隔空探海 無所遁形

李筱 張玄杰

為了探索神秘的海洋，人們使用了很多方法及技術手段，如載人深潛、深海鉆探、水下機器人等，但這些都需要潛入海底才能實現。如果有一種遠程測量技術，讓人們坐在飛機上就可以探測海洋、獲取海底深部地質信息，那將是怎樣的感覺？海洋航空地球物理探測（簡稱海洋航空物探）就是這樣一種探索海洋的有力武器。這種探測方法是將地球物理場信息采集設備裝載在飛行器上，配合高精度導航定位系統（如GPS），在海域上空按預先設定的軌跡和高度采集地球物理場信息，這樣就可以有效獲取海底深部的地球物理場數據。

知識鏈接

海洋航空物探

第二次世界大戰期間，美國海軍應用海上航磁測量方法探測日本海軍潛艇，這可以說是最早將航空物探應用于海洋調查上。二戰結束后，人們發現這種技術同樣可以用來探測海下地質構造與資源分布，從此航空物探被廣泛應用于海洋地質探測、大地測繪以及軍事地質等諸多領域。

與傳統地球物理測量方法相比，海洋航空物探解除了儀器在空間上受到的限制。借助海洋航空物探技術，人們可以對海洋中無法到達的區域，如沼澤、礁石帶以及潮間帶等，進行有效測量，解決海陸交互區勘探問題。另一方面，借助飛行器靈活快速的特點，海洋航空物探技術可以在短時間內獲取大量數據，快速完成勘探任務。但由于飛行器本身的不穩定性，裝載在飛行器上的儀器會犧牲一定的測量精度。

地質解釋專家綜合多樣數據（左）描繪出目標海域的構造特征（右）

“異常”很微弱? 儀器很靈敏

目前，海洋航空物探技術主要應用于航空重力和航空磁力測量，分別測量地球重力加速度與磁場強度的大小。

地球上不同巖石的密度與磁性各不相同，尤其是海底的石油、天然氣等礦產資源往往聚集在某些特定的地質構造部位，而這些特定的地質構造部位會產生“不一樣”的地球物理信號，這就是我們常說的地球物理“異常”。這種“異常”非常微弱，而海洋航空物探儀器靈敏度非常高，足以捕捉到這些“異常”，通過測量得到的這些“異常”信息，科學家就能推斷海底的地質構造特征，進而尋找深藏其中的石油、天然氣等資源。

地毯式掃描讓“異常”無處可藏

海洋航空物探工作擁有一套嚴謹的科學流程，通常是由數據采集、數據處理、數字制圖、推斷解釋等一系列環節組成，需要許多海洋航空物探專家共同協作。

數據采集之初，先進行儀器設備的集成、安裝和測試，在儀器試驗結果達到行業規范要求后，才正式開始野外測量工作。在測量過程中，飛機像在空中織布一樣，按設計航跡逐條線采集地球重磁場的信息，由點到線、由線到面，對海洋進行地毯式掃描，獲取海洋重磁場數據。完成對目標海域的測量工作后，數據處理專家會先對野外預處理數據來一次“凈化”，去除干擾信息，得到我們需要的航空重磁異常數據。

數據助力了解地質構造

處理后的數據中蘊藏著豐富的海底地質構造信息，這時地質解釋專家隆重登場，從中搜尋破解海底奧秘的有效信息，進行地質解釋。為了更好地了解未知的海底世界，我們需要搭建所獲得的重磁異常數據與已知地質地球物理等資料的橋梁，而這需要地質解釋專家們到工作海域臨近的陸地和島嶼進行大量的野外地質觀測，測量磁化率和密度等反映地球巖石物理特性的數據，以作為數據解釋的參考，再通過類比、正演、反演等方法構建并修正地質構造模型，以解釋重力、磁力異常信號。當解釋專家回到室內，面對一張張地球物理異常圖時，就會利用已掌握的豐富的地質地球物理知識，綜合地質、鉆探、人工地震、重力場、磁場等多樣數據，得到科學合理的推斷結果，最終得到該海域的相關地質信息，描繪出目標海域的構造特征，圈定出海域中可能的油氣構造，為后期油氣資源勘探打下堅實基礎。

戰功卓著填空白

短短幾十年，海洋航空物探方法在海洋研究中戰功卓著。國際海洋地質研究中，科學家通過海洋航磁測量，在世界多個大洋中都發現了磁異常條帶，印證了海底擴張學說，并為確定諸多海盆擴張時間提供了依據。中國的海洋航空物探自20世紀50年代開展以來，先后完成了渤海、黃海、南海等大部分海域航空物探測量，有效地填補了海域地球物理資料的空白，解決了一系列海域基礎地質問題，同時作為石油勘探的先行偵查兵，先后在珠江口盆地、遼東灣等地區發現若干含油氣潛力區，為中國海域油氣資源調查獻力。

（責任編輯 / 岳萌?? 美術編輯 / 胡美巖）