科普：探寻海底的秘密——地质和地球物理调查简介

新华社“雪龙2”号9月24日电(记者魏弘毅)近日，科普由自然资源部组织的探寻中国第13次北冰洋科考全部作业顺利结束。其中，海底地质和地球物理调查作业是秘地球调查本航次作业的重要组成模块。

地质和地球物理调查究竟是密地什么?相关研究有何意义?本航次的作业亮点又有哪些?

地质与地球物理调查

在向记者解释地质与地球物理调查前，中国第13次北冰洋科考队队员、质和自然资源部第二海洋研究所副研究员沈中延拿出了一个苹果。物理

“想知道这个苹果的简介内部结构非常简单，拿出一把水果刀，科普想怎么切就怎么切。探寻”沈中延说，海底“但是秘地球调查，对于表面70%以上被水覆盖的密地地球这个‘大苹果’而言，我们没办法切开它。质和所以，物理要借助一些方法来搞清楚它的内部结构。”

于是，海洋科学家们经过探索、实践，形成了海洋地质和海洋地球物理两门学科。

沈中延介绍，海洋地质，即通过获取海底沉积物、岩石等样品进行分析研究，以研究地球物质组成及地质环境演变的学科。海洋地球物理，则是通过研究地球的重力、磁场等物理特性，来研究它的内部构造、结构以及演变过程的一门学科。

在本航次作业中，围绕两门学科开展的作业合称“地质和地球物理调查”。

关于两门学科的区别，沈中延解释说，“海洋地质研究通过海底取样的方式分析样本，并根据观察与分析得出结论;海洋地球物理研究则需要通过专业仪器设备，采用物理手段进行探测，得出数据并进行分析。二者的核心区别，就看在作业中是否存在取样环节。简言之，取样，就是海洋地质研究;不取样，就是海洋地球物理研究。”

科学与经济价值兼具

在此次北冰洋科考中，重力柱取样是一项重要的作业内容。其具体操作方式是将相关设备沉入海底，从海底泥表向下垂直取样，获得长达几米的海底沉积物柱状样本，并通过分析样本由深至浅的地质信息变化，从而了解地球地质历史环境演变。

中国第13次北冰洋科考队队员、浙江大学博士生童政毅介绍，一般来说，离陆地越远，海底沉积物的沉积速度越慢。“我们执行作业的加克洋中脊海域靠近北冰洋中心区域，几米长的泥样，可能包含了长达上万年的地球环境、气候演变信息。”

除了能帮助人们更好地认识地球，海洋地质和海洋地球物理研究同样具有实用价值。

“比如，在城市基建的拓展中，勘探人员可以通过专业的仪器发现地下空洞，从而对潜在风险进行规避。此外，海洋地质和海洋地球物理研究在考古、地下水勘探、资源勘探等方面也能起到至关重要的作用。”沈中延说。

海洋地质与海洋地球物理的研究“利器”

除了上文提到的重力柱取样，本航次海洋地质研究的重要设备还有碎石取样器。

童政毅表示，该设备主要取样海底火山喷发所产生的火山玻璃层，通过分析其化学成分和形成时间，进而指示该处在一定时间尺度内的环境变化。

记者观察到，碎石取样器的外观同样是柱状，其下部和上部有许多蜡块。取样时，取样器沉入海底，蜡块会接触海底底质，将海底的火山玻璃“粘”上来。

而整个地质与地球物理调查作业中最精彩的环节，莫过于海底大地电磁仪(OBEM)和海底地震仪(OBS)的布放和回收。

中国第13次北冰洋科考队队员、自然资源部第二海洋研究所助理研究员刘亚楠介绍，OBEM和OBS均为地球物理研究的重要设备，是经过组装之后的球状监测仪器，呈橘黄色，在使用时投放海底进行数据收集，并在当个航次进行回收。

据介绍，OBEM和OBS分别会采集海底的电阻率信息和微小地震波，通过两项指标反馈出的数据，来指示海底地表之下的地质特征。“举个例子，地震波在穿过致密程度不同的地质结构时，速度会有变化。我们会通过该项关键数据，判断出探测位置的海底地质结构。”刘亚楠说。

OBEM和OBS的回收，简称“捞球”。回收时，考察队将船开回设备投放地点，设备会收到船上发出的信号，从海底浮上海面。此时，许多科考队员都会聚集到驾驶台，寻找浮上来的“橘色斑点”，之后再由科考队员将设备打捞上来。

据中国第13次北冰洋科考队领队王金辉介绍，本航次考察队进行了7台OBEM和5台OBS的布放，并成功回收其中10台设备。其中OBS成功回收率达100%，刷新极地高纬密集冰区成功回收纪录。

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