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“每一‘炮’可以获得上百兆数据。根据震源的不同,可以获得海底几米甚至十几千米的剖面数据,就像给海底做‘CT’。”广州海洋地质调查局高级工程师韦成龙告诉《海洋与渔业》记者,海量的数据采集,正是分析研究海底地质构造、油气等赋存量的重要基础。
. E# { p( r( J! {: I 近日,为期三天的广东海洋创新联盟联合科考首航启动。由广州海洋地质调查局带来的“海洋多道地震探测”,是这次科考值得一提的“酷炫”高科技。只见浩瀚的洋面上,“海洋地质八号”科考船匀速行进着,其后拖着长约数公里的海缆,好不壮观!
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地震探测技术成熟 5 M) F4 X9 F4 A* G8 z$ W% u3 N
据韦成龙介绍,地震探测技术已经非常成熟。早在19世纪50年代,这种技术已运用于地质勘测;而在60年前,该技术运用到了海上勘测。因其在长期的实践中,分辨率、准确率比较高,它也成为了科考人员数据采集最为常用的方式之一。 / y- n; b; D+ G* \/ p! h+ c$ @: S
据介绍,这套地震采集系统5月已经安装于“海洋地质八号”科考船。7月11日9时,“海洋地质八号”科考船启航,当行进到设定的点时,就开始释放电缆。在日常科考中使用四条到六条6公里长的电缆。如何保证多条电缆间隔距离相同呢?除了电缆释放长度设定好距离外,“扩展器”“防折器”“罗盘鸟”“横向水鸟”等拖缆定位系统启用,动态控制着多条缆线之间的距离。 / j2 x) D. N+ s
而在电缆的起点则包裹了一层“救生衣”,正是拖缆定位系统的水下尾标,就像一个长约2米的黄色海洋生物,浮在海面上。“因为电缆都是在船行进的时候放下的,尽量保持匀速,可以防止电缆掉入海底。”韦成龙说,这4条电缆上布满了接收传感器。激发一次震源声波,则传感器可以获得一组组数据。每接收一次震源反射信号,可获得上百兆的数据。
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) r. |0 [; @- O, ~ “1个月可收集400平方公里的数据 ”
" z6 G& F2 T9 N& L7 n, e% Q' b; e4 j “一般我们出海科考的时间都在40-50天左右。60个人出海的话,20个人一个班。”韦成龙告诉记者,“数据采集回来后,则交由另外的部门进行数据处理,最后又由不同的部门进行数据解释,这才能获得完整的海底地质信息。”虽然数据采集,只是其中一个步骤,却是最基础、最重要的。因为最终的结果,就来源于采集的数据。因此在实际操作中,从海上拖缆到导航等,都有严格的技术规范,误差等都要控制在允许的范围之内。 : M$ {4 }: r' x# D" A) K3 ]
据介绍,广州海洋地质调查局主要调查的范围是南海,但有时候也需要去东海、黄海进行数据采集。目前广州海洋地质调查局共有7条船,450余人组成的野外调查队。其中两条船用于地震数据采集。2条船每年完成工作量大约3万公里。通过海量数据获得,来提高数据的信噪比。“按照海洋地质八号的装备配置,每次出海可以采集到400平方公里的数据。”已经从业18年的老野外采集工程师韦成龙笑着说,“虽然大家也晕船,但每年出海6到8个月,大家也很习惯了。”
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给海底做“CT” & j! p6 ^3 R( n' V* J
“通过一两个月海外工作采集回来的数据,可以运用到区域地质调查、石油和天然气资源调查、可燃冰试采调查等。同一组数据可以发现不同的研究成果。”韦成龙介绍说,比如,你想要了解这片海底的某类生物结壳,就可以从数据库中着重研究这一类数据;再比如你是为了查找某个地层是否有油气赋存,就可以着重了解油气方面的数据。 : c0 e' L9 j$ d
但是一般不同震源,所获得数据的用途不一致。他解释道,一般可燃冰赋存于海底三四百米,且分布较为分散,这时候需要的震源不用大,但分辨率比较高;而油气资源一般存在于海底数千米,这样就需要比较大的震源。用韦成龙的话说,不同的震源,所得到的数据分辨率也不同,就像给海底做CT,进行肝检查时,也可以看到其他器官的状况。数据用途不一致,因此所需分辨率也不一样。
) K7 T. h; g( `, d4 A$ p “与20年前相比,现在各种装备的数据采集技术都在提高,因此需要经常去采集数据,每一次数据采集可能离‘真相’更近一步。同样,也可以利用现在的数据分析技术对20年前的数据进行分析。为了让信噪比提高,除了获得海量数据,还要保证装备的可靠耐用性,让数据在传输过程不出现错误。因此,下海科考一次都是一次大人力、物力、财力的投入。
% A" i: K, B# i1 u ?; P0 Y 目前同一组数据用于不同的研究,也是常见的。”韦成龙说。
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