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" e, v {3 E3 p 新华社“雪龙2”号9月24日电（记者魏弘毅）近日，由自然资源部组织的中国第13次北冰洋科考全部作业顺利结束。其中，地质和地球物理调查作业是本航次作业的重要组成模块。
& Z8 v7 x2 U/ q! n* H 地质和地球物理调查究竟是什么？相关研究有何意义？本航次的作业亮点又有哪些？ 4 z; t K: }. [5 R6 Q- x
地质与地球物理调查
+ z @- Q# L" T, y1 i) E& I2 r 在向记者解释地质与地球物理调查前，中国第13次北冰洋科考队队员、自然资源部第二海洋研究所副研究员沈中延拿出了一个苹果。 / h' Z* ]2 I, @
“想知道这个苹果的内部结构非常简单，拿出一把水果刀，想怎么切就怎么切。”沈中延说，“但是，对于表面70%以上被水覆盖的地球这个‘大苹果’而言，我们没办法切开它。所以，要借助一些方法来搞清楚它的内部结构。” . p$ x2 N2 X! R2 m# ?( g
于是，海洋科学家们经过探索、实践，形成了海洋地质和海洋地球物理两门学科。 ! `7 P; }- D5 Z/ Z3 J
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* G8 s; Q/ H% q" } 这是中国第13次北冰洋科学考察队在北极点附近的冰站调查作业现场（2023年9月5日摄）。新华社记者魏弘毅摄
8 @: {, y% D# m& f1 S. I 沈中延介绍，海洋地质，即通过获取海底沉积物、岩石等样品进行分析研究，以研究地球物质组成及地质环境演变的学科。海洋地球物理，则是通过研究地球的重力、磁场等物理特性，来研究它的内部构造、结构以及演变过程的一门学科。 , z4 u* w6 m" \$ c! m
在本航次作业中，围绕两门学科开展的作业合称“地质和地球物理调查”。
" p/ g% M1 @3 y2 w" v 关于两门学科的区别，沈中延解释说，“海洋地质研究通过海底取样的方式分析样本，并根据观察与分析得出结论；海洋地球物理研究则需要通过专业仪器设备，采用物理手段进行探测，得出数据并进行分析。二者的核心区别，就看在作业中是否存在取样环节。简言之，取样，就是海洋地质研究；不取样，就是海洋地球物理研究。” + T) f: E6 N* H7 |6 s1 h$ m. j
科学与经济价值兼具 3 [5 z: ~/ o- g
在此次北冰洋科考中，重力柱取样是一项重要的作业内容。其具体操作方式是将相关设备沉入海底，从海底泥表向下垂直取样，获得长达几米的海底沉积物柱状样本，并通过分析样本由深至浅的地质信息变化，从而了解地球地质历史环境演变。
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. y/ u: [9 \! k2 F 2023年8月12日，中国第13次北冰洋科学考察队队员在布放海冰物质平衡浮标。新华社记者魏弘毅摄 / k! {( r7 W, ? I: O9 M
中国第13次北冰洋科考队队员、浙江大学博士生童政毅介绍，一般来说，离陆地越远，海底沉积物的沉积速度越慢。“我们执行作业的加克洋中脊海域靠近北冰洋中心区域，几米长的泥样，可能包含了长达上万年的地球环境、气候演变信息。” 3 {' R2 A# W2 z% v ^- B
除了能帮助人们更好地认识地球，海洋地质和海洋地球物理研究同样具有实用价值。 - W. G! _% z3 W3 Z$ a3 `
“比如，在城市基建的拓展中，勘探人员可以通过专业的仪器发现地下空洞，从而对潜在风险进行规避。此外，海洋地质和海洋地球物理研究在考古、地下水勘探、资源勘探等方面也能起到至关重要的作用。”沈中延说。
9 w3 k- \7 N/ ^2 A: o 海洋地质与海洋地球物理的研究“利器”
7 R3 H$ K8 H. K& G* \, v 除了上文提到的重力柱取样，本航次海洋地质研究的重要设备还有碎石取样器。
9 m* a5 C w3 E% V0 ^$ m 童政毅表示，该设备主要取样海底火山喷发所产生的火山玻璃层，通过分析其化学成分和形成时间，进而指示该处在一定时间尺度内的环境变化。
" Y/ ^# T. g4 m( P: l- J 记者观察到，碎石取样器的外观同样是柱状，其下部和上部有许多蜡块。取样时，取样器沉入海底，蜡块会接触海底底质，将海底的火山玻璃“粘”上来。
$ J6 g) E: @4 O# b- j: D 而整个地质与地球物理调查作业中最精彩的环节，莫过于海底大地电磁仪（OBEM）和海底地震仪（OBS）的布放和回收。 " I: f5 N8 o$ _, P# H, }: o, T
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2 _& ^" I- E0 U" s5 a 2023年8月4日，在“雪龙2”号极地科考破冰船尾甲板，科考队员在清理、收集底栖生物拖网拖上来的样品。新华社记者魏弘毅摄
3 K9 P3 i! h, W4 @+ [; n0 N 中国第13次北冰洋科考队队员、自然资源部第二海洋研究所助理研究员刘亚楠介绍，OBEM和OBS均为地球物理研究的重要设备，是经过组装之后的球状监测仪器，呈橘黄色，在使用时投放海底进行数据收集，并在当个航次进行回收。 6 U5 _. P* ]2 X' y$ d( V9 z* A0 r
据介绍，OBEM和OBS分别会采集海底的电阻率信息和微小地震波，通过两项指标反馈出的数据，来指示海底地表之下的地质特征。“举个例子，地震波在穿过致密程度不同的地质结构时，速度会有变化。我们会通过该项关键数据，判断出探测位置的海底地质结构。”刘亚楠说。 ' n; u- L$ x+ j( S: @( c' Y" }
OBEM和OBS的回收，简称“捞球”。回收时，考察队将船开回设备投放地点，设备会收到船上发出的信号，从海底浮上海面。此时，许多科考队员都会聚集到驾驶台，寻找浮上来的“橘色斑点”，之后再由科考队员将设备打捞上来。
) R+ L8 y. p! O4 _" E 据中国第13次北冰洋科考队领队王金辉介绍，本航次考察队进行了7台OBEM和5台OBS的布放，并成功回收其中10台设备。其中OBS成功回收率达100%，刷新极地高纬密集冰区成功回收纪录。 # B2 Z" ?1 F% A, a* E
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