بحث فى علم الجيلوجيا الحلقة 4

دور مصادر الطاقة الاحفورية

الطاقة الاحفورية: انماط من الطاقة المحفوضة داخل مكامن خاصة في جوف الارض خلال طبقات لها صفات معينة(النفط، الغاز، الفحم، المعادن المشعة).

نظريات الاصل غير العضوي للبترول:

1- ان البترول تكون في باطن الارض عن طريق التفاعل بين الماء و كربيدات العناصر المختلفة، عند درجات حرارة عالية، و الذي ينتج غاز الاستيلين و الذي بدوره يتكاثف بعملية البلمرة ليكون جزيئات الهيدروكربونات التي توجد في زيت البترول.

و الاعتراض على هذه النظرية يكمن في:

1- الكربيدات موجودة بكميات ضئيلة و في الصخور النارية التي يندر وجود البترول فيها

2- عجزت هذه النظرية عن تفسير وجود مواد كثيرة في زيت البترول المستخرج

2- ان البترول كان من اصل كوني: تكون خارج الارض ثم سقط على شكل امطار من السديم الاساسي الذي كون المجموعة الشمسية

نظريات الاصل العضوي للبترول:

- المواد المستخرجة من البترول لها ما يشبهها من الاحياء

- البترول موجود فقط في الصخور الرسوبية

- المواد التي بمكن ان تترسب داخل بيئة الترسيب و التي حدثت لها عمليات تحويلية بالضغط و الحرارة لتتم عملية التحلل بمعزل عن الهواء للمواد العضوية التي دفنت مع الرسوبيات تتحول لتكون البترول او الفحم

التشابه بين البترول و الفحم

- يعتقد بوجود تشابه في الاصل بين الفحم الحجري و زيت البترول

1- اعتقاد ان الفحم و البترول يتكون من نفس المواد و لكن تحت ظروف تكوين (فيزيائية و كيميائية) مختلفة

2- اعتقاد ان الفحم و البترول يتكون من مواد مختلفة و لكن تحت ظروف تكوين واحدة

3- تواجد الغاز الطبيعي مصاحبا للفحم الحجري و لزيت البترول ادى الى:

- الاعتقاد السائد ان الفحم و الغاز المصاحب له نتج من تحول النباتات التي دفنت سريعا و ذلك بمعزل عن الهواء الجوي، و تحت ظروف حرارة و ضغط على امتداد ملايين السنين.

- و ان زيت البترول و الغاز المصاحب له تكون بنفس الطريقة(الدفن السريع بمعزل عن الهواء الجوي) و لكن بتحول النباتات و الحيوانات البحرية و بوجود عوامل كيميائية كانت سائدة في بيئة الترسيب تساعد في تكوين سائل البترول

هجرة البترول

- هجرة البترول تكون من اماكن التكوين الى مكامن التخزين او المصائد البترولية، و ذلك يستلزم ان يكون ضغط مكامن التخزين اقل من ضغط مكامن التكوين.

- مكامن الخزين تكون اما تركيبية او استرتجرافية(طبقية) او مشتركة

- اماكن تكوين الزيت يجب ان تكون مسامية و قادرة على انفاذ السوائل بسهوله الى مكان اخر.

- لابد ان يكون للمصيدة غطاء علوي غير منفذ

- في مكامن التخزين(المصائد) يكون الغاز في الاعلى ويكون تحته البترول ثم الماء

دور مصادر الطاقة الاحفورية

- وسائل المواصلات - الكهرباء

- صناعات البتروكيماويات - اخرى

تطور تاريخي

بداية انتاج البترول و تميزه كأحد العلوم منذ قرن من الزمان

قد مرت بخمس فترات من التطور و الان المرحلة السادسة.

1- فترة ما قبل التطبيقات الجيولوجية – 1842- 1901

كانت اكتشافات البترول بالرشح السطحي. و ظهور نظرية الطيات الحاوية للبترول في قمم تلك الطيات

2- فترة 1901 –1925

استكشاف بترول تكساس.

نجاح نظرية الطيات البترولية في الكشف عن البترول في اماكن اخرى مثل ايران.

تطور اساليب البحث و التنقيب كنتيجة لزيادة الطلب.

3- فترة 1925 – 1945

تطور اساليب الحفر

4- فترة 1945 – 1960

زيادة الحاجة للبترول.

اكتشاف المخزون البترولي الضخم في النصف الشرقي للكرة الارضية.

تضاعف اعمال الحفر الاستكشافي في امريكا و تطور علم الجيولوجية السطحية.

بداية التنقيب عن البترول في المناطق البحرية الضحلة- المكسيك-

استخدام الوسائل الجيوفيزيائية في اعمال التنقيب

5- بعد عام 1960

التقدم التكنولوجي و تطوير وسائل التنقيب الجيوفيزيائي.

ارتفاع اسعار البترول و انتقال مركز الانتاج من امريكا الى منطقة الخليج العربي.

المـــــــــيـــــاه

المياه عبر الزمن

تكون الغلاف المائي:

1- نشاط بركاني كثيف بمعدلات عالية

2- تكون غازات ثاني اكسد الكربون و النيتروجين و الهيدروجين بكثافة كبيرة

3- نشأت الأجزاء الأولى من الغلافين المائي و الجوي

4- ساهم المجال المغناطيسي للارض في عدم هروب الغازات الى الفضاء الخارجي

5- تميزت الارض ببيئة مختزلة لعدم وجود غاز الأكسجين

6- و تميز الغلاف الجوي بغياب طبقة الأزون التي تنتج من ارتطام الأكسجين بالأشعة فوق بنفسجية

7- خصائص الغلافين الجوي و المائي يختلفان تماما عما هو عليه ألان

دورة المياه في الطبيعة

قال تعالى " و جعلنا من الماء كل شيء حي"

وقال تعالى " ألم تر أن الله انزل من السماء ماء فسلكه ينابيع في الأرض ثم يخرج به زرعا مختلفا ألوانه ثم يهيج فتراه مصفرا ثم يجعله حطاما إن في ذلك لذكرى لأولي الألباب"

الدورة الطبيعية للمياه في القرآن " يعلم ما يلج في الأرض و ما يخرج منها و ما ينزل من السماء و ما يعرج فيها و هو الرحيم الغفور"

عناصر الدورة المائية :

1- البخر – و ما يعرج فها – الله الذي يرسل الرياح فتثير سحابا-

2- الرياح و الغيوم:قال تعالى " الله الذي يرسل الرياح فتثير سحابا فيبسطه في السماء كيف يشاء" و قال تعالى " ألم ترى أن الله يزجي سحابا ثم يؤلف بينه ثم يجعله ركاما فترى الودق يخرج من خلاله و ينزل من السماء من جبال من برد فيصيب بها من يشاء و يصرفه عمن يشاء يكاد سناء برقه يذهب الابصار"

3- الأمطار - تساقط المياه – " و أرسلنا الرياح لواقح فانزلنا من السماء ماء"

4- الجريان السطحي " انزل من السماء ماء فسالت أودية بقدرها" و قال تعالى" او لم يروا أنا نسوق الماء إلى الأرض الجزر"

5- المياه الجوفية : قال تعالى " الم ترى ان الله انزل من السماء ماء فسلكه ينابيع في الارض" و قال تعالى" و انزلنا من السماء بقدر فاسكناه في الارض و انا على ذهابه لقادرون"

6- الخط الفاصل بين المياه العذبة و المالحة(بسبب اختلاف الكثافة): قال تعالى " الذي مرج البحرين هذا عذب فرات و هذا ملح أجاج و جعل بينهما برزخا و حجرا محجورا"

الموارد المائية في الوطن العربي

تتميز الموارد المائية في الوطن العربي بالندرة و عدم انتظام توزيعها في الزمان و المكان

المناخ جاف – زيادة الطلب على المياه الجوفية-

80% من الوطن العربي صحراء منبسطة

سهول الوطن العربي تتوزع بين المجاري المائية و الشواطئ البحرية و سفوح الجبال

مصادر المياه في الوطن العربي: تقليدية و غير تقليدية

1- المصادر التقليدية:

1- الامطار: 100 – 200 مم ، 50% من هذه الامطار تسقط على السودان، الحصاد المائي من خلال انشاء سدود التغذية للمياه الجوفية، كمية مياه الامطار تقدر ب 2213 مليار م3 لا يستفاد إلا بجزء قليل و الباقي يذهب بالتبخر او الى البحر.

2- المياه السطحية:اودية دائمة الجريان(الانهار)- النيل و دجله و الفرات- اودية موسمية - 296 مليار م3

3- المياه الجوفية : متجددة 42 مليار م3

غير متجددة 15000 مليار م3

2- المصادر غير تقليدية

1- مياه الصرف المعالجة

2- تغذية الخزانات الجوفية بمياه السيول

3- استيراد المياه

4- مياه البحر المحلاة: 2.4 م3 /السنة 67% من الانتاج العالمي

ومن طرق التحلية:

- التقطير - الترشيح الكهربائي - التناضح العكسي

- التقطير الومضي المتعدد المراحل وهي الاكثر شيوعا و ذلك لفاعليتها و كفاءتها و قلة تكلفتها

تحلية المياه

تحلية المياه تعني انتاج مياه عذبة من مصدر مائي مالح بصلاحية مقبولة و تكلفة معقولة

طرق تحلية المياه

1- طريقة التقطير الومضي متعدد المراحل: تعتمد هذه الطريقة على حقيقة ان الماء يغلي عند درجات حرارة متدنية كلما تعرض الى ضغوط منخفضة.

2- طريقة التقطير بالغليان: يتم امرار الماء داخل انابيب معدنية رأسية داخل حجرة مملوءة بالبخار ، فيحدث تبادل في الحرارة بين البخار في الحجرة و الماء البارد في الانابيب، مما يحول بعض الماء البارد الى بخار و الذي يتكاثف بدورة عندما يبرد

3- طريقة التناضح العكسي: تستعمل هذة الطريقة أغشية ذات مسام دقيقة يضخ خلالها الماء المالح المضغوط حيث ينفذ الماء العذب من الاغشية تاركا الملح وراءه

الطاقة الشمسية وسيلة مناسبة و طاقة بديلة من اجل تخفيض تكلفة تحلية المياه

رخيصة-متوفرة-متجددة

تنمية موارد المياه في الوطن العربي

الاستهلاك 156 مليار م3 عام 1980 : 139 مليار م3 سطحية، 12 مليار م3 جوفية، 5 مليار م3 مياه صرف زراعي، 83 % للقطاع الزراعي

اراضي قابلة للزراعة 198 مليون هكتار (14%) من المساحة الكلية للوطن العربي

استغلال الخزنات المائيه الضحلة : بمعدلات عالية--> انخفاض مناسيب المياه الجوفية وتدهورها و تداخل مياه البحر المالحة في الخزانات الساحلية و الداخلية

استغلال الخزانات المائية العميقة: ضخ زائد بدون تعويض حقيقي--> عملية تعدين المياه(أن ما يستغل منها ينفذ و لا يتم تعويضه)

اقامة السدود المختلفة على النهار الدائمة و الاودية الموسمية- تغذية المياه الجوفية-

عوائق تنمية الموارد المائية:

1- نقص الاستثمارات اللازمة لتميل مشاريع المياه

2- سؤ استخدام و استغلال المياه (ادارة الموارد المائية)

1- اساليب الري، قلة الكوادر الفنية، 2- الضخ الجائر (غير مدروس)-ملوحة زائدة-

3- سؤ ادارة الملوثات-تلويث المياه الجوفية- 4- الاستخدام الزائد للاسمدة الكيماوية

لتنمية الموارد المائية يجب الاخذ بعين الاعتبار الجوانب: السياسية و الاقتصادية و الاجتماعية و المهنية.

تلوث المياه: أضافة مواد او طاقة بطريقة طبيعيه أو صناعية

مصادر التلوث:

1- مصادر طبيعية:

1.1 تداخل مياه البحر المالحة في المياه الجوفية العذبة في المناطق الساحلية و قد يزيد الضخ الشديد من تفاقم المشكلة

1.2 تداخل المياه العميقة المالحة في المياه الجوفية الضحلة الأكثر عذوبة- الضخ الجائر للمياه الجوفية العميقة-

2- مصادر التلوث البشرية

مصادر حضرية :

- التسرب من شبكات الصرف الصحي و الذي يتمثل في المشاكل البيئية التالية:

1- تلوث مياه الانهار و المياه الجوفية الضحلة

2- تلوث الشواطىء و خطوط السواحل

3- تدمير الكائنات البحرية

4- تلوث المياه السطحية عن طريق الاثراء الغذائي

- النفايات السائلة في المناطق الحضرية الناتج عن الاستخدامات المنزلية و الصناعية تؤدي الى تلوث المياه و زيادة سمية الملوثات

- مكامن النفايات الصلبة تؤدي الى تلوث المياه الجوفية بعناصر ضارة كالحديد و المنجنيز و الكلور و النترات، بالاضافة الى غازات ضارة كالميثان و ثاني اكسيد الكربون و الامونيا و كبريتيد الهيدزوجين

مصادر صناعية:

- تسرب المواد البترولية و الكيماوية من الخزانات و المراكب و شبكات الانابيب، يهدد تلوث مصادر المياه

- نفايات انشطة التنجيم( مناجم القحم و الفوسفات و اليورانيوم و الحديد…) تؤدي الى تلوث المياه السطحية و الجوفية

- مياه حقول البترول التي تحتوي على املاح ذائبة و عناصر ضارة تؤدي لتلوث المياه السطحية(الانهار) و المياه الجوفية

- النفايات المشعة تعتبر تلوث عالي الدرجة و تحتوي على مواد عالية السمية

مصادر زراعية:

- ملوثات مياه الصرف الزراعي تؤدب الى زيادة تركيز املاح الكالسيوم و الماغنيسيوم و الصوديوم و الكبريتات و الكلوريدات و النترات

- النفايات الحيوانية: تلوث مياه الصرف باملاح اهمها النترات

- الاسمدة الكيماوية: الاسمدة النيتروجينية يتم امتصاصها جزئيا و بالتالي تكون مصدر للتلوث، الاسمدة الفسفورية و البوتاسية قليلة التلوث

- محسنات التربة: مثل الجير و الجبس و الكبريت، حيث يتسرب جزء منها الى المياه الجوفية و يزيد من تركيز الاملاح

- المبيدات الحشرية: قد يمتد تأثيرها الى الانسان في حال وصولها الى مصادر المياه

الدورة الهدرولوجية و تلوث المياه

- الامطار الحمضية- تركيز الكبريت الذي ينطلق الي الغلاف الجوي بكميات كبيرة من المصانع و المناجم و محطات الكهرباء التي تعمل بالبترول و الفحم.

- تؤثر طبقة التربة على كيميائية المياه التي تتسرب خلالها-حامض الكربونيك-

- المياه الجوفية تتطور كيميائيا نحو تركيب مياه البحر، خلال رحلتها من مناطق التغذية الى مناطق التصريف

تلوث الانهار: ينخفض تركيز الاكسجين الذائب في مياه الانهار في أماكن التخلص من النفايات نتيجة لاستهلاكه خلال عملية تحلل النفايات، مما يؤثر سلبا على الثروة السمكية الموجودة فيه فضلا عن احتوائه على النفايات المسببة للامراض.

تلوث البحيرات: تعد البحيرات اكثر عرضة للتلوث نتيجة الاثراء الغذائي مما يؤدي الى نمو الطحالب، و ينتج عن ذلك روائح غير مستساغة. و تؤدي حموضة المياه المرتبطة بالامطار الحمضية في نصف الكرة الشمالي الى موت الاسماك في بحيرات المياه العذبة

التلوث البحري (البحار و المحيطات): التلوث النفطي يؤثر على البيئة و ينتج عنه قتل عدد كبير من الاحياء و الطيور البحرية.

تلوث المياه الجوفية: مثل تسرب الجازولين و الكيميائيات العضوية الضارة و المعادن الثقيلة السامة و التسرب الناتج عن مكبات النفايات و اماكن التخلص من النفايات الصناعية و النفايات الخطيرة عن طريق الحقن، قلة الاكسجين و غياب البكتيريا الهوائية يؤدي الى اطالة مدى التلوث الى الاف السنين.

إعادة شحن الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية صناعيا

تعرف عملية إعادة شحن الخزانات الطبيعية للمياه الجوفية صناعيا بأنها التحكم في حركة المياه السطحية عن طريق بعض الإنشاءات أو نشر المياه(توزيع المياه على مساحة كبيرة من سطح الأرض لتغذية المياه الجوفية) أو تغير الظروف الطبيعية- ويتم ذلك عن طريق الأحواض او الآبار أو سحب المياه الجوفية عن طريق الضخ-

أغراض إعادة الشحن:

1- المحافضة على بقاء المياه الجوفية

2- تنسق التحكم في خزانات المياه الجوفية و السطحية

3- مقاومة الظواهر السلبية مثل انخفاض مناسيب المياه الجوفية، زيادة ملوحة الأرض، و تداخل المياه المالحة في الخزانات العذبة

4- عمل خصائص و تحزين المياه المعالجة للاستخدام مرة اخرى

5- تخزين و اعادة استخدام الطاقة في هيئة مياه باردة او ساخنة

مصادر اعادة الشحن:

1- مياه السيول

2- المياه المستوردة

3- المياه المعاجة
يـــــــــتـــــــبــــــــع...................

» بحث فى علم الجيولوجيا الحلقة 1
» بحث فى علم الجيولوجيا الحلقة 2
» بحث فى علم الجيولوجيا الحلقة 3
» بحث فى علم الجيولوجيا الحلقة 5
» معلومات عامة الحلقة 1