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海底地震仪

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东京大学地震研究所制作的海底地震仪,展出于国立科学博物馆

海底地震仪(英语:Ocean-bottom seismometer, OBS)是在海底收集天然地震或是人造声源产生震动讯号的仪器。

海底的感测器用于观察声学和地震事件。地震和声音讯号可能由不同的来源引起,如地震和震动以及人工来源。计算和分析数据可以产生有关震源类型的信息,如果发生自然地震事件,还可以得到有关海底和更深地壳的地球物理和地质的信息。沿剖面部署OBS将提供有关近海地区地壳和上地幔深层结构的资讯。除了水下听音器之外,OBS 还可以配备最多三分量地震检波器,因此它需要超过 144 MB 的容量,这是足够的MCS profiling的最低容量。在典型的调查中,仪器应运行数天(部署可能超过12个月),[1] 这需要超过500 MB的资料储存容量。其他实验,例如3D调查中的断层扫描调查或地震监测,需要更大的容量。

功用

  • 研究海底地质构造
  • 天然资源的勘探
  • 建构地震或海啸预警系统

类型

海底地震仪示意图
  • 长周期海底地震仪

  记录长周期震动讯号(数十秒到一分钟)。常用于记录中型地震或离地震仪较远的震动讯号。

  • 短周期海底地震仪

  记录短周期震动讯号(每秒数百下),通常被用于研究局部或是小型地震。

  • 宽频地震仪

  可以记录长、短周期震动讯号。

布放海底地震仪

  首先,选定稳定的海床并避开附近的人为活动。接着,使用机械吊臂将海底地震仪等速平稳缓慢的往海底放置。

限制

地震对人类生命与财产影响甚钜。为了更了解地震生成原因,大部分的陆地都已建构大型地震测站系统,但是海洋地区却非常少,因此海底地震仪的布放显得格外重要。然而,布放海底地震仪需克服一些条件限制:

  • 水压

随着海洋深度增加水压也会逐渐上升,海底地震仪需要能克服水压影响。

  • 讯号干扰

海底地震仪的讯号会受到周遭环境影响,如海浪、生物扰动、海底沉积物扰动等,使得水平讯号与垂直讯号互相干扰,因此海底地震仪需要感震器平衡系统。

  • 体积与记忆能力

体积小的海底地震仪在施放过程相对容易,但是同时也会减少电池供电量与纪录器的容量。

  • 经费

一台海底地震仪造价从数十万到数百万,建构大型的海域测站系统需要大量经费。

结论

有鉴于上述限制,科学家们持续在发展海底地震仪,宽频、低成本、小型化、易回收、能长期布放的海底地震仪设计是地球科学重点研究目标。

路上、海上地震仪分布图(图片来源页面存档备份,存于互联网档案馆))

参考资料

  1. ^ Home. obsip.org. [2024-08-15]. (原始内容存档于2022-01-28).