海底CT扫描“神器”

■ 文｜《海洋与渔业》记者 廖静

海洋多道地震探测可实现收集海量数据

“每一‘炮’可以获得上百兆数据。根据震源的不同，可以获得海底几米甚至十几公里的剖面数据，就像给海底做‘CT’。”广州海洋地质调查局高级工程师韦成龙告诉《海洋与渔业》记者，海量的数据采集，正是分析研究海底地质构造、油气等赋存量的重要基础。

近日，为期三天的广东海洋创新联盟联合科考首航启动。由广州海洋地质调查局带来的“海洋多道地震探测”，是这次科考值得一提的“酷炫”高科技。只见浩瀚的洋面上，“海洋地质八号”科考船匀速行进着，其后拖着长约数公里的海缆，好不壮观！

地震探测技术成熟

据韦成龙介绍，地震探测技术已经非常成熟。早在19世纪50年代，这种技术已运用于地质勘测；而在60年前，该技术运用到了海上勘测。因其在长期的实践中，分辨率、准确率比较高，它也成为了科考人员数据采集最为常用的方式之一。

据介绍，这套地震采集系统5月已经安装于“海洋地质八号”科考船。7月 11日 9时，“海洋地质八号”科考船启航，当行进到设定的点时，就开始释放电缆。在日常科考中使用四条到六条 6公里长的电缆。如何保证多条电缆间隔距离相同呢？除了电缆释放长度设定好距离外，“扩展器”“防折器”“罗盘鸟”“横向水鸟”等拖缆定位系统启用，动态控制着多条缆线之间的距离。

而在电缆的起点则包裹了一层“救生衣”，正是拖缆定位系统的水下尾标，就像一个长约 2米的黄色海洋生物，浮在海面上。“因为电缆都是在船行进的时候放下的，尽量保持匀速，可以防止电缆掉入海底。”韦成龙说，这4条电缆上布满了接收传感器。激发一次震源声波，则传感器可以获得一组组数据。每接收一次震源反射信号，可获得上百兆的数据。

“1个月可收集400平方公里的数据 ”

“一般我们出海科考的时间都在40-50天左右。60个人出海的话，20个人一个班。”韦成龙告诉记者，“数据采集回来后，则交由另外的部门进行数据处理，最后又由不同的部门进行数据解释，这才能获得完整的海底地质信息。”虽然数据采集，只是其中一个步骤，却是最基础、最重要的。因为最终的结果，就来源于采集的数据。因此在实际操作中，从海上拖缆到导航等，都有严格的技术规范，误差等都要控制在允许的范围之内。

据介绍，广州海洋地质调查主要调查的范围是南海，但有时候也需要去东海、黄海进行数据采集。目前广州海洋地质调查局共有 7条船，450余人组成的野外调查队。其中两条船用于地震数据采集。2条船每年完成工作量大约 3万公里。通过海量数据获得，来提高数据的信噪比。“按照海洋地质八号的装备配置，每次出海可以采集到400平方公里的数据。”已经从业 18年的老野外采集工程师韦成龙笑着说，“虽然大家也晕船， 但每年出海6到8个月，大家也很习惯了。”

给海底做“CT”

上图：电缆尾标

下图：震源

“通过一两个月海外工作采集回来的数据，可以运用到区域地质调查、石油和天然气资源调查、可燃冰试采调查等。同一组数据可以发现不同的研究成果。”韦成龙介绍说，比如，你想要了解这片海底的某类生物结壳，就可以从数据库中着重研究这一类数据；再比如你是为了查找某个地层是否有油气赋存，就可以着重了解油气方面的数据。

但是一般不同震源，所获得数据的用途不一致。他解释道，一般可燃冰赋存于海底三四百米，且分布较为分散，这时候需要的震源不用大，但分辨率比较高；而油气资源一般存在于海底数千米，这样就需要比较大的震源。用韦成龙的话说，不同的震源，所得到的数据分辨率也不同，就像给海底做 CT，进行肝检查时，也可以看到其他器官的状况。数据用途不一致，因此所需分辨率也不一样。

“与 20年前相比，现在各种装备的数据采集技术都在提高，因此需要经常去采集数据，每一次数据采集可能离‘真相’更近一步。同样，也可以利用现在的数据分析技术对 20年前的数据进行分析。为了让信噪比提高，除了获得海量数据，还要保证装备的可靠耐用性，让数据在传输过程不出现错误。因此，下海科考一次都是一次大人力、物力、财力的投入。目前同一组数据用于不同的研究，也是常见的。”韦成龙说。