科普:探寻海底的秘密——地质和地球物理调查简介新华社新媒体2023-09-25 15:33新华社新媒体2023-09-25 15:33 - 海洋地球物理学

[复制链接]
4 F `7 @$ F+ C' M0 T% U
新华社“雪龙2”号9月24日电(记者魏弘毅)近日,由自然资源部组织的中国第13次北冰洋科考全部作业顺利结束。其中,地质和地球物理调查作业是本航次作业的重要组成模块。
% L2 I9 M, z3 j+ f
地质和地球物理调查究竟是什么?相关研究有何意义?本航次的作业亮点又有哪些?
% `) @; P. p, _8 b
地质与地球物理调查
5 _5 n$ U4 h8 E: t% Q' m, m& I
在向记者解释地质与地球物理调查前,中国第13次北冰洋科考队队员、自然资源部第二海洋研究所副研究员沈中延拿出了一个苹果。
' M! ~/ S, E9 l* V
“想知道这个苹果的内部结构非常简单,拿出一把水果刀,想怎么切就怎么切。”沈中延说,“但是,对于表面70%以上被水覆盖的地球这个‘大苹果’而言,我们没办法切开它。所以,要借助一些方法来搞清楚它的内部结构。”
$ @9 n' M* C) {, \# j' C5 t; [% H
于是,海洋科学家们经过探索、实践,形成了海洋地质和海洋地球物理两门学科。
$ Y6 N* G9 k) {( v) w9 ^4 M8 Q
3 m2 w# C; z Q$ u
4 x2 _! x4 O! ~/ k
1 @' ^, Y/ ?; l
这是中国第13次北冰洋科学考察队在北极点附近的冰站调查作业现场(2023年9月5日摄)。新华社记者魏弘毅摄
* t" H) j; _1 }! a6 B& o
沈中延介绍,海洋地质,即通过获取海底沉积物、岩石等样品进行分析研究,以研究地球物质组成及地质环境演变的学科。海洋地球物理,则是通过研究地球的重力、磁场等物理特性,来研究它的内部构造、结构以及演变过程的一门学科。
- o* P f2 w7 X
在本航次作业中,围绕两门学科开展的作业合称“地质和地球物理调查”。
" X# E1 Y% E; H8 j U" I# ?
关于两门学科的区别,沈中延解释说,“海洋地质研究通过海底取样的方式分析样本,并根据观察与分析得出结论;海洋地球物理研究则需要通过专业仪器设备,采用物理手段进行探测,得出数据并进行分析。二者的核心区别,就看在作业中是否存在取样环节。简言之,取样,就是海洋地质研究;不取样,就是海洋地球物理研究。”
) H( U. w+ p% ~9 } y. u" |, `
科学与经济价值兼具
7 f/ }% r$ g! U5 ~- A$ r
在此次北冰洋科考中,重力柱取样是一项重要的作业内容。其具体操作方式是将相关设备沉入海底,从海底泥表向下垂直取样,获得长达几米的海底沉积物柱状样本,并通过分析样本由深至浅的地质信息变化,从而了解地球地质历史环境演变。
) W( _3 _; b3 u( E8 S$ {8 ^
5 I- X5 @4 b& _$ N/ z' c
3 N G$ \9 M+ I. z2 ]! a
+ H+ J4 i5 O7 w9 x0 ?& {* n' H
2023年8月12日,中国第13次北冰洋科学考察队队员在布放海冰物质平衡浮标。新华社记者魏弘毅摄
- l4 } j0 F# C" o/ C/ b! G
中国第13次北冰洋科考队队员、浙江大学博士生童政毅介绍,一般来说,离陆地越远,海底沉积物的沉积速度越慢。“我们执行作业的加克洋中脊海域靠近北冰洋中心区域,几米长的泥样,可能包含了长达上万年的地球环境、气候演变信息。”
: T$ V: L5 B( ?0 R' ]3 [* U
除了能帮助人们更好地认识地球,海洋地质和海洋地球物理研究同样具有实用价值。
. V, z2 {$ S; Z5 i' c6 T+ v+ Q) |
“比如,在城市基建的拓展中,勘探人员可以通过专业的仪器发现地下空洞,从而对潜在风险进行规避。此外,海洋地质和海洋地球物理研究在考古、地下水勘探、资源勘探等方面也能起到至关重要的作用。”沈中延说。
+ J0 w# u/ g' ` q2 M( `2 A0 h6 j0 o
海洋地质与海洋地球物理的研究“利器”
: s) a+ U5 v. E. f# o
除了上文提到的重力柱取样,本航次海洋地质研究的重要设备还有碎石取样器。
& ~5 s# Q% z1 P5 l( }
童政毅表示,该设备主要取样海底火山喷发所产生的火山玻璃层,通过分析其化学成分和形成时间,进而指示该处在一定时间尺度内的环境变化。
' s' r( v& _9 x1 a S6 W8 J
记者观察到,碎石取样器的外观同样是柱状,其下部和上部有许多蜡块。取样时,取样器沉入海底,蜡块会接触海底底质,将海底的火山玻璃“粘”上来。
5 A) Y8 b R" s" Q% e w; F
而整个地质与地球物理调查作业中最精彩的环节,莫过于海底大地电磁仪(OBEM)和海底地震仪(OBS)的布放和回收。
% ]" c# O9 J' x! V5 M3 P! B8 J" Q
; |' x- F5 b' X
* h7 i; t! h3 p9 E! P3 h
. X: K U% _! X" L1 h# E6 B; x
2023年8月4日,在“雪龙2”号极地科考破冰船尾甲板,科考队员在清理、收集底栖生物拖网拖上来的样品。新华社记者魏弘毅摄
8 ]; H# x, s! i1 Q
中国第13次北冰洋科考队队员、自然资源部第二海洋研究所助理研究员刘亚楠介绍,OBEM和OBS均为地球物理研究的重要设备,是经过组装之后的球状监测仪器,呈橘黄色,在使用时投放海底进行数据收集,并在当个航次进行回收。
# ^, L% j( X- W% y+ N) [! N
据介绍,OBEM和OBS分别会采集海底的电阻率信息和微小地震波,通过两项指标反馈出的数据,来指示海底地表之下的地质特征。“举个例子,地震波在穿过致密程度不同的地质结构时,速度会有变化。我们会通过该项关键数据,判断出探测位置的海底地质结构。”刘亚楠说。
$ r% i3 ?% R/ D6 `" w
OBEM和OBS的回收,简称“捞球”。回收时,考察队将船开回设备投放地点,设备会收到船上发出的信号,从海底浮上海面。此时,许多科考队员都会聚集到驾驶台,寻找浮上来的“橘色斑点”,之后再由科考队员将设备打捞上来。
, L) Z6 K3 N7 [% C
据中国第13次北冰洋科考队领队王金辉介绍,本航次考察队进行了7台OBEM和5台OBS的布放,并成功回收其中10台设备。其中OBS成功回收率达100%,刷新极地高纬密集冰区成功回收纪录。
% y: r- x, F+ g& k: T
" `8 L: ^% Q/ u% l( K4 Z+ p
举报/反馈
/ U" J t* b' T- {0 P5 Q6 `
, W2 b A: j; d) t8 r : T; y$ u2 }9 \8 L( [. V, P2 X ( D9 J0 P* O3 z- V
回复

举报 使用道具

相关帖子

全部回帖
暂无回帖,快来参与回复吧
懒得打字?点击右侧快捷回复 【吾爱海洋论坛发文有奖】
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册
陌羡尘
活跃在前天 02:30
快速回复 返回顶部 返回列表