科技资讯▏“声学显微镜”探测深海“可燃冰”

时间:2019-10-21 13:00:01 来源:BTV 当前位置:教育新助手 > 星盘 > 手机阅读

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海力有话说

用诚心来做事,用感恩的心做人。

——海力全员



当海底流体(如天然气水合物,俗称“可燃冰”)通过运移通道向海床表面渗漏会形成海底“麻坑”地形。“麻坑”是一种形状类似火山口的圆形或椭圆形的凹陷地貌。1987年被证实与海底天然气水合物气体泄漏有关,是“可燃冰”存在的直接证据之一,对于天然气水合物的发现有着重要的意义。“麻坑”的直径最小不到5m,最大可达数千米。因此,要实现“麻坑”的探测和规模识别分析,不仅要开展大尺度海底地形地貌信息的获取工作,而且要开展海底微地形地貌的探测活动。除“麻坑”外,天然气水合物之类的流体运移聚集还会在海底形成丘状体。这种丘状体也是天然气水合物蕴藏区的标志性地貌,而丘状体在浅层地质结构上的特征则常被用于天然水合物运移分析。探测丘状体地貌同样需要精细的微地形地貌探测技术,而其在海底以下的浅层精细的地质结构则需要浅层探测技术。

多波束回声测深设备可获取水深值,测深成果能用于海底地形图编制,这样海底地形就能非常直观地呈现出来。侧扫声呐探测能够直观地探测到海底表面的地貌形态及底质类别。海底浅层部分的内部微构造可以通过浅地层剖面声学测量系统进行探测,直接借助声波穿透海底表面一定深度的地层来实现海床以下的地层信息获取。

1 声学系统作业示意图

上述声学设备常搭载于科考船上,距离海底少则几百米、多则上千米,只能获取大尺度的海底、浅地层信息,无法得到高精度、高分辨率的海底微地形地貌及浅层信息。因此,难以实现高质量的天然气水合物蕴藏区海底探测。将这些设备搭载在拖体上,并通过一条长电缆将拖体连接到船体,仪器设备到海底的距离就能缩短至100m以内,获取的数据精度和分辨率能大幅提高,这样的系统称为声学深拖系统,如图1所示。

声学深拖系统是一种可在深海海域进行海底微地形地貌及浅层地质探测的海洋装备,其搭载了多波束回声测深系统、侧扫声呐系统和浅地层剖面系统等,并配备有压载器、拖体、符合电缆、绞车、甲板单位、惯性导航系统、多普勒计程仪、温度传感器、海水盐度传感器及水下定位信标等辅助设备。通过光电复合电缆连接压载器与拖体,采用拖曳方式将拖体放至近海底,可以进行高精度、高分辨率的海底微地形地貌及浅层地质探测,完成天然气水合物蕴藏区海底探测任务。

2展示的是三维水深图、侧扫声纳图、浅地层剖面图相互叠加形成的三维可视化立体模型,这对海底表面的微地形地貌和海底浅层地质的探测、识别、解释都具有非常重要的意义。因此,利用这种新兴的声学深拖系统在天然气水合物蕴藏区开展调查,能够有效地发现“麻坑”、丘状体地形地貌及地质特征,完善了天然气水合物探测方法体系。

2 声学系统海底微地形地貌立体探测影像图

■本文来自《测绘地理信息》(2018年第6期),资料源于广州海洋地质调查局、武汉大学承担的项目,版权归出版社拥有,用于学习与交流。



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