深海寻“宝”记:用“B超”“CT”探测海底

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发布时间:2024-11-09 02:24

  在探索海底时,可以通过采用类似B超的浅地层剖面探测技术;但若要深入探测,则需运用海洋地震技术,类似CT扫描…...5月18日,第122期珠江科学大讲堂在广东科学中心举行,教授级高级工程师,广州海洋地质调查局海洋技术方法研究所所长温明明作了《从望洋兴叹到深海探“宝”》主题演讲。

  海洋富矿:有石油、天然气,还有稀有金属

  在我们这颗蓝色星球上,海洋占据了超过71%的广阔区域,它不仅孕育了无数生命,更是我们生活中不可或缺的重要资源来源。从餐桌上的海鲜佳肴,到厨房里的食盐调料,再到全球贸易的繁荣与发展,都与海洋息息相关。

  “深海的价值远远不止鱼盐之利、舟楫之便。”温明明说。石油是工业的血液,汽车和工业生产离不开石油,由于陆上的石油逐渐减少,所以需要从海洋中获取,海洋石油约占全球石油资源总量的1/3,而南海蕴藏的石油资源约占全国石油资源总量的1/3,藏于海底以下约1000米。

  天然气水合物能源又称可燃冰,因其类似冰的外观和可燃性而得名,在南海储量达700多亿吨油当量,是油气储量的3—4倍。1立方米可燃冰能释放160立方米天然气,利用率极高,有望在未来成为替代石油的新型能源。除此之外,富钴结壳和多金属结核这些金属矿产或裸露或掩埋在海底,其含有钴、铂、镍等稀有金属,对日常使用的电动车电池、新能源、高端芯片、航天飞船上精密的部件等至关重要。“在中国陆地上,许多稀有金属稀缺,需要向深海开采,这对我们掌握核心技术,实现新能源产业的自主发展极其重要。”温明明说。

  给海底做“B超”做“CT”

  那么,如何在深不可测的大海里找到这些资源呢?温明明介绍说,探索海洋首先要知道海洋到底有多深。人类对海洋的探测是从水深测量开始的,在早期人们采用一种最为基础且直接的方法:将一根绳索绑定一个重物垂直降到海底,接着将其提回测量得到数据,然而,这种方法具有明显的局限性,仅适用于浅水区域,而且精确度颇受质疑。蝙蝠和海豚利用声波测距启发了测深仪的发展。早期的单波束测深仪一次只能测一个点,效率较低。在20世纪80年代出现了多波束测深仪,它能同时发射多个声波波束,快速覆盖一个面,大大提高了探测效率和精度,实现了海底地形的全覆盖测量。经过数十年的不懈努力,中国科研团队利用先进的多波束技术成功绘制出南海的海底地形图。

  温明明进一步介绍说,在探索海底时,许多矿产和文物藏在沉积物下。可以通过采用类似B超的浅地层剖面探测技术,利用超声波穿透海底,揭示地层结构和特征,如气体、管道和古河道等。浅剖技术虽能揭示海底部分地层信息,但若要深入探测,则需运用海洋地震技术。它是目前使用最广泛,海底深层调查里用得最多的一种技术。这项技术类似CT扫描,通过人工产生震动并用水听器回收信号,以深入探查海底地层。水听器作为“水中的耳朵”,捕捉并分析震动信号,为科研团队提供深层海底的详细信息。

  南方网、粤学习记者 邹长森

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