海底CT掃描“神器”

■ 文｜《海洋與漁業(yè)》記者 廖靜

海洋多道地震探測可實現(xiàn)收集海量數(shù)據(jù)

“每一‘炮’可以獲得上百兆數(shù)據(jù)。根據(jù)震源的不同，可以獲得海底幾米甚至十幾公里的剖面數(shù)據(jù)，就像給海底做‘CT’。”廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局高級工程師韋成龍告訴《海洋與漁業(yè)》記者，海量的數(shù)據(jù)采集，正是分析研究海底地質(zhì)構(gòu)造、油氣等賦存量的重要基礎(chǔ)。

近日，為期三天的廣東海洋創(chuàng)新聯(lián)盟聯(lián)合科考首航啟動。由廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局帶來的“海洋多道地震探測”，是這次科考值得一提的“酷炫”高科技。只見浩瀚的洋面上，“海洋地質(zhì)八號”科考船勻速行進著，其后拖著長約數(shù)公里的海纜，好不壯觀！

地震探測技術(shù)成熟

據(jù)韋成龍介紹，地震探測技術(shù)已經(jīng)非常成熟。早在19世紀(jì)50年代，這種技術(shù)已運用于地質(zhì)勘測；而在60年前，該技術(shù)運用到了海上勘測。因其在長期的實踐中，分辨率、準(zhǔn)確率比較高，它也成為了科考人員數(shù)據(jù)采集最為常用的方式之一。

據(jù)介紹，這套地震采集系統(tǒng)5月已經(jīng)安裝于“海洋地質(zhì)八號”科考船。7月 11日 9時，“海洋地質(zhì)八號”科考船啟航，當(dāng)行進到設(shè)定的點時，就開始釋放電纜。在日?？瓶贾惺褂盟臈l到六條 6公里長的電纜。如何保證多條電纜間隔距離相同呢？除了電纜釋放長度設(shè)定好距離外，“擴展器”“防折器”“羅盤鳥”“橫向水鳥”等拖纜定位系統(tǒng)啟用，動態(tài)控制著多條纜線之間的距離。

而在電纜的起點則包裹了一層“救生衣”，正是拖纜定位系統(tǒng)的水下尾標(biāo)，就像一個長約 2米的黃色海洋生物，浮在海面上?！耙驗殡娎|都是在船行進的時候放下的，盡量保持勻速，可以防止電纜掉入海底?！表f成龍說，這4條電纜上布滿了接收傳感器。激發(fā)一次震源聲波，則傳感器可以獲得一組組數(shù)據(jù)。每接收一次震源反射信號，可獲得上百兆的數(shù)據(jù)。

“1個月可收集400平方公里的數(shù)據(jù) ”

“一般我們出?？瓶嫉臅r間都在40-50天左右。60個人出海的話，20個人一個班?！表f成龍告訴記者，“數(shù)據(jù)采集回來后，則交由另外的部門進行數(shù)據(jù)處理，最后又由不同的部門進行數(shù)據(jù)解釋，這才能獲得完整的海底地質(zhì)信息。”雖然數(shù)據(jù)采集，只是其中一個步驟，卻是最基礎(chǔ)、最重要的。因為最終的結(jié)果，就來源于采集的數(shù)據(jù)。因此在實際操作中，從海上拖纜到導(dǎo)航等，都有嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范，誤差等都要控制在允許的范圍之內(nèi)。

據(jù)介紹，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查主要調(diào)查的范圍是南海，但有時候也需要去東海、黃海進行數(shù)據(jù)采集。目前廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局共有 7條船，450余人組成的野外調(diào)查隊。其中兩條船用于地震數(shù)據(jù)采集。2條船每年完成工作量大約 3萬公里。通過海量數(shù)據(jù)獲得，來提高數(shù)據(jù)的信噪比。“按照海洋地質(zhì)八號的裝備配置，每次出?？梢圆杉?00平方公里的數(shù)據(jù)。”已經(jīng)從業(yè) 18年的老野外采集工程師韋成龍笑著說，“雖然大家也暈船， 但每年出海6到8個月，大家也很習(xí)慣了?！?/p>

給海底做“CT”

上圖：電纜尾標(biāo)

下圖：震源

“通過一兩個月海外工作采集回來的數(shù)據(jù)，可以運用到區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、石油和天然氣資源調(diào)查、可燃冰試采調(diào)查等。同一組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)不同的研究成果?！表f成龍介紹說，比如，你想要了解這片海底的某類生物結(jié)殼，就可以從數(shù)據(jù)庫中著重研究這一類數(shù)據(jù)；再比如你是為了查找某個地層是否有油氣賦存，就可以著重了解油氣方面的數(shù)據(jù)。

但是一般不同震源，所獲得數(shù)據(jù)的用途不一致。他解釋道，一般可燃冰賦存于海底三四百米，且分布較為分散，這時候需要的震源不用大，但分辨率比較高；而油氣資源一般存在于海底數(shù)千米，這樣就需要比較大的震源。用韋成龍的話說，不同的震源，所得到的數(shù)據(jù)分辨率也不同，就像給海底做 CT，進行肝檢查時，也可以看到其他器官的狀況。數(shù)據(jù)用途不一致，因此所需分辨率也不一樣。

“與 20年前相比，現(xiàn)在各種裝備的數(shù)據(jù)采集技術(shù)都在提高，因此需要經(jīng)常去采集數(shù)據(jù)，每一次數(shù)據(jù)采集可能離‘真相’更近一步。同樣，也可以利用現(xiàn)在的數(shù)據(jù)分析技術(shù)對 20年前的數(shù)據(jù)進行分析。為了讓信噪比提高，除了獲得海量數(shù)據(jù)，還要保證裝備的可靠耐用性，讓數(shù)據(jù)在傳輸過程不出現(xiàn)錯誤。因此，下?？瓶家淮味际且淮未笕肆?、物力、財力的投入。目前同一組數(shù)據(jù)用于不同的研究，也是常見的?！表f成龍說。