海底地震是地下巖石突然斷裂而發(fā)生的急劇運(yùn)動(dòng)。巖石圈板塊沿邊界的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相互作用是導(dǎo)致海底地震的主要原因。海底地震分布規(guī)律和發(fā)生機(jī)制的研究，是板塊構(gòu)造理論的重要支柱。海底地震及其所引起的海嘯，給人類帶來災(zāi)難。
近日，海底科學(xué)實(shí)驗(yàn)室牛雄偉博士等在自然資源部第二海洋研究所舟山基地利用基地水池開展模擬極地浮冰區(qū)OBS(海底地震儀)探測過程試驗(yàn)。 試驗(yàn)針對(duì)低溫環(huán)境OBS電量損耗、在浮冰密集區(qū)搜索OBS等實(shí)際問題進(jìn)行模擬，共使用120塊冰塊布滿整個(gè)水池。
試驗(yàn)結(jié)果表明：在冰水混合物的低溫環(huán)境中(約0 ?C)和空氣中(約-2 ?C至3 ?C)，電量損耗沒有明顯增大;在浮冰密集覆蓋的情況下，當(dāng)冰的厚度較薄時(shí)(約0.16 m)，OBS的燈光可以透過冰層，肉眼近距離可看到，但當(dāng)冰層較厚時(shí)(約0.32 m)，則無法用肉眼搜索到OBS的燈光;OBS上浮速率較慢，上浮過程為平躺的姿態(tài)，撞冰后對(duì)設(shè)備基本無損傷。
本次試驗(yàn)是即將開展的中國北極國際公開航次JASMInE計(jì)劃的準(zhǔn)備性工作，考慮到北極現(xiàn)場作業(yè)的環(huán)境更惡劣，課題組在水池試驗(yàn)后仍將進(jìn)行多次自然情況模擬試驗(yàn)，以保障航次順利進(jìn)行。
海底地震儀是為在海底觀測地震及其他地殼構(gòu)造事件引起的微振動(dòng)而設(shè)計(jì)的地震儀。按用途和儀器裝置不同可分為系留式、自浮式、電纜式和人造衛(wèi)星式。通常都是在陸上地震儀的基礎(chǔ)上增加一些特殊元件改制而成。
與陸上地震儀相比，脈動(dòng)的增強(qiáng)和衰減都比較快，其振幅比約有20倍以上的差距。脈動(dòng)的來源為海洋，并和風(fēng)、波浪成正比。這種地震儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，造價(jià)高，布設(shè)和回收都比較麻煩。通過架設(shè)海底地震儀可觀測到陸上不易觀測到的前震和微震活動(dòng)，便于弄清地球構(gòu)造的區(qū)域性差異，是測定海溝、洋中脊附近地震動(dòng)態(tài)和特征的比較有力手段。
這些接收器必須有寬頻帶、大動(dòng)態(tài)范圍、高采樣 率，能在低信噪比條件下工作，而且與海底有良好耦合。用計(jì) 算機(jī)把體波和面波記錄根據(jù)遠(yuǎn)震走時(shí)殘差和近震資料進(jìn)行三 維層析反演成像，解決圖像識(shí)別問題，可以給出海底地層結(jié)構(gòu) 的偽彩色圖像。其尺度大小取決于陣的孔徑，準(zhǔn)確度與陣元的 數(shù)量和陣的形狀有關(guān)。由海底地層結(jié)構(gòu)，可以求得沉積層厚 度、源巖展布和圈閉條件，評(píng)估油氣資源，指導(dǎo)下一步勘探。還可應(yīng)用于海底工程地質(zhì)條件分析，找出海底不穩(wěn)定地區(qū)，預(yù)防災(zāi)害發(fā)生。本系統(tǒng)還能用于地下核試驗(yàn)監(jiān)測。
2015年1月19日，在西太平洋雅浦海山海域執(zhí)行科考任務(wù)的“科學(xué)”號(hào)科考船在既定區(qū)域投放了7個(gè)海底地震儀。這是中國首次在該海域投放這種儀器，所有海底地震儀回饋顯示狀態(tài)正常。 2017年3月，中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所自主研發(fā)的萬米級(jí)海底地震儀，近日在世界最深處馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵成功應(yīng)用，我國成為世界上首 個(gè)成功獲取萬米級(jí)海洋人工地震剖面的國家。據(jù)悉，“探索一號(hào)”科學(xué)考察船在上述海域投放三種類型共60臺(tái)海底地震儀，回收56臺(tái)，于2月28日完成了兩條萬米級(jí)人工地震剖面，最大回收深度分別為10027米和10026米，剖面實(shí)際作業(yè)長度669公里。通過記錄海底地震波動(dòng)信號(hào)，對(duì)海底地層進(jìn)行地震波成像，為認(rèn)識(shí)海底地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。
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