[發明專利]海底底基觀測平臺的投放方法

在審

• 申請號: 201610211355.4
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105785378A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 楊小秋;林間;孫珍;孫兆華;黃健龍;黃銳;李曉偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: G01S15/93
• 分類號: G01S15/93;G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智;劉明星

技術領域

本發明涉及海洋地質科學觀測技術領域，具體涉及一種海底底基觀測平臺 的投放方法。

背景技術

近年來，地震和海嘯頻發，奪走了大量的生命和財產，造成巨大損失。對 大地震發生規律和影響因素的認識誤差，主要源于發震周期長于人類觀測的歷 史，通常Mw9.0級以上地震的發震周期是幾個世紀，且震級越大，發震的周期 就越長，而人類有地震記錄的歷史卻不過一個多世紀，因此科學家們對地震發 震頻率以及影響因素的認識積累都還相當不足。根據地震觀測和俯沖板片分析， 沿俯沖帶地震主要發生在鎖定帶和過渡帶附近，在地震的間歇期，伴隨俯沖板 塊的推進，上覆板塊會由于耦合作用(被鎖定帶鎖緊)而發生彈性彎曲，當應 力積累到一定程度，就會發生鎖定帶的破裂和回彈，產生大地震，地震的大小 與鎖定帶發生斷裂的長度成正比，即斷裂長度越大，震級越大。根據此基本原 理，在大震發生之前，俯沖帶上盤基本上所有區域都表現出向陸和向上的一個 運動向量(縮短向量)，地震之后的一段時間內，俯沖帶上盤主要表現為向洋的 一個運動向量，因此，增加對俯沖帶的觀測，尤其是增加對俯沖帶上主要發生 應變積累和釋放的過渡帶和鎖定帶的觀測，對評估某大斷層的最大震級以及目 前的應力積累狀態十分必要。

自從全球衛星定位系統(GlobalPositionsSystem，以下簡稱GPS)于1973 年由美國國防部開始發展使用，短時間里世界各國都相繼建立起GPS觀測網絡， 如日本自1994年著手建立由一千個固定站組成的全國性GPS連續觀測網－ GENOET，主要目的為全面監測地殼應變的時空變化，提供地震潛勢評估及地 震預測研究。我國主要于2000年正式運行“中國地殼運動觀測網絡”，以GPS觀 測技術為主，結合精密重力和精密水準測量構成的大范圍、高精度、高時空分 辨率的實時板塊運動監測網絡。

目前全球GPS觀測網大多布設在陸地，造成嚴重的局限在陸地上的“單側” 觀測，而占地球表面總面積三分之二的海底卻只有日本、美國、歐洲的很少幾 個觀測站。然而，世界上具有巨大破壞性的特大地震和海嘯多發生在各大洋板 塊邊緣的深水下，而這些區域是目前的陸地GPS系統所無法直接觀測到的。而 且洋殼的變形規律與陸殼有著極大的不同，即使能夠對近岸的部分地質現象進 行觀測，但也會隨著觀測距離的增加帶來較大的誤差。福島地震結果表明，原 有的從陸地上進行的遠距離單向觀測的方式存在極大的偏差，海底與陸上觀測 結果最多相差10倍之多。“單側”的陸地GPS觀測無法準確測量海底地殼變形， 導致科學家無法獲得建立發震機制分析的準確參數，進而導致對發震機制和影 響因素認識的不足。

統計表明，全球8級以上的大震，80％發生在俯沖帶上，主要變形段淹沒在 深海下，由于震中附近的變形向周圍迅速衰減，因此遠距離觀測對于正確地發 布海嘯預警將非常不利。由于地震波速度傳播較快，且發震機制尚未被科學家 破解，因此想準確地預報地震在目前是不可能的，但海嘯的預警非常有意義， 因為地震引發海嘯在遠海由于振幅不大，沒有什么殺傷力，只有到了近岸，隨 著水深變淺而垂向振幅迅速放大，才會形成高達10米，具有強大破壞力的巨浪。 但由于水波的傳播速度較慢，100公里的距離，會比地震和海嘯初發時間滯后約 1個小時到達。因此準確地預警海嘯時間和幅度將對人員撤離，海上船只逃生以 及其他重要設施的處理具有非常重大的意義。

而要做到準確和及時預警，必須在發震的俯沖板片、陸緣斜坡的鎖定帶和 過渡帶上布置有測地儀器。海底測地系統是指放置在海底用于近距離、實時監 控海底地質體變形的科學觀測設備，它可用于觀測地震、海嘯活動、火山噴發、 海底滑坡、沉積過程、天然氣及油氣活動等一系列與海底變形有關的過程。與 陸上GPS系統功能相似，海底測地系統可以對發生在海底的任何與變形和位移 有關的過程的觀測。因此，在海底廣泛布設新型高精度的海底測地設備，實時 監測海底地殼運動情況，對我們認識這些周期性或突發性變形事件的物理機制 以及幫助我們建立對大洋巖石圈變形過程的認識具有重要的意義。