العينة الأساسية

This article needs additional citations for verification. Please help improve this article by adding citations to reliable sources. Unsourced material may be challenged and removed. Find sources: "Core sample" – news · newspapers · books · scholar · JSTOR (January 2023) (Learn how and when to remove this message)

العينة الأساسية هي مقطع أسطواني (عادةً) من مادة طبيعية. يتم الحصول على معظم العينات الأساسية عن طريق الحفر باستخدام مثاقب خاصة في المادة، مثل الرواسب أو الصخور، باستخدام أنبوب فولاذي مجوف يسمى المثقاب الأساسي . تسمى الفتحة المصنوعة للعينة الأساسية "فتحة اللب". توجد مجموعة متنوعة من أجهزة أخذ العينات الأساسية لأخذ عينات من وسائط مختلفة في ظل ظروف مختلفة؛ هناك تطوير مستمر في التكنولوجيا. في عملية أخذ العينات الأساسية، يتم دفع العينة سليمة إلى حد ما في الأنبوب. يتم إزالتها من الأنبوب في المختبر، ويتم فحصها وتحليلها باستخدام تقنيات ومعدات مختلفة حسب نوع البيانات المطلوبة.

يمكن أخذ عينات من اللب لاختبار خصائص المواد المصنعة ، مثل الخرسانة والسيراميك وبعض المعادن والسبائك، وخاصة تلك الأكثر ليونة. كما يمكن أخذ عينات من اللب من الكائنات الحية، بما في ذلك البشر، وخاصة عظام الشخص للفحص المجهري للمساعدة في تشخيص الأمراض .

يمكن أن يختلف تكوين المواد الموضوعية من المواد السائلة تقريبًا إلى أقوى المواد الموجودة في الطبيعة أو التكنولوجيا، ويمكن أن يختلف موقع المواد الموضوعية من على منضدة المختبر إلى أكثر من 10 كم من سطح الأرض في بئر . وفقًا لذلك، فإن مجموعة المعدات والتقنيات المطبقة على المهمة كبيرة. غالبًا ما يتم أخذ عينات اللب مع توجيه محورها الطويل بشكل موازٍ تقريبًا لمحور البئر، أو موازٍ لحقل الجاذبية للأدوات التي تعمل بالجاذبية. ومع ذلك، من الممكن أيضًا أخذ عينات من اللب من جدار بئر موجود. إن أخذ العينات من التعرض، سواء كان وجهًا صخريًا متدليًا أو على كوكب مختلف، أمر تافه تقريبًا. (تحمل مركبات استكشاف المريخ أداة تآكل الصخور ، والتي تعادل منطقيًا أداة "لب الجدار الجانبي الدوار" الموضحة أدناه.)

تتضمن بعض التقنيات الشائعة ما يلي:

• أخذ العينات بالجاذبية ، حيث يتم إسقاط أداة أخذ العينات في العينة، وعادة ما تكون في قاع مسطح مائي، ولكن يمكن أيضًا استخدام نفس التقنية بشكل أساسي على المواد اللينة على الأرض. إذا تم تسجيل قوى الاختراق، فإنها تعطي معلومات حول قوة الأعماق المختلفة في المادة، والتي قد تكون المعلومات الوحيدة المطلوبة، مع وجود عينات كفائدة عرضية. هذه التقنية شائعة في كل من تحقيقات مواقع الهندسة المدنية (حيث تتحول التقنية إلى دق الأكوام ) والدراسات الجيولوجية للرواسب المائية الحديثة. تعني القوة المنخفضة للمواد المخترقة أن العينات يجب أن تكون صغيرة نسبيًا.
• الاهتزاز ، حيث يتم اهتزاز العينة للسماح بالاختراق في الوسائط الثيكسوتروبية . مرة أخرى، تحد القوة الفيزيائية للمادة المعنية من حجم اللب الذي يمكن استرجاعه.
• الحفر الاستكشافي هو الحفر باستخدام الماس حيث يتم الضغط على أداة دائرية دوارة مدعومة بجهاز تخزين عينة أسطواني على المواد المعنية لقطع أسطوانة من المادة المعنية. عادة ما تكون هناك حاجة إلى آلية للاحتفاظ بالعينة الأسطوانية في أداة أخذ العينات. اعتمادًا على الظروف، وخاصة اتساق وتكوين المواد المعنية، قد تكون هناك حاجة إلى ترتيبات مختلفة داخل أدوات أخذ العينات لدعم وحماية العينة في طريقها إلى السطح؛ غالبًا ما يكون من الضروري أيضًا التحكم في أو تقليل التلامس بين سائل الحفر وعينة اللب، لتقليل التغييرات الناجمة عن عملية أخذ العينات. غالبًا ما تؤدي القوى الميكانيكية المفروضة على عينة اللب بواسطة الأداة إلى كسر اللب وفقدان فترات أقل كفاءة، مما قد يعقد بشكل كبير تفسير اللب. يمكن قطع اللب بشكل روتيني بحجم صغير يصل إلى بضعة ملليمترات في القطر (في الخشب، لعلم التأريخ الشجري ) حتى أكثر من 150 ملليمترًا في القطر (روتيني في استكشاف النفط ). يمكن أن تتراوح أطوال العينات من أقل من متر (مرة أخرى، في الخشب، لعلم تحديد عمر الأشجار) إلى حوالي 200 متر في تشغيل واحد، على الرغم من أن 27 إلى 54 مترًا هو الأكثر شيوعًا (في استكشاف النفط )، ويمكن إجراء العديد من التشغيلات على التوالي إذا أشار تحليل "النظرة السريعة" في الحقل إلى أن منطقة الاهتمام مستمرة.
• تستخدم عملية أخذ عينات من جدار البئر باستخدام "رصاصات" أسطوانية قوية يتم دفعها بقوة إلى جدار البئر لاستخراج عينة صغيرة وقصيرة نسبيًا. تميل هذه العينات إلى التفتت بشدة، مما يجعل قياسات المسامية / النفاذية مشكوكًا فيها، ولكنها غالبًا ما تكون كافية للدراسات الليثولوجية والميكروباتية . يمكن محاولة أخذ العديد من العينات في تشغيل واحد للأدوات، والتي يتم تكوينها عادةً بـ 20 إلى 30 "رصاصة" وشحنات دافعة على طول الأداة. غالبًا ما يمكن تجميع العديد من الأدوات معًا لتشغيل واحد. معدلات النجاح لإطلاق رصاصة معينة، واختراقها لجدار البئر، ونظام الاحتفاظ الذي يستعيد الرصاصة من جدار البئر، واحتجاز العينة في الرصاصة منخفضة نسبيًا، لذلك ليس من غير المألوف أن تنجح نصف العينات التي تم محاولة أخذها فقط. هذا اعتبار مهم في تخطيط برامج العينات.
• أخذ عينات من الجدار الجانبي الدوار حيث يتم تطبيق أداة حفر دوارة آلية مصغرة على جانب البئر لقطع عينة مماثلة في الحجم لأخذ عينات من الجدار الجانبي بالطرق (كما هو موضح أعلاه). تميل هذه العينات إلى التعرض لتشوهات أقل من العينات التي يتم أخذها بالطرق. ومع ذلك، تستغرق عملية قطع العينة وقتًا أطول وتكون الانسدادات شائعة في المعدات المساعدة التي تستعيد العينة من لقمة الحفر وتخزنها داخل جسم الأداة.

على الرغم من إهمالها في كثير من الأحيان، فإن عينات اللب تتدهور دائمًا بدرجة ما في عملية قطع اللب والتعامل معه ودراسته. أصبحت التقنيات غير المدمرة شائعة بشكل متزايد، على سبيل المثال، استخدام مسح التصوير بالرنين المغناطيسي لتوصيف الحبوب وسوائل المسام ومساحات المسام ( المسامية ) وتفاعلاتها (التي تشكل جزءًا من النفاذية ) ولكن مثل هذه الدقة الباهظة الثمن من المرجح أن تضيع على لب تم اهتزازه على شاحنة غير زنبركية لمسافة 300 كيلومتر من الطريق الترابي. ما يحدث لللب بين معدات الاسترجاع والمختبر النهائي (أو الأرشيف) هو جزء مهمل غالبًا من حفظ السجلات وإدارة اللب.

لقد أصبح أخذ العينات من اللب مصدرًا مهمًا للبيانات، ويتم إيلاء المزيد من الاهتمام والعناية لمنع تلف اللب أثناء المراحل المختلفة من نقله وتحليله. الطريقة المعتادة للقيام بذلك هي تجميد اللب تمامًا باستخدام النيتروجين السائل، والذي يتم الحصول عليه بثمن بخس. في بعض الحالات، تُستخدم أيضًا بوليمرات خاصة للحفاظ على اللب وحمايته من التلف.

وبالمثل، فإن العينة الأساسية التي لا يمكن ربطها بسياقها (حيث كانت قبل أن تصبح عينة أساسية) فقدت الكثير من فائدتها. إن تحديد موقع الحفرة، وموضع واتجاه اللب في الحفرة ("إلى الأعلى") أمر بالغ الأهمية، حتى لو كانت الحفرة في جذع شجرة - يحاول علماء تحديد عمر الأشجار دائمًا تضمين سطح اللحاء في عيناتهم حتى يمكن تحديد تاريخ أحدث نمو للشجرة بشكل لا لبس فيه.

وإذا انفصلت هذه البيانات عن عينات اللب، فمن المستحيل عموماً استعادة تلك البيانات. وقد تتفاوت تكلفة عملية استخراج اللب من بضع وحدات نقدية (بالنسبة لعينة مأخوذة يدوياً من قسم من التربة الرخوة) إلى عشرات الملايين من وحدات النقد (بالنسبة لعينات الجدار الجانبي من بئر بحرية نائية على عمق عدة كيلومترات). وقد أدى عدم تسجيل مثل هذه البيانات الأساسية بشكل كاف إلى إفساد فائدة كلا النوعين من العينات.

تختلف طرق تسجيل هذه البيانات من تخصص إلى آخر، ويتعين على المستخدم أن يتعرف على طرق تسجيل هذه البيانات في منطقته. على سبيل المثال، في صناعة النفط، يتم تسجيل اتجاه اللب عادة عن طريق وضع علامة على اللب بخطين طوليين ملونين، مع وضع الخط الأحمر على اليمين عند استخراج اللب ووضع علامة عليه على السطح. قد يكون لللب المقطوع لاستخراج المعادن طرقه الخاصة والمختلفة. قد يكون للهندسة المدنية أو دراسات التربة طرقها الخاصة والمختلفة لأن المواد المستخدمة في هذه الدراسات غالبًا ما تكون غير كافية لترك علامات دائمة عليها.

لقد أصبح من الشائع بشكل متزايد الاحتفاظ بعينات النواة في عبوات أسطوانية تشكل جزءًا من معدات قطع النواة، ووضع علامات التسجيل على هذه "البراميل الداخلية" في الميدان قبل المزيد من المعالجة والتحليل في المختبر. في بعض الأحيان يتم شحن النواة من الميدان إلى المختبر بطول يعادل طولها عند خروجها من الأرض؛ وفي أحيان أخرى يتم قطعها بأطوال قياسية (5 أمتار أو متر واحد أو 3 أقدام) للشحن، ثم إعادة تجميعها في المختبر. بعض أنظمة "البراميل الداخلية" قادرة على عكس اتجاه العينة الأساسية، بحيث تذهب العينة في المختبر "في الاتجاه الخطأ" عند إعادة تجميع النواة. وهذا من شأنه أن يعقد التفسير.

إذا تم إجراء قياسات بتروفيزيائية على الصخور الجدارية في البئر، وتم تكرار هذه القياسات على طول اللب، ثم ترابطت مجموعتا البيانات، فسوف نجد في كل مكان تقريبًا أن عمق "السجل" لقطعة معينة من اللب يختلف بين طريقتي القياس. ثم تصبح مجموعة القياسات التي يجب تصديقها مسألة سياسة للعميل (في بيئة صناعية) أو مسألة خلاف كبير (في سياق لا توجد فيه سلطة عليا). إن تسجيل وجود تناقضات، لأي سبب كان، يحتفظ بإمكانية تصحيح القرار الخاطئ في وقت لاحق؛ إن تدمير بيانات العمق "الخاطئة" يجعل من المستحيل تصحيح الخطأ لاحقًا. يجب تصميم أي نظام للاحتفاظ بالبيانات وعينات اللب وأرشفتها بحيث يمكن الاحتفاظ برأي مخالف مثل هذا.

إذا كانت العينات الأساسية من حملة ما صالحة، فمن الشائع أن يتم "تقسيمها" - قطع العينة إلى عينتين أو أكثر طوليًا - في وقت مبكر جدًا من المعالجة المعملية بحيث يمكن أرشفة مجموعة واحدة من العينات في وقت مبكر من تسلسل التحليل كحماية ضد الأخطاء في المعالجة. ومن الشائع أيضًا "تقسيم" اللب إلى مجموعة 2/3 ومجموعة 1/3. ومن الشائع أيضًا أن يحتفظ العميل الرئيسي بمجموعة واحدة بينما تذهب المجموعة الثانية إلى الحكومة (التي غالبًا ما تفرض شرطًا لمثل هذا التبرع كشرط لترخيص الاستكشاف / الاستغلال). تتمتع "التقسيم" أيضًا بفائدة إعداد سطح مستوٍ وناعم للفحص واختبار نفاذية الملف، وهو أسهل كثيرًا في العمل معه من السطح الخشن المنحني لعينات اللب عندما تكون طازجة من معدات أخذ اللب. يعد تصوير الأسطح الأساسية الخام و"المقسمة" أمرًا روتينيًا، غالبًا تحت الضوء الطبيعي والأشعة فوق البنفسجية.

وحدة الطول المستخدمة أحيانًا في الأدبيات المتعلقة بقاع البحر هي cmbsf ، وهي اختصار للسنتيمترات تحت قاع البحر.

إن تقنية أخذ العينات الجوفية تسبق منذ فترة طويلة محاولات الحفر في عباءة الأرض بواسطة برنامج الحفر في أعماق البحار . وسرعان ما أصبحت قيمة الحصول على عينات جوفية من مساحة واسعة من قاع البحار واضحة بالنسبة للتاريخ المحيطي والجيولوجي . وقد توسعت عملية أخذ العينات الجوفية من قبل العديد من المنظمات العلمية والاستكشافية بسرعة. وحتى الآن تم جمع مئات الآلاف من العينات الجوفية من قاع محيطات الكوكب والعديد من مياهه الداخلية . ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتم تسهيل الوصول إلى العديد من هذه العينات من خلال فهرس العينات الجيولوجية البحرية والبحيراتية .

بدأت عملية أخذ العينات من الأشجار القديمة كطريقة لأخذ عينات من المناطق المحيطة برواسب الخام واستكشاف النفط. وسرعان ما امتدت إلى المحيطات والبحيرات والجليد والطين والتربة والخشب . وتوفر العينات من الأشجار القديمة معلومات عن حلقات نموها دون تدمير الشجرة.

تشير النوى إلى تغيرات المناخ والأنواع وتكوين الرواسب خلال التاريخ الجيولوجي. إن الظواهر الديناميكية لسطح الأرض هي في معظمها دورية بعدة طرق، وخاصة درجة الحرارة وهطول الأمطار .

هناك العديد من الطرق لتحديد تاريخ اللب. وبمجرد تحديد تاريخه، فإنه يعطي معلومات قيمة عن التغيرات في المناخ والتضاريس . على سبيل المثال، أدت اللب في قاع المحيط والتربة والجليد إلى تغيير وجهة النظر حول التاريخ الجيولوجي لعصر البليستوسين بالكامل. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

الحفر بالدوران العكسي هو طريقة يتم فيها استخراج قطع الصخور بشكل مستمر من خلال قضيب الحفر المجوف ويمكن أخذ عينات منها للتحليل. قد تكون الطريقة أسرع وتستخدم كمية أقل من المياه من الحفر الأساسي، ولكنها لا تنتج نوى من مادة غير مضطربة نسبيًا، وبالتالي يمكن استخلاص معلومات أقل عن بنية الصخور من التحليل. إذا تم استخدام الهواء المضغوط لاستخراج القطع، تظل العينة غير ملوثة، ومتاحة على الفور تقريبًا، والطريقة لها تأثير بيئي منخفض. ^{[1] [2]}

• الحفر الأساسي
• قلب الجليد
• برنامج الحفر المتكامل للمحيطات
• الحفر العلمي

• تعريف عملية التنقيب أرشيف 2015-07-18 على موقع Wayback Machine
• نواة من بركة والدن أرشيف 2019-04-18 على موقع واي باك مشين
• تأريخ قلب الجليد
• آلة جون برانر نيوسوم المملة