隔空探海 无所遁形

李筱 张玄杰

为了探索神秘的海洋，人们使用了很多方法及技术手段，如载人深潜、深海钻探、水下机器人等，但这些都需要潜入海底才能实现。如果有一种远程测量技术，让人们坐在飞机上就可以探测海洋、获取海底深部地质信息，那将是怎样的感觉？海洋航空地球物理探测（简称海洋航空物探）就是这样一种探索海洋的有力武器。这种探测方法是将地球物理场信息采集设备装载在飞行器上，配合高精度导航定位系统（如GPS），在海域上空按预先设定的轨迹和高度采集地球物理场信息，这样就可以有效获取海底深部的地球物理场数据。

知识链接

海洋航空物探

第二次世界大战期间，美国海军应用海上航磁测量方法探测日本海军潜艇，这可以说是最早将航空物探应用于海洋调查上。二战结束后，人们发现这种技术同样可以用来探测海下地质构造与资源分布，从此航空物探被广泛应用于海洋地质探测、大地测绘以及军事地质等诸多领域。

与传统地球物理测量方法相比，海洋航空物探解除了仪器在空间上受到的限制。借助海洋航空物探技术，人们可以对海洋中无法到达的区域，如沼泽、礁石带以及潮间带等，进行有效测量，解决海陆交互区勘探问题。另一方面，借助飞行器灵活快速的特点，海洋航空物探技术可以在短时间内获取大量数据，快速完成勘探任务。但由于飞行器本身的不稳定性，装载在飞行器上的仪器会牺牲一定的测量精度。

地质解释专家综合多样数据（左）描绘出目标海域的构造特征（右）

“异常”很微弱  仪器很灵敏

目前，海洋航空物探技术主要应用于航空重力和航空磁力测量，分别测量地球重力加速度与磁场强度的大小。

地球上不同岩石的密度与磁性各不相同，尤其是海底的石油、天然气等矿产资源往往聚集在某些特定的地质构造部位，而这些特定的地质构造部位会产生“不一样”的地球物理信号，这就是我们常说的地球物理“异常”。这种“异常”非常微弱，而海洋航空物探仪器灵敏度非常高，足以捕捉到这些“异常”，通过测量得到的这些“异常”信息，科学家就能推断海底的地质构造特征，进而寻找深藏其中的石油、天然气等资源。

地毯式扫描让“异常”无处可藏

海洋航空物探工作拥有一套严谨的科学流程，通常是由数据采集、数据处理、数字制图、推断解释等一系列环节组成，需要许多海洋航空物探专家共同协作。

数据采集之初，先进行仪器设备的集成、安装和测试，在仪器试验结果达到行业规范要求后，才正式开始野外测量工作。在测量过程中，飞机像在空中织布一样，按设计航迹逐条线采集地球重磁场的信息，由点到线、由线到面，对海洋进行地毯式扫描，获取海洋重磁场数据。完成对目标海域的测量工作后，数据处理专家会先对野外预处理数据来一次“净化”，去除干扰信息，得到我们需要的航空重磁异常数据。

数据助力了解地质构造

处理后的数据中蕴藏着丰富的海底地质构造信息，这时地质解释专家隆重登场，从中搜寻破解海底奥秘的有效信息，进行地质解释。为了更好地了解未知的海底世界，我们需要搭建所获得的重磁异常数据与已知地质地球物理等资料的桥梁，而这需要地质解释专家们到工作海域临近的陆地和岛屿进行大量的野外地质观测，测量磁化率和密度等反映地球岩石物理特性的数据，以作为数据解释的参考，再通过类比、正演、反演等方法构建并修正地质构造模型，以解释重力、磁力异常信号。当解释专家回到室内，面对一张张地球物理异常图时，就会利用已掌握的丰富的地质地球物理知识，综合地质、钻探、人工地震、重力场、磁场等多样数据，得到科学合理的推断结果，最终得到该海域的相关地质信息，描绘出目标海域的构造特征，圈定出海域中可能的油气构造，为后期油气资源勘探打下坚实基础。

战功卓著填空白

短短几十年，海洋航空物探方法在海洋研究中战功卓著。国际海洋地质研究中，科学家通过海洋航磁测量，在世界多个大洋中都发现了磁异常条带，印证了海底扩张学说，并为确定诸多海盆扩张时间提供了依据。中国的海洋航空物探自20世纪50年代开展以来，先后完成了渤海、黄海、南海等大部分海域航空物探测量，有效地填补了海域地球物理资料的空白，解决了一系列海域基础地质问题，同时作为石油勘探的先行侦查兵，先后在珠江口盆地、遼东湾等地区发现若干含油气潜力区，为中国海域油气资源调查献力。

（责任编辑 / 岳萌   美术编辑 / 胡美岩）