新華社“雪龍2”號(hào)9月24日電（記者魏弘毅）近日，由自然資源部組織的中國(guó)第13次北冰洋科考全部作業(yè)順利結(jié)束,。其中,，地質(zhì)和地球物理調(diào)查作業(yè)是本航次作業(yè)的重要組成模塊,。

地質(zhì)和地球物理調(diào)查究竟是什么？相關(guān)研究有何意義,？本航次的作業(yè)亮點(diǎn)又有哪些,？

地質(zhì)與地球物理調(diào)查

在向記者解釋地質(zhì)與地球物理調(diào)查前,，中國(guó)第13次北冰洋科考隊(duì)隊(duì)員,、自然資源部第二海洋研究所副研究員沈中延拿出了一個(gè)蘋(píng)果,。

“想知道這個(gè)蘋(píng)果的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，拿出一把水果刀,，想怎么切就怎么切,?！鄙蛑醒诱f(shuō),，“但是，對(duì)于表面70%以上被水覆蓋的地球這個(gè)‘大蘋(píng)果’而言,，我們沒(méi)辦法切開(kāi)它,。所以，要借助一些方法來(lái)搞清楚它的內(nèi)部結(jié)構(gòu),?！?/p>

于是，海洋科學(xué)家們經(jīng)過(guò)探索,、實(shí)踐,，形成了海洋地質(zhì)和海洋地球物理兩門(mén)學(xué)科。

沈中延介紹,，海洋地質(zhì),，即通過(guò)獲取海底沉積物、巖石等樣品進(jìn)行分析研究,，以研究地球物質(zhì)組成及地質(zhì)環(huán)境演變的學(xué)科,。海洋地球物理，則是通過(guò)研究地球的重力,、磁場(chǎng)等物理特性,，來(lái)研究它的內(nèi)部構(gòu)造、結(jié)構(gòu)以及演變過(guò)程的一門(mén)學(xué)科,。

在本航次作業(yè)中,，圍繞兩門(mén)學(xué)科開(kāi)展的作業(yè)合稱(chēng)“地質(zhì)和地球物理調(diào)查”。

關(guān)于兩門(mén)學(xué)科的區(qū)別,，沈中延解釋說(shuō),，“海洋地質(zhì)研究通過(guò)海底取樣的方式分析樣本，并根據(jù)觀察與分析得出結(jié)論,；海洋地球物理研究則需要通過(guò)專(zhuān)業(yè)儀器設(shè)備,，采用物理手段進(jìn)行探測(cè),，得出數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。二者的核心區(qū)別,，就看在作業(yè)中是否存在取樣環(huán)節(jié),。簡(jiǎn)言之，取樣,，就是海洋地質(zhì)研究,；不取樣，就是海洋地球物理研究,?！?/p>

科學(xué)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值兼具

在此次北冰洋科考中，重力柱取樣是一項(xiàng)重要的作業(yè)內(nèi)容,。其具體操作方式是將相關(guān)設(shè)備沉入海底,，從海底泥表向下垂直取樣，獲得長(zhǎng)達(dá)幾米的海底沉積物柱狀樣本,，并通過(guò)分析樣本由深至淺的地質(zhì)信息變化,，從而了解地球地質(zhì)歷史環(huán)境演變。

中國(guó)第13次北冰洋科考隊(duì)隊(duì)員,、浙江大學(xué)博士生童政毅介紹,，一般來(lái)說(shuō)，離陸地越遠(yuǎn),，海底沉積物的沉積速度越慢,。“我們執(zhí)行作業(yè)的加克洋中脊海域靠近北冰洋中心區(qū)域,，幾米長(zhǎng)的泥樣,，可能包含了長(zhǎng)達(dá)上萬(wàn)年的地球環(huán)境、氣候演變信息,?！?/p>

除了能幫助人們更好地認(rèn)識(shí)地球，海洋地質(zhì)和海洋地球物理研究同樣具有實(shí)用價(jià)值,。

“比如,，在城市基建的拓展中，勘探人員可以通過(guò)專(zhuān)業(yè)的儀器發(fā)現(xiàn)地下空洞,，從而對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行規(guī)避,。此外，海洋地質(zhì)和海洋地球物理研究在考古,、地下水勘探,、資源勘探等方面也能起到至關(guān)重要的作用。”沈中延說(shuō),。

海洋地質(zhì)與海洋地球物理的研究“利器”

除了上文提到的重力柱取樣,，本航次海洋地質(zhì)研究的重要設(shè)備還有碎石取樣器。

童政毅表示,，該設(shè)備主要取樣海底火山噴發(fā)所產(chǎn)生的火山玻璃層,，通過(guò)分析其化學(xué)成分和形成時(shí)間，進(jìn)而指示該處在一定時(shí)間尺度內(nèi)的環(huán)境變化,。

記者觀察到,，碎石取樣器的外觀同樣是柱狀，其下部和上部有許多蠟塊,。取樣時(shí),，取樣器沉入海底，蠟塊會(huì)接觸海底底質(zhì),，將海底的火山玻璃“粘”上來(lái),。

而整個(gè)地質(zhì)與地球物理調(diào)查作業(yè)中最精彩的環(huán)節(jié)，莫過(guò)于海底大地電磁儀（OBEM）和海底地震儀（OBS）的布放和回收,。

中國(guó)第13次北冰洋科考隊(duì)隊(duì)員,、自然資源部第二海洋研究所助理研究員劉亞楠介紹，OBEM和OBS均為地球物理研究的重要設(shè)備,，是經(jīng)過(guò)組裝之后的球狀監(jiān)測(cè)儀器，呈橘黃色,，在使用時(shí)投放海底進(jìn)行數(shù)據(jù)收集,，并在當(dāng)個(gè)航次進(jìn)行回收。

據(jù)介紹,，OBEM和OBS分別會(huì)采集海底的電阻率信息和微小地震波,，通過(guò)兩項(xiàng)指標(biāo)反饋出的數(shù)據(jù)，來(lái)指示海底地表之下的地質(zhì)特征,?！芭e個(gè)例子，地震波在穿過(guò)致密程度不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí),，速度會(huì)有變化,。我們會(huì)通過(guò)該項(xiàng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，判斷出探測(cè)位置的海底地質(zhì)結(jié)構(gòu),?！眲嗛f(shuō)。

OBEM和OBS的回收,，簡(jiǎn)稱(chēng)“撈球”,。回收時(shí)，考察隊(duì)將船開(kāi)回設(shè)備投放地點(diǎn),，設(shè)備會(huì)收到船上發(fā)出的信號(hào),，從海底浮上海面。此時(shí),，許多科考隊(duì)員都會(huì)聚集到駕駛臺(tái),，尋找浮上來(lái)的“橘色斑點(diǎn)”，之后再由科考隊(duì)員將設(shè)備打撈上來(lái),。

據(jù)中國(guó)第13次北冰洋科考隊(duì)領(lǐng)隊(duì)王金輝介紹,，本航次考察隊(duì)進(jìn)行了7臺(tái)OBEM和5臺(tái)OBS的布放，并成功回收其中10臺(tái)設(shè)備,。其中OBS成功回收率達(dá)100%,，刷新極地高緯密集冰區(qū)成功回收紀(jì)錄。