[发明专利]海底底基观测平台的投放方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋地质科学观测技术领域，具体涉及一种海底底基观测平台 的投放方法。

背景技术

近年来，地震和海啸频发，夺走了大量的生命和财产，造成巨大损失。对 大地震发生规律和影响因素的认识误差，主要源于发震周期长于人类观测的历 史，通常Mw9.0级以上地震的发震周期是几个世纪，且震级越大，发震的周期 就越长，而人类有地震记录的历史却不过一个多世纪，因此科学家们对地震发 震频率以及影响因素的认识积累都还相当不足。根据地震观测和俯冲板片分析， 沿俯冲带地震主要发生在锁定带和过渡带附近，在地震的间歇期，伴随俯冲板 块的推进，上覆板块会由于耦合作用(被锁定带锁紧)而发生弹性弯曲，当应 力积累到一定程度，就会发生锁定带的破裂和回弹，产生大地震，地震的大小 与锁定带发生断裂的长度成正比，即断裂长度越大，震级越大。根据此基本原 理，在大震发生之前，俯冲带上盘基本上所有区域都表现出向陆和向上的一个 运动向量(缩短向量)，地震之后的一段时间内，俯冲带上盘主要表现为向洋的 一个运动向量，因此，增加对俯冲带的观测，尤其是增加对俯冲带上主要发生 应变积累和释放的过渡带和锁定带的观测，对评估某大断层的最大震级以及目 前的应力积累状态十分必要。

自从全球卫星定位系统(GlobalPositionsSystem，以下简称GPS)于1973 年由美国国防部开始发展使用，短时间里世界各国都相继建立起GPS观测网络， 如日本自1994年着手建立由一千个固定站组成的全国性GPS连续观测网－ GENOET，主要目的为全面监测地壳应变的时空变化，提供地震潜势评估及地 震预测研究。我国主要于2000年正式运行“中国地壳运动观测网络”，以GPS观 测技术为主，结合精密重力和精密水准测量构成的大范围、高精度、高时空分 辨率的实时板块运动监测网络。

目前全球GPS观测网大多布设在陆地，造成严重的局限在陆地上的“单侧” 观测，而占地球表面总面积三分之二的海底却只有日本、美国、欧洲的很少几 个观测站。然而，世界上具有巨大破坏性的特大地震和海啸多发生在各大洋板 块边缘的深水下，而这些区域是目前的陆地GPS系统所无法直接观测到的。而 且洋壳的变形规律与陆壳有着极大的不同，即使能够对近岸的部分地质现象进 行观测，但也会随着观测距离的增加带来较大的误差。福岛地震结果表明，原 有的从陆地上进行的远距离单向观测的方式存在极大的偏差，海底与陆上观测 结果最多相差10倍之多。“单侧”的陆地GPS观测无法准确测量海底地壳变形， 导致科学家无法获得建立发震机制分析的准确参数，进而导致对发震机制和影 响因素认识的不足。

统计表明，全球8级以上的大震，80％发生在俯冲带上，主要变形段淹没在 深海下，由于震中附近的变形向周围迅速衰减，因此远距离观测对于正确地发 布海啸预警将非常不利。由于地震波速度传播较快，且发震机制尚未被科学家 破解，因此想准确地预报地震在目前是不可能的，但海啸的预警非常有意义， 因为地震引发海啸在远海由于振幅不大，没有什么杀伤力，只有到了近岸，随 着水深变浅而垂向振幅迅速放大，才会形成高达10米，具有强大破坏力的巨浪。 但由于水波的传播速度较慢，100公里的距离，会比地震和海啸初发时间滞后约 1个小时到达。因此准确地预警海啸时间和幅度将对人员撤离，海上船只逃生以 及其他重要设施的处理具有非常重大的意义。

而要做到准确和及时预警，必须在发震的俯冲板片、陆缘斜坡的锁定带和 过渡带上布置有测地仪器。海底测地系统是指放置在海底用于近距离、实时监 控海底地质体变形的科学观测设备，它可用于观测地震、海啸活动、火山喷发、 海底滑坡、沉积过程、天然气及油气活动等一系列与海底变形有关的过程。与 陆上GPS系统功能相似，海底测地系统可以对发生在海底的任何与变形和位移 有关的过程的观测。因此，在海底广泛布设新型高精度的海底测地设备，实时 监测海底地壳运动情况，对我们认识这些周期性或突发性变形事件的物理机制 以及帮助我们建立对大洋岩石圈变形过程的认识具有重要的意义。