海底地震仪,何以倾听地球心跳 / 陈瑜
①2012年2月13日,我国第28次南极科学考察队成功回收布放在南极普里兹湾的海底地震仪。此次回收的海底地震仪是科考队两个月前在雪龙船由中山站前往长城站途中布放的,这是我国首次在南极周边海域投放海底地震仪。
②海底地震仪相当于在海底建了个临时地震台站。海底地震仪由地震计、记录仪和释放器三部分组成。其中地震计负责将接收到的地震波转化为电子信号,记录仪对电子信号进行采集和存储。科研人员通过释放器将海底地震仪回收后,可从记录仪中读取相关数据。这套海底地震仪共记录了近两个月的南极大陆及其周边海域地震情况。数据初步分析表明,该仪器在海底工作正常,共采集记录约6.98GB的数据。
③我国现阶段对南极的调查主要集中在高空大气物理、冰川与气候、生物技术与海洋生物资源等科学领域。虽然地球物理调查手段是获知南极冰盖下地质状况和资源分布的最有效途径,但是南极特有的低温、复杂地质环境使我国还缺少开展地球物理调查的技术手段和装备。
④在南极周边海域投放海底地震仪,有助于了解南极海域深部地质结构特征及其构造演化。地震发生时产生的地震波在地球内部圈层传递过程中,穿越不同深度和不同种类的岩石时产生了细微的差异,利用对仪器接收到地震波信号的频谱和速度分析可以揭示出地球内部不同圈层岩石的性质和分布,为研究南极大陆的形成演化及其动力机制提供依据,丰富了全球大陆地质构造演化研究中的南极区域资料。
⑤由于目前我国南极科考的周期是每年一次,头一年投放设备,得等来年才能回收,(A)必须保持设备运行所需要的粮食——电源。因此,低功耗意味着设备将在海底保留的时间更长,记录的资料更多。此外,由于南极海水温度偏低,电子设备无法像正常环境下一样工作,需要对设备做一些特殊的耐低温处理,以适应极端低温环境。海底地震仪布放于海底,需要具有极高的抗压能力,而且,成年累月的处于海底要求它具有极强的抗腐蚀能力等等。(B)为配合本次调查,项目组专门委托中国科学院地质与地球物理研究所对设备进行了量身定做。
⑥地震是一种灾害现象,但也是了解地球内部结构的重要手段。目前我国已在南极中山站建立了地震观测台站。按照设想,未来将在南极大陆从中山站到昆仑站的途中建立多个流动地震观测台站,向海域布设4至6台海底地震仪,搭建一条雪域高原向深海平原的延伸线,(C)对地球内部数十甚至上百公里深度以内的地壳和上地幔内部结构进行内脏透视。(来源:中国科技网 )
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