海底地质研究船 -探测海底地层中的地质的仪器是什么

4月2日11时，南海神狐海域，艳阳似火，微风徐徐，“海洋地质九号”船甲板上，热浪滚滚。

经过近20个小时的航行，搭载着中国地质调查局青岛海洋地质研究所（以下简称青岛所）等单位的60名海试科考队员的“海洋地质九号”船，从深圳蛇口国际邮轮母港抵达作业区，执行2021年南海海试航次第二航段任务。

5 U/ G) {/ W( e0 O3 v& a

科考队员回收3000米级轻便型声学深拖探测系统。杨源 摄

科考队员布放海底沉积物多参数探针及布放系统。鄂歆奕 摄

! p" X/ J' L S+ \: U# R8 B) h" g- G

中国地质调查局青岛海洋地质研究所自主集成研发的3000米级轻便型声学深拖探测系统。杨源 摄

4月2日8时15分。“海洋地质九号”船航行至某水深1800米海域，船速降至2节~3节，准备开展南海海试航次第二航段首个设备布放。

艉甲板上，青岛所工程师赵钊操纵自动机械绞车，在数名队员的协助下，将重约75公斤的“MVP-300走航式温盐深探测系统”的拖鱼缓缓吊起，布放入海。实验室内，青岛所工程师董凌宇目不转睛地盯着数据接收系统，屏幕上，深度、温度、盐度等数据正实时更新。按照计划，2小时后，他们将完成数据采集，回收设备。

" e. `$ d9 C$ j8 Z* z

此后，布放设备、接收数据、检测设备性能这套“海试标准程序”在“海洋地质九号”船频繁上演。

青岛所高级工程师、航次首席科学家杨源介绍，2021年“海洋地质九号”船南海海试分为2个航段，其中第二航段将开展3000米级轻便型声学深拖探测系统、3000米级海底沉积物多参数探针、移动式电视抓斗等8套设备的布放回收，旨在测试各类型探测设备性能、验证自主研发设备的可靠性与稳定性，为日后开展的西太平洋科考做好准备。

在深海“放风筝”

4月2日18时，船上实验室内，青岛所高级工程师冯京、助理研究员刘慧敏、助理工程师李志彤等紧盯着“声学深拖系统—采集软件”屏幕上的实时数据，展开热烈讨论。

3小时前，队员们布放了3000米级轻便型声学深拖探测系统（以下简称声学深拖）。按照设计功能，该系统可在距离海底30米~100米的高度上近距离探测海底地形地貌。

6 E3 S2 M) |0 C; d% ]8 h( @! h

“设备高度变化有点快！”屏幕显示，声学深拖在距海底170米~190米的范围内快速波动着。如何才能让声学深拖保持稳定状态，且离海底再近一些？

“后甲板，再放缆50米，放缆速度调慢一点。”

“后甲板，再放缆100米。”

“把尾翼由20度调整为15度。”

* R O2 E2 h: I& ~

几分钟内，刘慧敏通过对讲机，向设备操作人员发出指令。

5 @- R0 u/ D4 A+ |, U' P: j

李志彤介绍说，该海域海底地形复杂，队员需要在设备布放过程最后及时作出研判，通过调整放缆长度、尾翼角度、船速等方式，确保设备水下作业安全，并获取高质量的数据。

$ y' A: U" y _. o

此次声学深拖海试负责人冯京介绍，该设备由青岛所历时6年自主集成研发而成，可在3000米深度以内的海域开展作业。

“声学深拖工作时的状态，就像在深海放风筝，橘红色的拖体相当于风筝，压载器就像连接风筝的线盘，我们通过电脑主机发送作业指令。”冯京说，该设备可发出声波近距离探测海底的微地形地貌及浅部地层结构特征，有效消除了海流对探测精度造成的影响，可获取高精度的声学探测数据，多用于多金属结核、富钴结壳、热液硫化物等海底矿产资源调查和海底光缆等海洋工程调查，能够完成特定目标搜索、辅助大型潜水器水下作业等任务。

4 W; u+ e5 ~+ X. ~7 a

半小时后，声学深拖在距离海底约60米的高度稳定姿态，开展探测作业。随后，冯京在值班记录表上记录下母船位置、设备位置、作业深度等信息。

记者了解到，为保障声学深拖作业安全，海试科考队员需要24小时轮流值班，实时监测数据。当天，船上开展的无人船、超短基线等作业项目亦如此。

; z% L: `$ p) N( {1 v7 M

“一波三折”收设备

1 K# U! D( O! Q9 N0 w5 M) q$ \

随着船头慢慢转向，第一条深拖测线顺利完成。然而，调转船头后，数据记录显示，声学深拖距海底高度变化速度较慢，增加放缆长度仍然无法达到预定海底高度。

“这一现象应该是海底流向变化后声学深拖压载器的重量较轻造成的。”杨源告诉记者，针对该问题，海试将回收声学深拖，为压载器增加“配重”。

4月3日8时，形似“笼子”的声学深拖压载器已回收至“海洋地质九号”船甲板。孙吉昌、路昊天等队员，用粗铁丝将7个重约40公斤的铅块绑在搭载器上。

6 F8 I' t6 e- ?3 j$ I6 C: P: }

记者了解到，压载器和声学深拖通过一条黑色的、长约50米的脐带缆链接。脐带缆内有光纤，是声学深拖数据采集的信息通道。

“一、二、三！”7名海试科考队员列成一队，像“拔河”般齐力拽住脐带缆，将声学深拖拽近船艉。随后，青岛所工程师周吉祥“剥”下系在脐带缆上的吊带，折臂吊缓缓舒展“大臂”，将声学深拖“勾”起。

随着折臂吊上收，声学深拖浮出水面，在甲板上方悬停。船员操作折臂吊缓缓移动，队员秦世平、刘洪涛等拉紧止荡绳，声学深拖顺利回收至甲板面。20分钟后，重新配重后的声学深拖再次潜入海底。

) G# d) p9 L7 W |: R9 J2 _! U( Q

4月4日5时30分，6000米级海底海洋多要素边界层系统（简称“着陆器”）回收在即。“着陆器收到声学释放器发出的信号后，会把配重抛弃，慢慢浮出水面。”二层甲板上，李志彤一边操控声学释放器，一边关注着着陆器的高度变化。然而，前2次释放均未成功。

& ~6 {9 P' q# S3 q4 s# i1 z

第3次释放信号发出后，搭载在着陆器上的超短基线信标显示着陆器离底高度有了变化，这意味着陆器抛载成功开始上浮。8时30分许，远处一块“橘子皮”在海面若隐若现。杨源介绍，“橘子皮”是搭载在着陆器上的玻璃浮球，为着陆器提供上浮的浮力。

9 r5 a) ?3 F, Z y* x

当着陆器被回收至甲板时，可以看到各种各样的传感器，这些传感器可以实现对海底边界层定点、定时的连续观测，获得长时间序列的水文环境、地球化学等参数，可用于了解海洋环境噪声、实现对海底边界层物理化学环境的动态演化过程观测。其底部集成的海底地震仪，还可监测海底地震活动。

! O9 D a ^1 _7 g. x ^8 B

探测设备齐上阵

航行中，多个深海探测设备齐上阵，经受海试检验。

0 P1 t$ T5 Y$ v' T) z( h8 \" S' _

“深海可移动平台是此次重量级科考设备，全向推进系统是该平台的核心关键技术之一。推进能力的提升，有助于该平台在深海精准取样、投放领域打开更广阔的应用空间。”据青岛所高级工程师虞义勇介绍，该平台是青岛所研发的新型深海可移动平台作业系统，可实现6000米海域近海底精准移动取样、定点原位探测和重载设备布放。

' @) v* R+ W. T l: r- J

该平台分为上下两部分，上半部分有4台推进器提供移动所需动力，高清摄像机和水下探照灯用来获取水下的影像信息，电缆实现与母船的电力供给及信号传输。下半部分可以搭载多种取样器、各类传感器、布放机构以及海底生物捕获器等多种科考工具。“此次海试，水下可移动平台搭载了小型便携式海底钻机，可以钻取海底的大块岩石并获取岩芯。”虞义勇说。

* e( P% t- y" S. R) v

多道地震测量系统是船上阵容最“豪华”的设备，放置在二层、三层甲板上。

: n3 d. i: j; E7 U4 a; ^

记者了解到，该系统包括综合导航、数据采集、震源控制和现场处理等4个部分，通过人工震源激发大能量声波，声波穿过海底以及海底地层并反射回海面，在海面上由地震接收缆接收。研究人员通过分析声波在不同岩性地层中传播的特征，确定岩层的埋藏深度和结构，对海底肉眼无法看到的地层进行成像。青岛所高级工程师单瑞告诉记者：“将地球比作蛋糕，海洋地震勘探方法就像是我们在不去破坏蛋糕的情况下，看清楚蛋糕有几层，每一层是什么。”

0 r: o/ m) B1 g

海试艰苦见精神

海试期间，记者感受到了海上生活的不易和海试科考队员的积极乐观。

# s; s) d; \% N

“老海洋”变“摄影狂”——珍藏热爱。设备布放，他捕捉入水瞬间；烈日下作业，他抓拍作业人员专注的神情……青岛所副研究员崔汝勇看哪都新鲜，像是第一次登船的专业摄影师，实际却是有着30多年大洋科考经验的老海洋人。

2 M$ D# [1 w) D, v8 I; R

同事变“线哥”——名副其实。“线哥”是大家对青岛所工程师周吉祥的称呼，接线、接头、设备连接，他手到擒来。青岛所工程师张世阳在他的海试日记中写道，一次作业中，水鸟连接线被误剪断。水鸟连接线是预埋的，不能取出来维修，周吉祥带着全套接线设备，蜷缩在地板上接线。从打开插电板，到完成一个三孔插头的锡焊和包装，他仅用了10分钟。

5 O( d# ~4 S8 C

“船体”似“迷宫”—— 寻“网”情深。“海洋地质九号”船共有6层甲板，内部设有多个实验室、会议室及活动场所，初次上船仿佛进入“迷宫”。一位海试科考队员是“上岗”2年的新手妈妈，思念孩子心切，会时常穿梭在“迷宫”中寻找网络。

科考队员变“理发师”——自学成才。4月2日晚，青岛所海试科考队员贾俊亮手拿一把普通剪刀，娴熟地为同事剪起了头发。贾俊亮说：“长期出海不能理发，同事间互相帮着剪，慢慢就学会了。”由于他的技术最为精湛，大家还给他起了一个绰号：托尼老师。

原标题：《“海洋地质九号”船：南海海试忙》

4 f' V1 [) W6 K0 m5 t$ H % [6 }' p/ J' f0 k6 N: a1 L , I+ O. A0 D5 J* w A