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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。
- F# I. z) C# U( e 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？
- g7 d7 r9 u3 }, u/ [0 V, ?. A& z 地质与地球物理调查
0 q: y- k+ }8 B8 i. A" @5 m 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。
8 L7 q: p, i3 x: i% [3 \2 n7 O “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。” 5 K6 r, l0 f0 p
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。
3 P% y$ ^5 F8 Z, t1 z% I9 Y$ n 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。
% q; Z r, G- `) ?& K 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”。
0 @5 ~' n Z3 l& B$ g 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。” . H9 l0 R7 H) Y
科学与经济价值兼具 9 ` |2 b6 G A7 y, G
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。 6 A1 i1 x- Z- e# G& I8 e" T, K
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。” $ x$ U: i. w& `( G9 N) g
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。
7 f5 K- Z1 r8 W! C+ y2 x “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。 + g/ `* n) J- D/ u6 K, o* _
海洋地质与海洋地球物理的研究“利器” $ G5 ]- K2 \/ K8 S# r
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。
4 t. `, G% ~& D$ b0 d9 { 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。 & V9 A6 L' P( Q8 K! y1 X9 s( _4 |* L
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。 4 J% e% w. C* P5 k* Q$ S
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。
) q/ X4 d' h9 I& h 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。 5 T/ E K( o2 `9 z, P' a( t
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。 ! N# ~4 _6 G z0 E+ `" q7 \2 E
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。
& Y" c" @* \( ]. u 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。 : f- m+ B/ ?" w" j- V/ C
编辑：孔唯千
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