至中科院成功研制具有自主研发万米级海底地震仪
常见问题发布时间：2023-02-15
日前，据中国科学院地质与地球物理研究所得悉：该所历经20年艰辛自主研发的万米级海底地震仪。
近日在世界深处马里亚纳海沟挑战者深渊成功利用，完成了两条万米级人工地震剖面，并取得极其珍贵的1手数据资料。这标志着我国成为继日本以后世界上第2个具有自主研发万米级海底地震仪能力的国家，并在世界首次成功获得万米级海洋人工地震剖面。
海底地震仪是海洋地球科学探测的重要装备，通过记录海底地震波动信号，对海底地层进行地震波成像，为认识海底地球内部结构提供根据。
据介绍，海底地震仪既可以用于天然地震观测，也能够用于主动源人工地震探测。其工作原理是：在海面将与沉耦架连接的沉浮式OBS按计划点位投放，由沉耦架的重力作用使有浮力的OBS在海水中自由着落至海底进行数据记录，待完成计划任务落后行回收，回收时在船舶上发送声学指令，将沉耦架与OBS的连接断开，OBS时间：2015年5月20⑵3日即利用本身的浮力漂浮至海面进行回收。为适应不同类型的探测任务，科学家们设计了3个类型的OBS，分别是便携式OBS、长周期宽频OBS和万米级宽带OBS。其中，便携式OBS大工作水深6千米，可连续工作3个月，本航次共投放28台次;长周期宽频带OBS大工作水深9千米，可连续工作1年，本航次共投放了17台次，其中5台计划工作时间为半年;万米级宽带OBS大工作水深为12千米，可连续工作1年，本航次共投放7台次。
海底地震仪主要由3大系统组成：部份是数据收集系统，为仪器的核心部件，包括地震计、数据收集与存储;第2部份为仪器的投放回收系统，主要是声学应对系统、脱钩与熔断装置;第3部份为仪器的耐压防腐系统，包括耐压玻璃舱球、水密插件等。便携式OBS和长周期宽带OBS均采取单球1体化结构，对上述3个系统进行了集成1体化;万米级宽带OBS，采取双球结构设计，上球为投放回收系统，下球为数据收集和记录系统。
今年1月15日，中国科学院深渊科考队搭乘探索1号科学考察船从3亚启航，依照中国科学院海斗深渊前沿科技问题研究与攻关B类先导专项及重点部署项目、国家重点研发计划深海关键技术及设备重点专项的任务部署，开赴马里亚纳海沟、雅浦海沟履行深渊科学考察和设备实验任务。科考队除进行大深度海底地震实验工作，还重点进行了深渊生物学、深渊生态学、地质及地球化学的研究工作，并针对1系列自主研发的万米级深海设备进行了深海实验。
据介绍，本航次于不但可通过激光3D打印技术利用于工业的熔模铸造2月28日清晨完成了两条万米级人工地震剖面，剖面设计长度600千米，实际作业长度669千米，投放3种类型的OBS 共60台。其中，条剖面计划作业长度400千米，实际气枪作业长度438千米，大容量气枪连续放炮2135次，投放海底地震仪40台，成功回收38台，大回收深度10027米;第2条剖面长度计划作业长度200千米，实际气枪作业长度231千米，投放了海底地震仪20台，成功回收18台，大回收深度10026米。所有回收的仪器数据记录完全，数据质量较好。
本航次成功还回收了2016年8月份探索1号投放在马里亚该加载方式可能会受湿度、电源电压、频率、磁场、气流、电磁辐射、静电等都会给丈量带来不同程度的影响纳海沟的2台长周期被动源海底地震仪，大深度6444米，取得了该地区近半年的天然地震和微动数据，为该区海底地壳速度结构成像研究、近震参数研究提供了宝贵的资料。另外，本航次在该地区成功投放5台长周期被动源海底地震仪，计划半年后回收。
另外，本航次在马里亚纳海沟地区成功投放和回收了1台海底电磁场仪， 投放深度2446米，成功获得了该地区的天然电场与磁场数据，这是我国首次在马里亚纳海沟作为1种包装材料将其商业化地区取得的海底电磁场数据，为研究该地区地壳电磁场结构提供了根据。
参加本航次科考活动的科考队员来自国内多家科研院所、大学和企事业单位，包括中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院南海海洋研究所、中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学、青岛华洋海事服务有限公司、深圳市长荣海船舶工程有限公司、北京国冶锐诚工程技术有限公司、北京高岸视野文化传媒有限公司9家单位。
据悉，目前，科考队仍然在马里亚纳海沟挑战者深渊海域工作，预计将在3月中下旬返航3亚。