причинах появления карстовых провалов и о способах борьбы с ними.

Согласно существующим представлениям снижение уровня Мёртвого моря позволило пресным водам из имеющихся источников, а также, и в главную очередь, обильным атмосферным осадкам, проникая в соленосную породу, слагающую побережье, растворять содержащуюся в ней соль, вследствие чего происходят многочисленные провалы на прибрежном шоссе, а также вблизи различных туристических объектов.

Эти провалы могут явиться причинами опасных аварий с человеческими жертвами. Сторонники возрождения Мёртвого моря посредством переброски в него вод Средиземного или Красного моря считают, что, подняв уровень водоёма они тем самым предотвратят и указанные явления.

Как известно линейная зависимость между объемным расходом жидкости и гидравлическим градиентом (уклоном, перепадом давления) в пористых средах подчиняется закону Дарси.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля
рис. 12

На рис. 12 схематически показаны часть грабена Мёртвого моря и возможные потоки, проникающие в соленосные отложения. Полагается, что рассол вовремя, предшествующее современному падению его уровня, уравновешивал напор пресных вод со стороны побережья и тем самым препятствовал образованию карстовых пустот на побережье. Более того, по прекращении дождей рассол проникал в береговую породу и восстанавливал её солевой состав. Тут возникают вопросы, на которые хотелось бы получить ответ.
Согласно закону Дарси перетекание жидкости в пористой среде отсутствует, когда давления на концах фильтрующей части равны между собой. В противном случае жидкость течёт в сторону конца с меньшим давлением. Давление рассола на стенку водоёма на глубине H равно P = 𝜌gH,где p −плотность рассола. Давление пресной жидкости, заполняющей поры береговой породы на той же глубине, равно P1 = p1gH1·p1 −плотность пресной воды, H1 – расстояние по вертикали от точки береговой поверхности до глубины H. Решая неравенство 𝜌1gH1 > 𝜌1 относительно H1, получаем, что при H1 > 𝜌/𝜌1∙H течение жидкости будет направлено в сторону водоёма. Так, например, до глубины Мёртвого моря, раной10 м., подземный поток пресной воды будет проникать в него, если проницаемый слой возвышается над морской поверхностью на 3 м. Понятно, что при небольших перепадах давления и расход пресной воды, направлению к морю, так же будет незначительным. В настоящее время, когда уровень моря опустился на 40 м. образование карстовых пустот происходит значительно интенсивнее.

В то же время за тысячелетия даже небольшие подземные течения пресной воды могли послужить причиной образования карстовых пустот. И возможно в настоящее время имеются пустоты, существующие уже сотни лет. и многие неровности на прибрежной поверхности являются следствием провалов некоторых из этих пустот.

Особо хотелось бы обратить внимание на кепрок, показанный на левом краю рис. 12. Он возвышается на высоту 1000 м. над уровнем Мёртвого моря и сложен солями, гипсом и фрагментами не соляных пород. По всем признакам составляющие его породы являются проницаемыми, следовательно, он является аквифером и в его недрах должны протекать флюиды, в основном пресные или слабо солёные воды.

Учитывая естественную величину напора этих потоков, остаётся только удивляться, что колоссальные пустоты, являющиеся следствием их воздействия, ещё не проявили себя.

Остаётся добавить, что переброска океанической воды в Мёртвое море не только не решит проблему образования пустот и обвалов, но, напротив, усугубит её, поскольку, как показали мы выше, в этом случае поверхностные воды водоёма, контактирующие с берегом, будут скорее всего пресными.

О влиянии структуры пород, из которых сложена береговая полоса. Если это обломочные породы, в которых образующие их зёрна сцементированы солью, то растворение проникающей водой соли (это в большинстве случаев является причиной осложнений при бурении в солесодержащих пластах) не может привести к провалам, т. к. в этом случае порода находится в условии равномерного всестороннего сжатия.

Если порода представляет собой соль с вкрапленными обломками не содержащей соли породы, то и в этом случае провалов не может быть, растворение соли водой приведёт не к провалу, а к оседанию грунта.

Провалы возможны, если структура породы представляет собой купола или пласты, подпираемые солью.

Тогда в случае растворения соли и возникают карстовые пустоты. Когда же усталостные напряжения в провисающей породе начинают превышать предел прочности её, возникают провалы.

О предотвращении катастроф, вызванных провалами в карстовых пустотах.

Нам представляется, что предлагаемое док. М. Танклевским прокладка траншеи вдоль прибрежного шоссе с противоположной от моря стороны с целью перехвата дождевых потоков, чтобы не допустить их к дорожному полотну, бесполезна.

Асфальтовое покрытие непроницаемо, потоки дождевой воды по завершении дождя быстро высохнут, а проникшее по бокам покрытия в пласт незначительное количество влаги не способно существенно повлиять на состояние породы. Основное воздействие на содержащуюся в ней соль, растворяя её, оказывают подземные потоки, образовавшиеся из атмосферных осадков, проникших в грунт на всём пространстве до окаймляющих водоём склонов, а возможно и на самих склонах.

Потоки эти своё воздействие оказывают в процессе медленного протекания в соответствии с законом Дарси в сторону моря. Это подтверждается тем, что провалы под дорожным полотном происходят не непосредственно в период дождей, а в моменты, никак не коррелируемые с временем выпадения осадков.

Почему же провалы происходят не повсеместно, а именно под дорожным покрытием? Возможно, они происходят и в других местах, но оказываются незамеченными. В то же время, появление их на шоссе более вероятно, т. к. движущийся по дороге транспорт оказывает силовые воздействия на полотно, которые, в свою очередь, инициируют усталостные напряжения в кровле возникших под дорогими карстовыми пустотами. На наш взгляд лучшим решением для предотвращения дорожных катастроф, обусловленных провалами, является прокладка дороги на склонах, окаймляющих побережье.

Понятно, что это не простое мероприятие, но в мире имеется богатый опыт проводки дорог в горах, и Израиль вполне в состоянии осуществить такое дорожное строительство, однозначно решающее проблему дорожных провалов.

Появление провалов в зоне расположения туристических объектов с позиции гипотезы их возникновения вследствие снижения уровня Мёртвого моря маловероятно, поскольку уровень Южного бассейна не только не снизился, но наоборот повысился.

Но, учитывая отмеченную нами ранее возможность образования значительных пустот под воздействием высоконапорных подземных потоков с окружающих море склонов, вовсе не следует сбрасывать со счетов возможность наличия их под гостиничными и другими строениями либо вблизи них.

Нам представляется в этой связи необходимость в проведении геофизических исследований для обнаружения подземных пустот (по аналогии мероприятий по обнаружению террористических тоннелей), а затем, в случае их обнаружения, заполнение их через пробуренную скважину бетоном или другим наполнителем.

Есть и другие проблемы почвы, связанные с образованием Мертвого моря.

Рифт [англ. rift — расселина, ущелье] — линейно вытянутая на несколько сот км (нередко свыше 1000 км) щелевидная или ровообразная структура глубинного происхождения. Ширина большинства континентальных и океанских рифтов 30—70 км, однако известны более узкие (5—20 км, напр., Рифт Мертвого моря) и более широкие (200—400 км, Красное море) рифты.
Иорданская рифтовая долина Гхор (иное название — Гор) — тектоническая впадина, расположенная в современном Израиле, в Иордании и Сирии, на Западном берегу и Голанских высотах.

Географический регион включает реку Иордан, долину Хула, Тивериадское озеро и Мёртвое море — самую низкую отметку на Земле.

Протяжённость с севера на юг составляет около 250 км, наибольшая ширина — 25 км. Впадина ограничена крутыми склонами относительной высотой 1000—1400 м.

Не имеет внешнего стока. Климат и естественная растительность — полупустынные.
Через долину проходит Шоссе 90.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Иорданская долина возникла много миллионов лет назад в эпоху миоцена (23,8—5,3 млн лет назад), когда Аравийская тектоническая плита передвинулась на север, а затем на восток от Африки. Спустя миллион лет проход между Средиземным морем и Иорданской рифтовой долиной закрывается, и морская вода прекратила прибывать в долину.

Разлом Мёртвого моря

Разлом или Рифт Мёртвого моря отделяет Аравийскую плиту от Африканской плиты, и соединяет Рифт Красного моря с Восточно-Анатолийским разломом в Турции.

Весьма спорно толкование тектоники рифта Мёртвого моря. Существуют две противоречивые теории о происхождении котловины Мёртвого моря.

Старая теория гласит, что котловина расположена в рифтовой зоне — продолжении Рифта Красного моря или даже Великой рифтовой долины Восточной Африки. Но новейшая теория настаивает на том, что Мёртвое море является следствием разлома вдоль будущего Мёртвого моря, создавшим расширение земной коры с последующим оседанием грунта.

В четверг, 30 июля 2015 года, в 5:39 по местному времени в районе Мертвого моря произошло землетрясение магнитудой 4.4. Хотя никаких сообщений о пострадавших не поступало ни из Израиля, ни из соседней Иордании.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Мертвое море находится на территории Иорданской рифтовой долины – гигантской тектонической впадины, возникшей в миоцен в результате сдвига Аравийской плиты к северу, а затем к востоку от Африки.

По долине, вдоль морского побережья, проходит геологический разлом под названием Рифт Мертвого моря, который является частью Сирийско-Африканского разлома, простирающегося от Сирии до Мозамбика.

Напряжение в этом месте и стало причиной недавнего землетрясения.

Несмотря на то что землетрясение 30 июля не вызвало никаких повреждений, для многих ученых оно стало тревожным сигналом. По мнению сейсмологов, в ближайшем будущем в этом месте неизбежно произойдет гораздо более крупный толчок, поскольку напряжение в разломе продолжает расти. Доктор Шмуэль Марко, посвятивший много лет изучению графиков землетрясений в регионе, сообщил порталу Jerusalem Post, что геологические эксперты должны прислушиваться к намекам в Библии в отношении следующей катастрофы.

Шмуэль Марко отмечает, что крупнейшие сейсмические события в Иорданской рифтовой долине произошли в 39 году до нашей эры, а затем в 363, 749 и 1033 годах нашей эры. В среднем интервал между ними составил 300–400 лет.

«Если мы будем следовать этой природной модели», – говорит ученый, – «то мощное землетрясение можно ожидать уже совсем скоро, поскольку с момента последнего толчка прошла почти тысяча лет».

Предыдущее землетрясение произошло на юге страны в июне, когда толчки достигли силы 5,5. Тогда эпицентр находился в 90 км от Эйлата, к северу от египетского городка Нуэйба на Синае, землетрясение ощущалось в Эйлате, Ашдоде и Беэр-Шеве. И тогда обошлось без разрушений. http://cyberleninka.ru/

Мы, специально заостряем Ваше внимание на карстовых образованиях, воронках, пустотах, пещерах и землетрясениях, они в совокупности несут смертельную угрозу.

Инженерная геодинамика представляет один из основных разделов инженерной геологии, изучающей современные геологические процессы, которые могут оказывать влияние на условия строительства.

Примерами геологических процессов являются оползни, землетрясения, просадки, карстовые образования, овраги и т. д., влияние которых на строительство необычайно важно. В качестве примера можно назвать оползень в долине Вайонт (Италия), унесший 2000 жизней.

Там в горном районе была построена арочная плотина высотой 265 м и создано водохранилище. В 1963 году катастрофический оползень объемом около 300 млн. м3 сполз в водохранилище, и вода была выдавлена из него, образовав волну более 200 метров выше плотины. Пять селений ниже плотины были полностью разрушены в течение 7 минут, а сама плотина почти не пострадала.

Трагедия на плотине Вайонт – яркий пример того, как сочетание множества малозаметных природных факторов, ошибок людей и элементарной человеческой жадности может привести к катастрофе со страшным исходом.

Причины аварии на плотине Вайонт условно можно разделить на две категории: чисто «технические» и «человеческие». Все началось с того, что люди не совсем верно выбрали место для строительства плотины, затем выяснилось, что это место геологически нестабильно (здесь часто происходили слабые землетрясения и оползни). Но компания, строившая плотину, закрывала на все глаза и продолжала работы, так как это сулило немалые барыши.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Страшно, что карстовые пустоты уже сегодня могут быть под народной святыней Масадой или создать пещеру в десятки километров, и при просадке, которой, в нее могут проваливаться дома и дороги города Арада. Сами горы, могут совершать движения в сторону Мертвого моря и это будет, как самое страшное разрушительное цунами в океане или извержения вулкана.

Меры борьбы с карстом

Авторы статьи, лично занимались ликвидацией катастрофы, обрушение Кадарского железно дорожного тоннеля БАМа в 1984 году.

Был применен метод подачи тампонажных цементирующих растворов через серию пробуренных скважин в карстовые пустоты.

Работы дали превосходный результат, строительство тоннеля продолжилось.
Также участвовали в ликвидации других горногеологических осложнениях при строительстве наземных и подземных объектах.

В городе Минске, Белоруссия при строительстве подземного городского метро, над ним, на поверхности начало проседать здание имеющее большую историческую и культовую ценность, было принято решение провести специальные работы.

Пробурили десятки наклонных скважин по окружности с направлением к центру здания и через них под давлением 250 – 270 атм. закачали тампонажно — цементный раствор. По «иронии судьбы» или при технической ошибке, здание приподняли на несколько миллиметров выше, что никак не отразилось на техническом и эстетическом виде последнего.

Мы готовы оказать помощь в исследовании и ликвидации карстовых проявлений на территории в районе Мертвого моря со стороны Израиля и Иордании.

1. Планировка территорий для отвода поверхностных вод с закарстованных участков, чтобы прекратить поступление воды и остановить растворение пород.

2. Дренаж подземных вод – с той же целью, по отношению к подземным водам.

3. Устройство противофильтрационных завес – цементация, битумизация. Этим отводятся подземные воды и увеличивается прочность пород.

4. Обрушение кровли карстовых пустот и заполнение их глинистыми грунтами – на дорогах, при строительстве трубопроводов, других дорожнотранспортных объектах.

5. Устройство опор глубокого заложения с опиранием на незакарстованные породы (сваи, колонны).

6. Конструктивное усиление зданий и сооружений, существующих и планируемых.

Инженерные методы борьбы, которые предлагаются, называют активными. Это набор комплексных мер, направленных на то, чтобы заполнить ниши и прорехи, которые есть под землёй, а также расколы в карбонатных породах раствором цемента или бетона, соляных глиной или специальными растворами.

Используют и метод, который может защитить строения большого значения — изоляция режима гидрогеологии путём исключения водного отбора.

В зависимости от степени закарстованности пород в проектах цементации предусматривают одно, двух, трех и даже четырехрядные цементационные завесы; шаг между скважинами назначается равным от 2 до 5 м. Глубина цементационных скважин определяется глубиной распространения карста в массиве горных пород.

У подножья гор, в местах проявления русла дождевых потоков, сформировавшиеся на протяжении десятилетий, устраиваются водоловушки протяженностью от 40 до 300 метров в зависимости от рельефа местности. Борта водоловушки сходятся под углом к центру и оттуда по трубе, под автомобильной дорогой и другими конструкциями направляют водный поток в Мертвое море.

http://www.uralst.ru/model.php?id=915 http://rimera.com/products/ustanovki-nasosnye тампонажная станции,
http://www.woma.de/ru_woma_tv.htm?movie=Descaling_ru.flv насосы высокого давления, которые
можно использовать для подачи растворов в карстовые пустоты под здания.

Авторы выражают особую благодарность ученым, исследователям и всем, кто размещает информацию в свободном доступе в интернете, что позволяет конструктивно и плодотворно работать. Большое всем спасибо.

 

Новости последних двух лет о развитии и появления карстов.

Японские рабочие закапывают 30-метровую яму в центре города
За работой японских дорожно-строительных служб можно наблюдать бесконечно. За пять суток беспрерывной работы они умудрились восстановить коммуникации и засыпать провал, открывшийся на оживленном перекрестке двух дорог, одна из которых пяти полосная, а на второй не меньше двух полос.
Youtube 4 дня назад в 18:00

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Провал возник на оживленном перекрестке в центре японского города Фукуока. В городе полтора миллиона жителей, университет и промышленные предприятия, поэтому проблемы с трафиком там не хуже московских, и надолго оставить закрытыми несколько кварталов в центре было нельзя.
К тому же дыра в земле появилась прямо перед загруженным железнодорожным вокзалом.
Японские дорожники приехали, укрепили стенки ямы и, работая днем и ночью, засыпали провал, положили новый асфальт и нарисовали разметку за трое суток с небольшим.
https://www.youtube.com/watch?v=TLUgEXI9RYI

В Китае десятки домов ушли под землю (фото)
20 декабря 2015 17:12

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Стихия — страшная сила. В один момент рушит привычную жизнь, превращая в руины все на своем пути.44
В Китае в результате оползня сразу 22 дома просто провалились под землю. Как минимум 41 человек числится пропавшим в городе Шэньчжэнь. Около 900 людей удалось спасти. сообщает «Главное».

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

По меньшей мере 41 человек числится пропавшим без вести после оползня в китайском городе Шэньчжэнь. По сообщениям китайских информагентств, 22 здания ушло под землю.

Около 900 людей удалось спасти, поиски продолжаются. Оползень произошел в индустриальном парке на северо-востоке города. В результате ЧП также произошел взрыв на близлежащей автозаправке.

В воскресенье, 20 декабря, около 11.40 по местному времени на территории промышленного парка в городе Шэньчжэнь на юге Китая произошел оползень, похоронивший под собой 20 зданий, в том числе два общежития, сообщило Центральное телевидение Китая.

Согласно информации полиции, большинству находившихся в зданиях людей удалось спастись, однако некоторые оказались заблокированными под обломками.
Уже спасены семеро людей, но спасатели заявляют об обнаружении других признаков жизни под завалами.

Ситуация осложняется усиливающимся дождем. На ликвидацию последствий катастрофы мобилизованы 600 спасателей. Сообщений о погибших пока нет.

Ученые предсказали образование гигантских воронок на севере России

Глобальное потепление и следующее за ним таяние вечной мерзлоты может привести к образованию на севере России гигантских воронок. В зоне риска оказались, в частности, города Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО).

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на заместителя директора по науке Института нефтегазовой геологии и геофизики (ИНГГ) СО РАН Игоря Ельцова.

Полости в земле могут образоваться из-за разрушения газогидратов и выхода на поверхность метана.

В случае сохранения современных темпов потепления опасности потенциально подвергаются города Новый Уренгой, Надым и Салехард. Глубина слоя вечной мерзлоты в разных районах Нового Уренгоя составляет 8−20 метров и пока газогидраты находятся в защищенной температурной зоне, ведут себя стабильно.

В качестве примера того, как может произойти их разрушение, ученый описал ситуацию на острове Самойловский. На этой территории газогидраты находятся при температуре минус девять градусов Цельсия. «Чтобы они начали активно разлагаться, выходить в газообразное состояние, нужна температура около ноля.

Это большой температурный запас. Такого запаса на территории Ямала, особенно его южной оконечности, нет», — сказал Ельцов.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Для сравнения, в мире подземные запасы метана в форме газа оцениваются в 200 триллионов кубических километров, тогда как в твердой форме этого соединения (газогидратов) в миллион раз больше.

Значительные их доли находятся в вечной мерзлоте, на которую приходится 33 процента территории России.

Эти выводы ученые сделали по результатам второй экспедиции к Ямальским кратерам, которая завершилась 12 сентября 2015 года. Впервые воронки на севере России были обнаружены в прошлом году (в ходе первой экспедиции). Кратеры, предположительно, образовались в результате таяния вечной мерзлоты, разрушения газогидратов и высвобождения больших объемов метана.

Это привело в росту давления и взрыву, сформировавшему характерную для воронок полость. В ходе последней экспедиции ученые заметили рост диаметра воронки (с 40 до 50 метров), которая почти вся заполнилась водой. Предположительно, через год кратер превратится в типичное тундровое озеро.

ГАЗАГИДРАТЫ
Газовые гидраты (также гидраты природных газов или клатраты) — кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Природные газовые гидраты представляют собой метастабильный минерал, образование и разложение которого зависит от температуры, давления, химического состава газа и воды, свойств пористой среды и др.

Морфология газогидратов весьма разнообразна. В настоящее время выделяют три основных типа кристаллов:

  • Массивные кристаллы. Формируются за счёт сорбции газа и воды на всей поверхности непрерывно растущего кристалла.
  • Вискерные кристаллы. Возникают при туннельной сорбции молекул к основанию растущего кристалла.
  • Гель-кристаллы. Образуются в объёме воды из растворённого в ней газа при достижении условий гидратообразования.

В пластах горных пород гидраты могут быть как распределены в виде микроскопических включений, так и образовывать крупные частицы, вплоть до протяжённых пластов многометровой толщины.

Благодаря своей клатратной структуре единичный объём газового гидрата может содержать до 160—180 объёмов чистого газа. Плотность гидрата ниже плотности воды (для гидрата метана около 900 кг/м³).

В приведенной ниже таблице мы видим, что в будущем основным видом углеводородного сырья становится газ, а точнее газогидрат.

При повышении температуры и уменьшении давления гидрат разлагается на газ и воду с поглощением большого количества теплоты. Разложение гидрата в замкнутом объёме либо в пористой среде (естественные условия) приводит к значительному повышению давления.

Гипотеза о метангидратном ружье (англ. clathrate gun hypothesis) — обобщённое наименование для серии гипотез о том, что растущая температура океана (и/или падение его уровня) может запустить внезапное высвобождение метана из отложений гидратов метана под морским дном, что, ввиду того, что метан является сильным парниковым газом, в свою очередь приведёт к дальнейшему росту температур и дальнейшей дестабилизации гидратов метана — в результате запуская само усиливающийся процесс, в той же мере неостановимый, как уже начавшийся выстрел из ружья.

В своей исходной форме гипотеза предполагает, что «метангидратное ружьё» может привести к само усиливающемуся внезапному глобальному потеплению в течение времени, меньшего, чем время человеческой жизни, и могло быть причиной периодов потепления в течение и в конце последнего ледникового периода. Это предположение впоследствии не подтвердилось.

Однако ряд более поздних исследований показывает, что само усиливающееся разложение метангидратов могло приводить к резким изменениям океана и атмосферы Земли несколько раз в прошлом в течение промежутков времени в десятки тысяч лет; наиболее заметно среди этих событий массовое пермское вымирание, произошедшее 251 миллион лет назад, когда вымерло 96 % видов земных организмов.

В нашем недалеком прошлом подобное высвобождение газогидратов могло привести к гибели Содома и Гоморры, в дальнейшем разлом в земной коре закрылся и началось новое накопление метана в твердом состоянии.

В малых карстовых пустотах и трещинах происходит разложение гидрата с выделением большого количества энергии, что приводит к расширению трещин, увеличению карстовых образований.

На дне интересующий добытчиков метан, находится под мощнейшим давлением в свернутом состоянии и в форме твердых гидратов.

До гидратов тяжело дотянуться, а главная проблема добычи газа из метангидратов с морского дна состоит в том, что при бурении или другом нарушении герметичности метан выходит из гидратов. Целостность и стабильность метангидратов поддерживает только давление толщи воды.

И ещё
Intrigue Carst https://www.youtube.com/watch?v=WyxeL6Ev45c In the state of Mississippi in a huge crater 15 land vehicles. Videos, photos Author STORM News 09/11/2015 in Meridian Mississippi, USA There were no casualties. The size of the pit 15 meters wide and 183 meters. The probable cause of the failure is called rain. Precipitation, informs television channel WTOK, exceeded 25 cm.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля
Huge sinkhole swallows nearly 15 vehicles in Meridian

Our problems!
Ashkelon 09/11/2015 The police stressed that the most significant damage was caused Ben Yehuda Street, «a part of the roadway and the pavement collapsed into the gaping hole. By decision of the police, traffic on this route will
be closed until further notice. » https://www.youtube.com/watch?v=GsKGpi7zYRk

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

This can occur on the territory of the Dead Sea chemical factories, hotels and roads.

Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля Карстовые пустоты – еще одно испытание народу Израиля

Любые непродуманные действия, вмешательство в водный баланс, нарушение равновесия подземных структур, изменения газового состава атмосферы, приведёт к необратимым процессам в природе планеты Земля и возможному сценарию исчезновению человечества.
Б. Френкель

Поделиться с друзьями:
"Ученые Юга"