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海底聲學(xué)探測(cè)：撥開深海之下的迷霧

分類：海洋科普館
作者：
來源：中國(guó)海洋發(fā)展研究中心
發(fā)布時(shí)間：2025-02-10 09:10
訪問量：0

【概要描述】

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海底聲學(xué)探測(cè)：撥開深海之下的迷霧

【概要描述】

分類：海洋科普館
作者：
來源：中國(guó)海洋發(fā)展研究中心
發(fā)布時(shí)間：2025-02-10 09:10
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詳情

在互聯(lián)網(wǎng)上，地球常常被稱為“藍(lán)星”，這是因?yàn)榈厍虻谋砻媸恰捌叻炙值亍保搓懙孛娣e約占地球表面的三成，海洋面積約占地球表面的七成。所以在宇宙中，放眼望去，地球看起來就是一顆藍(lán)色的星球。

而海洋，不僅給地球增添了藍(lán)色，也蘊(yùn)含了大量寶貴的資源，例如石油、天然氣、可燃冰、多金屬結(jié)殼等。因此，如果我們能夠探尋海洋之中的奧秘，將會(huì)對(duì)資源開發(fā)利用帶來便利。此外，了解海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地形地貌對(duì)于研究地球板塊的運(yùn)動(dòng)、地球地層的變化等也有重要意義。那么神秘又浩瀚的海洋，又要如何進(jìn)行探索呢？聲學(xué)探測(cè)就是一種有效的海底探測(cè)手段，極具研究?jī)r(jià)值。

海底聲學(xué)探測(cè)的難題

我們都知道有一句俗話，叫做“天高任鳥飛，海闊憑魚躍”。但不知道你有沒有想過，為什么不對(duì)應(yīng)“天高”說“海深”，而是說“海闊”呢？

這是因?yàn)殡S著海深變大，水體環(huán)境的壓力也會(huì)增加，除開一些適應(yīng)了深海高壓的生物，其他生物到了如此高壓的環(huán)境下必然無(wú)法生存，加之無(wú)光、低溫的環(huán)境，深海勢(shì)必不能成為生命極度繁盛的樂園。（其實(shí)天高也不能任鳥飛，由于類似的原理，高空處空氣稀薄，鳥也難以在高空生存。）

“海深”這一點(diǎn)，也自然成為了我們進(jìn)行海底聲學(xué)探測(cè)的難題之一。普通生物難以從海底此等高壓生存下來，幸好我們有各種各樣的探測(cè)儀器。

海底聲學(xué)探測(cè)儀器及簡(jiǎn)單原理

俗話說“工欲善其事，必先利其器”，開展海底聲學(xué)探測(cè)研究當(dāng)然也需要進(jìn)行一系列的技術(shù)和裝備準(zhǔn)備。我們需要一些在水下充當(dāng)我們“耳目”的設(shè)備，如多波束聲吶、淺地層剖面儀、側(cè)掃聲吶、水下機(jī)器人等。而這些設(shè)備多是應(yīng)用聲學(xué)方法進(jìn)行水下的探測(cè)活動(dòng)。

那么這些設(shè)備是如何進(jìn)行工作的呢？

這些海底探測(cè)聲吶設(shè)備的工作原理，與動(dòng)物的回聲定位有一定共通之處，即也是通過向海底發(fā)射聲波，并接收回波，而后對(duì)回波進(jìn)行分析處理，進(jìn)而得到我們需要的結(jié)果。

為什么這些聲吶設(shè)備可以通過向海底發(fā)射聲波，并通過對(duì)回波分析處理來判斷不同的地形地貌和海底底質(zhì)成分呢？

與我們?nèi)粘Ｖ谐Ｒ姷墓獾姆瓷洮F(xiàn)象類似，聲波也會(huì)在傳播到介質(zhì)表面時(shí)產(chǎn)生反射。聲吶設(shè)備向海底發(fā)射聲波后，硬的、凸起的海底，回波會(huì)比較強(qiáng)；軟的、凹陷的海底，回波比較弱；被遮擋的海底則不會(huì)產(chǎn)生回波。同時(shí)，距離越近回波越強(qiáng)；距離越遠(yuǎn)回波越弱。在對(duì)這些信息進(jìn)行綜合分析處理后，我們就可以得到海底的地形地貌，以及底質(zhì)成分等信息。

海底聲學(xué)探測(cè)的一些應(yīng)用方向

海底聲學(xué)探測(cè)作為一種普適技術(shù)，廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。

在跨海大橋、海上石油平臺(tái)等大型設(shè)施建造之前，通常會(huì)對(duì)海底地形地貌以及底質(zhì)進(jìn)行探測(cè)，此時(shí)側(cè)掃聲吶、多波束聲吶和淺地層剖面儀等設(shè)備就有了用武之地；當(dāng)我們需要探測(cè)海底是否蘊(yùn)含有礦藏，或探明礦藏儲(chǔ)量時(shí)，海底聲學(xué)探測(cè)方法和設(shè)備也會(huì)有應(yīng)用；“蛟龍”號(hào)、“奮斗者”號(hào)載人潛水器深潛時(shí)，也攜帶有海底聲學(xué)探測(cè)設(shè)備，進(jìn)行海底探測(cè)工作。總之，在工程、生產(chǎn)以及科研領(lǐng)域，海底聲學(xué)探測(cè)技術(shù)應(yīng)用極廣，未來也將會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。

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