研究地球内部的工具:海底地震仪

海底地震仪是一种可检测海底振动的系统。在地震学中,地震仪的用途是双重的:一种用途是通过接收已知振动源(即人工地震,也可称为可控震源,或天然地震)的地震波来研究地球内部构造。作为可控源研究的震源来说,通常采用气枪,这种气枪利用高压空气可在海中产生强大的声音。地震仪是研究地球内部的一种最有力的和最精确的观测手段。地震仪的另一种用途是研究地震活动性本身。我们已研制出了一种重60千克的小型海底地震仪,这种仪器可以保证在海中极为困难的条件下进行观测。这种海底地震仪已成功地弄清楚了过去在陆上观测一直不清楚的海底构造。海底地震仪还可成功地应用于研究深海沟地区和洋中脊地区(即板块的诞生处或消减处)的地震活动性。     

宽频带海底地震仪的研制

为填补我国海洋地震监测和海洋地震研究的空白,获得对海洋地震多发区域的监测能力,特此进行宽频带海底地震仪的研制.本文详细介绍了宽频带海底地震仪的设计目标、基本工作原理、组成结构及性能技术指标和研制过程.此外,还介绍了宽频带海底地震仪在中国南海东北部海域应用实例的实验结果,展示了宽频带海底地震仪在3000m海底所记录到的数据资料.     

海底地震仪对海上地震定位精度的提升作用——以南澳外海域M_L2.8级地震为例

由于海底地震台站的缺乏,如何提高海域地震定位的精度是目前地震学家面临的问题之一。南海北部陆缘作为板内地震的活跃带,其微震活动在华南沿海和近海海域频发,海上由于未布设相应的地震台网,因此对近海海域地震尤其是微震的定位精度极低。利用2012年南海东北部海陆地震联测期间两台海底地震仪(Ocean Bottom Seismographs,OBS)所记录到的南澳外海域发生的ML2.8级地震为例,对比分析OBS数据加入前后对地震定位结果的影响。这是首次在南海北部陆缘利用OBS联合陆上地震台网对天然地震进行定位的对比研究,结果说明了近海海域OBS的布设将会对我国沿海地震定位精度的提升、地震活动性的特征以及海域断裂构造的研究具有极其重要的意义。     

日本研制出超深海海底地震仪

东京大学理学部的金泽敏彦等人在世界上首次开发研制出9000米级的超深海海底地震仪。迄今为止,海底地震仪的水深限度为6000米,很难对日本近海被称之为地震巢的海沟进行观测。据说用这种新研制的海底地震仪可观测水深超过6000米的海底的90%。金泽希望新地震仪能成为捕捉地震发生机制的有力武器,并计划从1990年夏天开始将其用于实际观测。超深海海底地震仪是通过将高精度的电磁式地震仪装入直径为24厘米的耐压玻璃球内并与记录仪和电源等一起沉入海底来进行观测的。观测后,再通过超声波信号使之与重物分开并浮起,进而回收。目前的试验已证实该地     

日本研制自浮式海底地震仪

从1981年8月开始,日本科学技术厅国立防灾科学技术中心在距御前崎近海约150公里的远州滩,深度4000米的海底,设置了该中心研制成功的“自浮式海底地震仪”并开始观测微小地震。     

海底地震仪的铺设将有助于日本的地震预报

在日本千叶、房总半岛近海延伸约110公里的海底地震仪的铺设工程即将竣工。这项通过电缆进行日常监视的海底地震仪铺设工程,是继东海海域之后的世界第二个,也是日本气象厅直接观测“地震巢”的“大听诊器”。1985年9月10日试行连接,很快就检测出父岛近海的地震。进入正式使用后,可期待收到更大效益,除了能对预报关东大地震的再次袭击(即预料可能发生的沿相模海沟的巨大地震)     

根据海底地震仪观测资料确定克里特海岩石层S波的衰减

１９８７年在克里特海设置了５台海底地震仪。在９天的时间里记录到了４３０个地方震，测定了其中８５个微震的震中。根据海底地震仪和一些陆地上的希腊台站同时记录到的１４个地震的数据，发现了震级ＭＬ与海底地震仪记录上的地震持续时间之间的相关关系，给出了由海底地震仪记录到的ＭＬ＝２－４地震的震级－频度关系。绘制了描述克里特海岩石层体波振幅衰减的曲线图。通过对比实验和理论振幅曲线，对品质因素作了评估。计算出克里     

海底地震仪自噪声分析

海底地震仪是海上观测天然地震的主要手段,仪器所记录到的噪声分为环境噪声和仪器噪声。本文利用2018年9月3日—2019年7月1日期间浯屿岛海底地震观测台所采集到的数据,对海洋环境下的强震型海底地震采集站和宽频带海底地震采集站进行仪器自噪声分析,利用两道互相关模型,采用加窗平均周期图法计算功率谱,通过1/3倍频程积分作平滑处理,得到仪器自噪声功率谱密度图。对比分析相同型号仪器的自噪声功率谱,发现相同仪器的自噪声变化趋势一致,但自噪声大小有差异,且这种差异对于不同仪器、相同仪器的不同分量也存在不同。     

海底地震仪技术

以尤因和瓦因(Ewing and Vine,1938)的研究工作为开始,在海底安置地震仪已近45年了。目前使用海底地震仪来测量地震和爆炸信号构成了对地震学研究的一种重要研究方法。全世界大约有20个这类研究小组,他们活动在法国、西德、日本、加拿大和美国。海底地震     

链式海底地震仪节点结构设计与试验

海底地震仪是一种重要的海洋地震观测设备。针对中国近岸浅海洋流噪声大和人类活动频繁的特点,提出链式地震观测方式并对链式海底地震仪节点进行机械结构设计。首先根据内部构件尺寸与布局对地震仪节点整体结构进行设计;然后通过理论计算与有限元仿真方式确定地震仪节点仓体的壳体厚度、端盖厚度和密封尺寸;最后通过压力试验验证所设计的地震仪节点结构的耐压和水密性能符合要求,通过地震观测对比试验验证其接收天然地震的能力。此链式海底地震仪未来将应用于浙江近海的实际地震观测,提供实时连续的地震观测数据。     

海底地震仪的标定

为了提高海底地震仪(OBS)测量海底运动的精度,在海底对地震仪系统进行标定。标定夯为两部分:(1)求出记录数据与地震检波器运动有关的仪器传递函数;(2)求出因地震仪的存在对海底运动的影响。利用—已知的宽度为τ秒的方波序列组成的电信号,输入地     

日本使用海底地震仪探测海底火山活动的情况

据日本《每日新闻》1977年3月31日讯,在今年3月派出考察团到硫黄岛南方海区进行有关海底火山活动的调查过程中,曾使用了由东京大学教授浅田敏研制的海底地震仪。他们使用了四部这样的仪器,在日吉近海沉下三部,在福德冈沉下一部。在设置三至六天以后,用缆绳将其从水深500～2,200米的海底回收,结果四部仪器工作     

新的自浮式海底地震仪

为了研究近海区域的微震,我们设计了一种新的自浮式(或沉浮式)海底地震仪(OBS).该OBS系统有一个外径为57 cm的用高强度铝合金制作的球形容器,内装一台垂直向和一台水平向检波器,在深达6000里的海底可以安全地进行地震观测。被放大的地震信号和时间编码直接记录在四道盒式磁带上,记录时间达一个月,记录和回放系统的频率响应在1-15 Hz的频率内(-3 dB)是平的。锚的释放和检波器的锁紧通过水声指示信号操作。到目前为止,我们的OBS系统已在海上投放了42次,它们都被安全地回收了。地震资料己经为与沿俯冲带和扩展海岭的构造学有关的若干过程提供了地震学的证据(例:Eguchi等,1986)。     

日本海底地震学与海底地震仪研究概况综述

文章介绍了日本海底地震学与海底地震仪的研究概况,概述了海底地震学这门新学科;海底地震观测;海底的噪音干扰;海底地震仪在地震勘探方面发挥的作用;世界上一些国家海底地震仪的研制概况;日本海底地震仪的研制;最后提出建议认为,中国应着手研究海底地震仪。     

西南印度洋中脊三维地震探测中炮点与海底地震仪的位置校正

在海上实施三维地震探测过程中,人工震源枪阵中心与船上GPS的距离及地震探测作业中的船行方向造成炮点实际位置与预设位置有一定偏差;自由落体投放的OBS由于海流的影响会偏离原定设计位置(投放点),因此,炮点与海底地震仪(OBS)的位置校正是三维地震结构研究中的基本环节.本文利用艏向信息校正了炮点位置;采用蒙特卡洛和最小二乘法方法对海底地震仪的位置进行了校正,并探讨了直达水波曲线特征.结果表明 OBS位置一般偏离设计点1 km左右,其误差范围在20 m以内,校正后的OBS记录剖面展示了真实的记录情况.该研究结果为下一步西南印度洋的三维层析成像研究提供了坚实数据基础,同时为今后南海的三维深部地壳结构探测提供经验与借鉴.     

利用背景噪声校正海底地震仪钟差

地震记录中时间的精确性对于现代处理技术至关重要。然而,对于由无法直接通信的仪器组成的台阵来说,仪器之间的时钟同步是很困难的。通过全球定位系统(GPS)进行时间同步是陆上的一个选择,但不能用于水下测量,因为电磁信号在水中不能有效传播。如果时钟漂移是线性的,那么可以通过部署前后的全球定位系统同步来估计海底地震仪的时间校正。但对于很多应用来说,这还不够,因为在长时间的实验中,这种漂移的非线性部分可以达到数十到数百毫秒。我们提出两种技术方法来提取同步记录的海底仪器在部署完成之后的时间记录差异。这两种技术都是基于对地震背景噪声的互相关分析,即使时钟漂移是非线性的,也都是有效的。第一种称为时间对称性分析(TSA),易于应用但需要合适的解释,以使噪声互相关函数在时间上是对称的;第二种基于重复地震分析方法,没有这种限制。本文分别讨论了两种方法的优缺点。通过在两组海底地震仪数据集的实际应用,表明两种方法都可以将仪器时钟同步误差控制到约5ms以下(主周期的百分之几)。     

依据海底地震仪的观测确定地方震震级

引言绝大多数地震发生在大洋和海底。这些地震基本上都是由大量地面地震台站记录下来的。然而,从60年代就开始不断尝试用各种海底地震仪进行短期,有时是长期的地震记录(1985,1986)。积累的经验说明了海底记录条件与地面记录     

用海底地震仪在大洋中脊地区记录远震

尽管由海底地震仪（ＯＢＳ）记录的现存远震资料并不多，但是用这些资料分析在各种背景噪声条件下地震检测的阈值却已足够了，对于震级５．７～６＾＋，震中距大于１００°的地震，其长周期Ｐ波，Ｓ波及面波已由海底地震台站系统地记录到，记录到甚大地震的勒夫波和瑞利波，在１５～７０ｓ的周期内这些波具有高相干性，１５～３５ｓ范围内的高相干性是５．５～６＾＋级地震的典型情况，另一方面，短周期体波（１Ｈｚ）仅在北大西洋气     

基于eCos的海底地震仪嵌入式软件系统

针对海底地震仪在文件存储,数据通信等方面的观测要求,在海底地震仪的研制中引入了eCos（Embedded Configurable Operating System）系统,开发了基于该系统的具有数据采集、文件存储、仪器状态控制、网络数据通信、无线通信等功能的海底地震仪控制软件.本文在对海底地震仪的系统结构和工作模式作简要说明的基础上,重点介绍了eCos系统构建过程,海底地震仪控制软件的结构,指出该软件系统可有效地提高海底地震仪观测系统运行的稳定性和可靠性.     

日本计划研制自浮式海底地震仪

据《东京新闻》1977年8月26日消息,日本政府的地震预知推进本部于8月25日在科学技术厅召集有关省厅承担地震预测的人员举行会议,制订明年度的地震预测计划。据此,在从明年度开始的五年计划中将研制捕捉地震前兆的新型自浮式海底地震仪,设置在海沟等的深海底。明年度的预算比今年度多60%,需要五十九亿日元;还有可