عينة أساسية

العينة اللبية هي مقطع أسطواني من مادة طبيعية (عادةً). تُستخرج معظم العينات اللبية عن طريق الحفر باستخدام مثاقب خاصة في المادة، مثل الرواسب أو الصخور، بواسطة أنبوب فولاذي مجوف يُسمى مثقاب اللب . يُطلق على الثقب المُحدث لأخذ العينة اللبية اسم "ثقب اللب". توجد أنواع مختلفة من أجهزة أخذ العينات اللبية لأخذ عينات من وسائط مختلفة في ظروف متنوعة؛ ويشهد هذا المجال تطورًا مستمرًا. في عملية أخذ العينات اللبية، تُدفع العينة سليمة إلى حد كبير داخل الأنبوب. بعد إخراجها من الأنبوب في المختبر، تُفحص وتُحلل باستخدام تقنيات ومعدات مختلفة حسب نوع البيانات المطلوبة.

يمكن أخذ عينات لبية لاختبار خصائص المواد المصنعة ، مثل الخرسانة والسيراميك وبعض المعادن والسبائك ، وخاصةً المواد اللينة منها. كما يمكن أخذ عينات لبية من الكائنات الحية، بما في ذلك الإنسان، وخاصةً من عظام الإنسان لإجراء فحص مجهري يساعد في تشخيص الأمراض.

تتفاوت تركيبة المواد المدروسة من شبه سائلة إلى أقوى المواد الموجودة في الطبيعة أو التكنولوجيا، ويتفاوت موقعها من طاولة المختبر إلى أكثر من 10  كيلومترات من سطح الأرض في بئر . وبناءً على ذلك، تتسع نطاقات المعدات والتقنيات المستخدمة في هذه المهمة. تُؤخذ عينات اللب عادةً مع توجيه محورها الطويل بشكل موازٍ تقريبًا لمحور البئر، أو موازيًا لمجال الجاذبية بالنسبة للأدوات التي تعمل بالجاذبية. ومع ذلك، من الممكن أيضًا أخذ عينات اللب من جدار بئر موجود. يُعد أخذ العينات من أي منطقة مكشوفة، سواء كانت واجهة صخرية متدلية أو على كوكب آخر، أمرًا في غاية السهولة. (تحمل مركبات استكشاف المريخ أداة كشط الصخور ، وهي مكافئة منطقيًا لأداة "أخذ عينات اللب الدورانية من الجدار الجانبي" الموصوفة أدناه).

تتضمن بعض التقنيات الشائعة ما يلي:

• تُعرف عملية أخذ العينات اللبية بالجاذبية ، حيث يُسقط جهاز أخذ العينات في العينة، والتي عادةً ما تكون قاع مسطح مائي، ولكن يمكن تطبيق نفس التقنية تقريبًا على المواد الرخوة على اليابسة. توفر قوى الاختراق، في حال تسجيلها، معلومات حول قوة المادة على أعماق مختلفة، وقد تكون هذه المعلومات كافية، مع اعتبار العينات فائدة ثانوية. تُستخدم هذه التقنية بكثرة في كلٍ من التحقيقات الميدانية في الهندسة المدنية (حيث تتشابه مع تقنية دق الركائز ) والدراسات الجيولوجية للرواسب المائية الحديثة. ونظرًا لضعف قوة المواد التي يتم اختراقها، يجب أن تكون العينات اللبية صغيرة نسبيًا.
• تعتمد هذه الطريقة على الاهتزاز ، حيث يهتز جهاز أخذ العينات للسماح باختراق الأوساط الانسيابية . ومرة ​​أخرى، تحدد قوة المادة المراد أخذ العينات حجم العينة التي يمكن استخراجها.
• في عملية الحفر ، تُستخدم أداة حلقية دوارة مدعومة بجهاز تخزين أسطواني لعينة اللب، حيث تُضغط على المواد المراد أخذ عينات منها لاستخراج أسطوانة منها. عادةً ما يلزم وجود آلية لتثبيت العينة الأسطوانية داخل أداة أخذ العينات. وبحسب الظروف، ولا سيما قوام وتركيب المواد المراد أخذ عينات منها، قد يلزم استخدام ترتيبات مختلفة داخل أدوات أخذ العينات لدعم العينة وحمايتها أثناء نقلها إلى السطح. كما أنه من الضروري في كثير من الأحيان التحكم في التلامس بين سائل الحفر وعينة اللب أو تقليله، للحد من التغيرات الناتجة عن عملية أخذ العينات. غالبًا ما تؤدي القوى الميكانيكية التي تُسلطها الأداة على عينة اللب إلى كسرها وفقدان أجزاء أقل صلابة، مما قد يُعقّد تفسيرها بشكل كبير. يمكن عادةً قطع عينات لبية بأقطار صغيرة تصل إلى بضعة ملليمترات (في الخشب، لأغراض تحديد عمر الأشجار ) وحتى أقطار تتجاوز 150 ملليمترًا (وهو إجراء 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 عملية واحدة، على الرغم من أن 27 إلى 54 مترًا هو الأكثر شيوعًا (في استكشاف النفط )، ويمكن إجراء العديد من العمليات على التوالي إذا أشارت تحليلات "النظرة السريعة" في الميدان إلى أن المنطقة محل الاهتمام مستمرة.
• تستخدم تقنية الحفر الجانبي بالدقّ طلقات أسطوانية متينة تُقذف بقوة انفجارية داخل جدار البئر لاستخراج عينة لبية صغيرة (نسبيًا). غالبًا ما تكون هذه العينات متكسرة بشدة، مما يجعل قياسات المسامية / النفاذية غير دقيقة، لكنها عادةً ما تكون كافية لدراسة علم الصخور وعلم الأحياء الدقيقة القديمة . يمكن تجربة العديد من العينات في دورة واحدة للأدوات، والتي عادةً ما تكون مُجهزة بـ 20 إلى 30 طلقة وشحنات دافعة على طول الأداة. يمكن ربط عدة أدوات معًا في دورة واحدة. معدلات نجاح إطلاق طلقة معينة، واختراقها لجدار البئر، واستعادة نظام الاحتفاظ للطلقة من جدار البئر، واحتجاز العينة داخل الطلقة، كلها منخفضة نسبيًا، لذا ليس من غير المألوف أن تنجح نصف العينات التي يتم تجربتها فقط. هذا عامل مهم يجب مراعاته عند تخطيط برامج أخذ العينات.
• في عملية الحفر الدوراني الجانبي ، تُستخدم أداة حفر دورانية آلية مصغرة لقطع عينة بحجم مماثل لعينة الحفر الدوراني الجانبي (الموصوفة سابقًا). تتميز هذه العينات بانخفاض تشوهها مقارنةً بعينات الحفر الدوراني. مع ذلك، تستغرق عملية قطع العينة وقتًا أطول، كما أن انحشار المعدات المساعدة التي تستخرج العينة من رأس الحفر وتخزنها داخل جسم الأداة أمر شائع.
• يمكن إجراء عملية أخذ العينات اللبية يدويًا باستخدام مجموعة متنوعة من الأدوات، مثل أداة أخذ العينات اللبية الروسية، أو أداة أخذ العينات اللبية اليدوية ذات المكبس، أو ببساطة أنبوب مجوف. تتمثل مزايا أخذ العينات اللبية يدويًا في انخفاض التكلفة وسرعة التنفيذ، إلا أن أداة أخذ العينات اللبية اليدوية لا تصل إلا إلى أعماق محدودة، تتراوح من بضعة ديسيمترات في التربة الطينية إلى بضعة أمتار في رواسب البحيرات الرخوة. ^{[ 1 ]}

على الرغم من إهمالها في كثير من الأحيان، فإن عينات اللب تتعرض للتلف بدرجة ما أثناء عملية قطعها ومعالجتها ودراستها. وتزداد شيوع التقنيات غير المدمرة، مثل استخدام التصوير بالرنين المغناطيسي لتوصيف الحبيبات وسوائل المسام ومساحاتها ( المسامية ) وتفاعلاتها (التي تشكل جزءًا من النفاذية )، إلا أن هذه الدقة المكلفة قد تُهدر على عينة لب تعرضت للاهتزاز على شاحنة غير مزودة بنظام تعليق لمسافة 300  كيلومتر على طريق ترابي. إن ما يحدث لعينات اللب بين معدات الاستخراج والمختبر النهائي (أو الأرشيف) يُعد جانبًا مهملًا في حفظ السجلات وإدارة عينات اللب.

أصبح استخراج العينات اللبية مصدراً هاماً للبيانات، ولذا يُولى اهتمامٌ وعنايةٌ متزايدان لحماية هذه العينات من التلف خلال مراحل نقلها وتحليلها المختلفة. وتتمثل الطريقة المعتادة في تجميد العينة تماماً باستخدام النيتروجين السائل، المتوفر بأسعار زهيدة. وفي بعض الحالات، تُستخدم بوليمرات خاصة لحفظ العينة وتثبيتها وحمايتها من التلف.

وبالمثل، فإن العينة اللبية التي لا يمكن ربطها بسياقها (مكان وجودها قبل أن تصبح عينة لبية) تفقد الكثير من فائدتها. يُعد تحديد موقع البئر، وموضع العينة اللبية واتجاهها ("أعلى") داخل البئر أمرًا بالغ الأهمية، حتى لو كان البئر في جذع شجرة - إذ يسعى علماء تحديد أعمار الأشجار دائمًا إلى تضمين سطح اللحاء في عيناتهم حتى يتسنى تحديد تاريخ أحدث نمو للشجرة بشكل قاطع.

إذا انفصلت هذه البيانات عن عينات اللب، فمن المستحيل استعادتها عمومًا. تتفاوت تكلفة عملية أخذ عينات اللب من بضعة وحدات نقدية (لعينة لب مستخرجة يدويًا من طبقة تربة رخوة) إلى عشرات الملايين من الوحدات النقدية (لعينات اللب الجانبية من بئر بحرية نائية على عمق كيلومترات عديدة). وقد أدى عدم كفاية تسجيل هذه البيانات الأساسية إلى إضعاف جدوى كلا النوعين من عينات اللب.

تختلف طرق تسجيل هذه البيانات باختلاف التخصصات، لذا ينبغي على المستخدم الإلمام بهذه الطرق في مجال تخصصه. على سبيل المثال، في صناعة النفط، يُسجل اتجاه العينة عادةً بوضع خطين طوليين ملونين عليها، ويكون الخط الأحمر على اليمين عند استخراج العينة ووضع العلامات عليها على السطح. أما العينات المأخوذة لأغراض التعدين، فقد يكون لها طرقها الخاصة. كذلك الأمر بالنسبة للهندسة المدنية أو دراسات التربة، إذ غالبًا ما تكون موادها غير مناسبة لوضع علامات دائمة عليها.

أصبح من الشائع بشكل متزايد الاحتفاظ بعينات اللب في عبوات أسطوانية تُشكّل جزءًا من معدات تقطيع اللب، ووضع علامات التسجيل على هذه "الأسطوانات الداخلية" في الموقع قبل إجراء المزيد من المعالجة والتحليل في المختبر. أحيانًا تُشحن عينات اللب من الموقع إلى المختبر بطولها الأصلي عند استخراجها من الأرض؛ وفي أحيان أخرى تُقطع إلى أطوال قياسية (5 أمتار أو متر واحد أو 3  أقدام) للشحن، ثم يُعاد تجميعها في المختبر. بعض أنظمة "الأسطوانات الداخلية" قابلة للعكس على عينة اللب، بحيث تُوضع العينة في المختبر "بشكل معكوس" عند إعادة تجميع اللب. وهذا قد يُعقّد عملية التفسير.

إذا أُجريت قياسات بتروفيزيائية للصخور المحيطة بالبئر، وتكررت هذه القياسات على طول العينة اللبية، ثم رُبطت مجموعتا البيانات، فسيتبين في أغلب الأحيان أن عمق العينة اللبية المُسجل يختلف بين طريقتي القياس. يصبح اختيار القياس الصحيح حينها مسألة سياسة للعميل (في بيئة صناعية) أو موضع جدل كبير (في سياق لا توجد فيه جهة مُلزمة). إن تسجيل وجود اختلافات، لأي سبب كان، يُتيح إمكانية تصحيح القرار الخاطئ لاحقًا؛ بينما يُؤدي إتلاف بيانات العمق "الخاطئة" إلى استحالة تصحيح الخطأ لاحقًا. لذا، يجب تصميم أي نظام لحفظ وأرشفة البيانات وعينات اللب بحيث يُمكن الاحتفاظ بالآراء المُخالفة كهذه.

إذا كانت عينات اللب المأخوذة من حملة استكشافية صالحة، فمن الممارسات الشائعة تقسيمها إلى شرائح طولية (قطع العينة إلى شريحتين أو أكثر) في وقت مبكر من المعالجة المختبرية، بحيث يمكن أرشفة مجموعة من العينات في بداية عملية التحليل كإجراء وقائي ضد أخطاء المعالجة. ويُعدّ تقسيم اللب إلى شريحتين (ثلثي العينة) وأخرى (ثلث العينة) إجراءً شائعًا. كما يُعتاد أن يحتفظ العميل الرئيسي بإحدى الشريحتين، بينما تُقدّم الشريحة الأخرى إلى الحكومة (التي غالبًا ما تشترط هذا التبرع كشرط للحصول على ترخيص الاستكشاف/الاستغلال). ويُتيح تقسيم اللب أيضًا ميزة تحضير سطح مستوٍ وناعم لفحص واختبار نفاذية المقطع العرضي، وهو أسهل بكثير في التعامل معه من السطح الخشن والمنحني لعينات اللب عند إخراجها مباشرة من جهاز الحفر. ويُعدّ تصوير أسطح اللب الخام والمُقسّمة إجراءً روتينيًا، غالبًا تحت الضوء الطبيعي والأشعة فوق البنفسجية.

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

إن تقنية أخذ العينات اللبية أقدم بكثير من محاولات برنامج الحفر في أعماق البحار للحفر في وشاح الأرض . وسرعان ما اتضحت أهمية الحصول على عينات لبية من قيعان البحار على نطاق واسع، وذلك لفهم تاريخ المحيطات والجيولوجيا بشكل عام . وتوسعت عمليات أخذ العينات اللبية بسرعة كبيرة من قبل العديد من المنظمات العلمية والاستكشافية. وحتى الآن، جُمعت مئات الآلاف من العينات اللبية من قيعان جميع محيطات الكوكب والعديد من مياهه الداخلية .

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

بدأ أخذ العينات اللبية كطريقة لأخذ عينات من محيط رواسب الخامات واستكشاف النفط. وسرعان ما توسع ليشمل المحيطات والبحيرات والجليد والطين والتربة والخشب . كما توفر العينات اللبية المأخوذة من الأشجار المعمرة معلومات عن حلقات نموها دون إتلاف الشجرة.

تشير العينات اللبية إلى تغيرات المناخ والأنواع وتكوين الرواسب خلال التاريخ الجيولوجي. وتتسم الظواهر الديناميكية لسطح الأرض في معظمها بدورية في جوانب عديدة، لا سيما درجة الحرارة وهطول الأمطار .

توجد طرق عديدة لتحديد عمر العينات اللبية. وبمجرد تحديد عمرها، فإنها توفر معلومات قيّمة حول تغيرات المناخ والتضاريس . فعلى سبيل المثال، غيّرت العينات اللبية المأخوذة من قاع المحيط والتربة والجليد نظرة التاريخ الجيولوجي للعصر البليستوسيني تغييراً جذرياً.

الحفر بالدوران العكسي هو أسلوب يتم فيه استخراج نواتج الحفر الصخرية بشكل مستمر عبر أنبوب الحفر المجوف، ويمكن أخذ عينات منها لتحليلها. قد يكون هذا الأسلوب أسرع ويستهلك كمية أقل من الماء مقارنةً بالحفر اللبي، ولكنه لا ينتج عنه عينات لبية من مواد غير مضطربة نسبيًا، مما يقلل من المعلومات التي يمكن استخلاصها من التحليل حول بنية الصخور. في حال استخدام الهواء المضغوط لاستخراج نواتج الحفر، تبقى العينة غير ملوثة، وتكون متاحة على الفور تقريبًا، كما أن لهذا الأسلوب تأثيرًا بيئيًا منخفضًا. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

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

• تعريف عملية أخذ العينات اللبية ( مؤرشف بتاريخ 18 يوليو 2015 على موقع Wayback Machine)
• عينة أساسية من بحيرة والدن، مؤرشفة بتاريخ 18 أبريل 2019 على موقع Wayback Machine.
• تحديد عمر لب الجليد
• آلة الحفر الخاصة بجون برانر نيوسوم