지질 과학

실용적인 적용

에너지 및 광물 자원 탐사

지난 세기 동안 산업은 빠르게 발전했으며 인구는 급격히 증가했으며 생활 수준은 향상되어 에너지 및 광물 자원에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. 지질 학자와 지구 물리학 자들은 화석 연료 (석탄, 석유, 천연 가스 등)와 지열 에너지의 농도에 대한 탐사를 이끌 었으며 최근 몇 년 동안 응용 분야가 성장했습니다. 그들은 또한 상업적으로 귀중한 광물 매장을 찾는 데 중요한 역할을 해왔습니다.

석탄

18 세기 후반과 19 세기의 산업 혁명은 석탄으로 연료를 공급 받았다. 대부분의 현대 산업 국가에서 석유와 천연 가스가 주요 에너지 원으로 대체되었지만 석탄은 여전히 ​​중요한 연료로 남아 있습니다.

미국 지질 조사국은 지금까지 세계에서 채굴 할 수있는 석탄의 약 2 %만이 착취 된 것으로 추정했다. 알려진 매장량은 300 ~ 400 년 이상 지속되어야합니다. 또한, 예를 들어 1980 년대 중반 인도 북서부의 라자스탄에서 발견 된 갈탄 분지와 같이 새로운 석탄 분지가 계속 발견되고 있습니다.

석탄 탐사 지질 학자들은 석탄이 두 가지 다른 지각 환경에서 형성되었다는 것을 발견했다: (1) 안정적인 대륙 마진의 늪 해양 델타, (2) 대륙 지각의 그라 벤 (2 개의 평행 정상 결함 사이의 길고 좁은 트로프). 이것과 석탄을 포함하는 퇴적암층의 유형을 알면 지질 학자들은 석탄이있는 지역을 쉽게 찾을 수 있습니다. 따라서 주요 관심사는 석탄의 품질과 석탄층 또는 솔기의 두께입니다. 이러한 정보는 석탄이 발생하는 암석을 뚫어 얻은 샘플에서 얻을 수 있습니다.

석유 및 천연 가스

20 세기 후반에는 석유 제품의 소비가 급격히 증가했습니다. 이로 인해 미국의 많은 기존 유전이 고갈되고 새로운 매장지를 찾기위한 집중적 인 노력이 이루어졌습니다.

상업적인 양의 원유와 천연 가스는 일반적으로 퇴적 된 대륙 마진을 따라 퇴적암과 대륙 내 유역에서 발견됩니다. 이러한 환경은 액체 및 기체 탄화수소의 형성 및 축적에 도움이되는 지질 조건 및 암석 유형 및 구조의 특정 조합을 나타낸다. 여기에는 적합한 소스 암석 (검은 셰일과 같은 유기적으로 풍부한 퇴적암), 저수지 암 (다공성 및 투과성이 높은 석유 및 가스를 보유 할 수있는 고 다공성 및 투과성), 그리고 더 높은 상향 이동을 방해하는 불 침투성 암석이 포함됩니다. 유체. 이러한 소위 캡 암석은 석유 트랩을 형성하는데, 이들은 석유 껍질 트랩을 형성하는데, 이들은 지각 변형에 의해 생성 된 것인지 또는 원래의 퇴적 패턴에 의해 생성 된 것인지에 따라 구조적이거나 계층적일 수있다.

석유 지질 학자들은 유망한 지역의 지표면과 지표면 특성을 매우 상세하게 매핑하여 이러한 지질 학적 환경에서 석유 매장량에 대한 검색에 집중합니다. 지질 표면지도는 하위 자르기 퇴적암과 폴딩의 초기 단계에서 적진에 의해 형성된 융 기부와 같은 구조적 함정과 관련된 특징과 결함 파열에 의해 생성 된 선을 보여줍니다. 이러한 종류의지도는 직접 관찰을 기반으로하거나 항공기 및 지구 궤도 위성, 특히 멀리 떨어진 지형의 사진으로 구성 할 수 있습니다. 지하지도는 잠재적 인 숨겨진 지하 구조물과 석유 트랩을 형성 할 수있는 퇴적암 체의 측면 변화를 보여줍니다. 이러한 특징의 존재는 중력 측정, 지진 방법 및 탐색 적 시추로부터의 시추공 샘플의 분석을 포함하는 다양한 수단에 의해 검출 될 수있다. (이러한 기술에 대한 설명은 지구 탐사를 참조하십시오.)

탐색 지역에서 석유 지질학자가 사용하는 또 다른 방법은 늪, 개울 또는 호수에서 지표수를 채취하는 것입니다. 물 샘플은 미량의 탄화수소에 대해 분석되며, 그 존재는 지하 석유 트랩에서 누출을 나타냅니다. 지진 프로파일 링과 함께이 지구 화학적 기술은 종종 해양 석유 축적을 검색하는 데 사용됩니다.

오일 침전물이 실제로 발견되고 시추가 잘 진행되면, 석유 지질 학자들은 코어 샘플에서 저수지 암석의 깊이와 두께는 물론 다공성 및 투과성을 결정할 수 있습니다. 이러한 정보를 통해 존재하는 오일의 양과 복구가 용이 한 것으로 추정 할 수 있습니다.

세계 석유의 약 15 %만이 착취되었지만 석유 지질 학자들은 현재 수요율에서 회수 가능한 석유의 공급이 100 년을 넘지 않을 것으로 추정합니다. 경제적 인 지질 학자들은 재래식 원유의 급격한 고갈로 인해 잠재적 인 보충 석유 자원으로서 오일 셰일과 타르 샌드를 탐색했습니다. 그러나, 이들 물질로부터 오일을 추출하는 것은 매우 비싸고 에너지 집약적이다. 또한, 추출 공정 (광업 및 화학 처리)은 특히 발생 지역에서 환경 문제를 제기합니다. 그럼에도 불구하고 오일 셰일과 타르 샌드는 풍부하며 복구 기술의 발전으로 여전히 대체 에너지 자원이 될 수 있습니다.

지열 에너지

또 다른 대체 에너지 자원은 지구 내부의 열입니다. 이 에너지의 표면 표현은 화산, 푸마 롤, 증기 간헐천, 온천 및 끓는 진흙 풀에서 나타납니다. 지구 물리학 적 데이터로 구성된 전역 열 흐름 맵은 가장 높은 열 흐름 영역이 활성 판 경계를 따라 발생 함을 보여줍니다. 사실상 지열 에너지 원과 화산 활동 지역 사이에는 밀접한 관련이있다.

지열 에너지를위한 다양한 응용 프로그램이 개발되었습니다. 예를 들어 아이슬란드의 레이캬비크와 같은 지역의 공공 건물, 주거용 주택 및 온실은 온천과 지열 우물에서 펌핑 된 물로 가열됩니다. 이러한 원천의 온수는 또한 토양을 가열하여 작물 생산을 늘리고 (예: 오레곤에서) 조미료 목재 (예: 뉴질랜드 일부)를 위해 사용됩니다. 그러나 지열 에너지의 가장 중요한 적용은 전기 생성입니다. 최초의 지열 발전소는 1900 년대 초 이탈리아 라 데렐로에서 가동되기 시작했습니다. 그 이후로 아이슬란드, 일본, 멕시코, 뉴질랜드, 터키, 중국의 티베트 자치구 및 미국을 포함한 다양한 국가에 유사한 시설이 건설되었습니다. 대부분의 경우 터빈은 지하 지열 저수지와 간헐천에서 추출 된 과열 된 물과 분리 된 증기로 구동됩니다.