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南海科考日记(六):声波测量,为什么这项科考只能在白天进行?

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看看新闻Knews记者 谢抒豪

2017-05-16 10:18

5月15日 星期一 晴


还有十五分钟,U1502站位的垂直地震波测井工作就将开始,这也是这个站位最后的工作。


低纬度的南海早就提前进入了夏季,阳光没有云层的遮蔽,猛烈地烤着海面。首席技术员丽萨(Lisa Crowder)使劲把自己的短袖袖管又向上捋了捋,这样手臂上不会被晒出斑马纹。


垂直地震波测井,顾名思义,科学家们会将一把空气枪用吊车放入水面下方7米,向海底发射声波。此前,海底取岩芯留下了空心井壁,接受声波的传感器就放在这个井里。声波在地底能够连续传播,并在不同介质中的传导速度不同,这个数据加上之前获得的海底岩芯,两相比对,能够更加准确地知道海底的地址构造。


距离日落还有不到4个小时,进入夜间,能见度将大大降低,这意味着观察员会看不到海面上的哺乳动物。为了保证测量用的声波不伤害到哺乳动物,国际大洋发现计划规定,垂直地震波测井工作只能够在白天进行。但是直到现在,测井工作还没有获得好的数据。


“决心号”此次南海科考为期两个月,总共耗费超过900万美元,科考航程中,每一分钟都得精打细算。过了今天,必须离开这个地点。


“不可能再拖到明天了。否则最后一个站位时间不够了。”首席科学家汉斯-克里斯蒂(Hans-Chritian Larsen)一脸焦急,狭小的测井数据分析室里,时间不停在走,气氛有些紧张。


决心号剩下的科考时间非常紧张


海底的空心井里,井壁并不结实。为了防止坍塌,在钻井开始前,海底下700米松软沉积物处安装了套管,套管内再使用钻杆往下进行钻探。但是要获得准确的声波回声,传感器要紧贴在井壁上。传感器的原理就像听筒,越是贴紧岩芯井壁,接受到空气枪发射出的声波信号越准确。垂直地震波测井,必须先把套管内的钻杆抽离。


但是,就在抽离钻杆、放入接受器的过程中,各种意外情况不断出现。最严重的是,海水正在倒灌进钻杆,涌上“决心号”。


“那就直接从200米下开始测井吧,不用再把钻杆往上拉了。”


负责垂直地震波测井的中国科学家林间做了决定,按照这个新的方案,可能会损失小范围岩石层的数据,但是能保证其他绝大部份数据更为准确。


“希望我们有好运气。”


林间用手指敲了敲分析室里的桌板。


直升机甲板下方,技术员凯斯(Keith Dupuis)已经准备就绪。经过8次试发射,压力表表盘指针指向2000PSI,相当于136个大气压。确认附近海域没有哺乳动物,凯斯按下了空气枪发射按钮。


气泡从海面下方涌上来,间隔几秒,传来“嘭“的声响。声波向下传导至海底4000米。


气泡从海面下方涌上来


测井数据分析室内,屏幕上的波形却似乎并没有正确读数,记录下的都是一些噪声。


传感器向上移动50米,第二枪,仍然是噪声。


“克莱(Clayton Furman),你是不是碰到了什么按钮?”数据分析室内,林间问测井工程师克莱。连续两个声波数据都出现严重偏差,多年的测井经验告诉克莱,这里的套管外井壁可能出现坍塌。


经验告诉克莱这里的井壁可能发生坍塌


在核心实验室里,林间找来了岩芯数据。果然,这里有他需要的答案。


林间又作出了一个决定,传感器继续往上,离开这一段200米深的坍塌区域。


第三次发射声波,距离海底629米。


终于,传感器所获取的波形开始趋于正常。


夕阳西下,月亮从海平面升起


傍晚18:46分,左船舷远处,最后一抹夕阳消失在“决心号”目所能及的海平线上。在这之前的一分钟,林间和测井工程小组完成了这个站位最后一次垂直地震波测井工作。6次成功数据采集,目标终于完成,这个过程伴随数次的意外和科学家的当机立断。


测井结束,向东南,“决心号”驶往第三个站位。林间和测井工程小组迎来了短暂的休息。


风平浪静的南海,科考却如打仗。


已知与未知,论证与证伪,幸运与突发,一路同行。


一只海鸟停留在海面上的木板上


(看看新闻Knews记者:谢抒豪 编辑:王珏)

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