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垂直地震測量儀等科學(xué)儀器助力科考人員完成測井工作
2017-05-19
5月13日凌晨，國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃368航次開始了第二站位的測井工作。
測井，是要獲得關(guān)于巖石密度、磁性和地震波速度等性質(zhì)的“實地”資料。每一管上岸的巖芯都要經(jīng)過地球物理和地球化學(xué)組的全面“體檢”，但數(shù)據(jù)畢竟不夠“原汁原味”。而且，巖芯回收率不可能是100%，數(shù)據(jù)資料總有缺失。所以，測井就是要回到“案發(fā)現(xiàn)場”，讓科學(xué)家對這一站位的地質(zhì)狀況和巖石性質(zhì)有更全面了解。
測井能否順利進行，很大程度上仰賴鉆井狀況——如果井壁坍塌或者變窄，儀器無法順利進入，測井就只能半途夭折。所以，它需要些運氣。 凌晨時分，第一組37米長的三聯(lián)測井儀器已經(jīng)晃晃悠悠地蕩到了鉆井里。這是一長串家伙，裝載著伽馬射線測量儀器、密度測量儀器和地震波測量儀器等諸多設(shè)備。
13日下午，第二組測井儀器上馬。它叫垂直地震測量儀，需要配合空氣槍聯(lián)合使用，以獲得地震波速度。簡單來說，就是得在離船一定距離的地方制造“震源”，也就是在水里打上一槍。水下的鉆井內(nèi)，垂直地震測量儀伸出“耳朵”貼在井壁上。當(dāng)空氣槍引發(fā)的震動到達它的耳朵，儀器便會記錄下聽到聲音的時間。接下來，就是簡單的算術(shù)題了。速度等于距離除以時間。這里的時間，就是“槍響”和“接收到聲音”的時間差。
這樣的槍要打上多次。垂直地震測量儀會從井底開始往上移動，在多個點位對聲音進行接收和記錄。這是一項特殊的作業(yè)，它對時間有嚴格要求——必須在白天進行。更確切地說，是必須在日落前進行。
測井工程師Clayton Furman告訴科技日報記者，在正式打空氣槍之前，需要進行連續(xù)的小幅測試，以吸引附近的海洋動物。因為要保護海洋哺乳動物。如果真有哺乳動物出于好奇游了過來，那對不起，作業(yè)就得立即停止。而日落之后，視野不佳，人類可能無法及時發(fā)現(xiàn)哺乳動物，因此，測井也不能進行。
13日南海的日落時間是18時48分。大洋鉆探，本身就是一場和時間的賽跑。IODP 368航次的下一個站位至少需要22天的鉆探時間。何況突發(fā)情況常有，如果在海底出現(xiàn)技術(shù)問題，動輒也要十幾小時來搞定。在科學(xué)家眼中，航次剩下的時間以“小時”計。
實際工作本就不會和計劃嚴絲合縫，第二項測井開始時間就已經(jīng)比預(yù)計的遲。結(jié)果又出現(xiàn)了新情況。做地震垂直測量前，需將套管中的鉆管拉上來，以免影響儀器“聽力”。原計劃是拉到海底以下80米處，但結(jié)果在海底以下259米時，就出現(xiàn)了海水倒灌。
此時已經(jīng)是下午三點多鐘。離日落也只剩下不到4個小時。
是繼續(xù)測井，還是干脆放棄?林間決定，停止拉出鉆管，直接開始測井。能獲得多少數(shù)據(jù)，就算多少。“最后我們打了8發(fā)空氣槍，獲得了6個有效數(shù)據(jù)，6個漂亮的波形。”最后一槍響起，水花從水下涌上，又在空氣槍上的浮球旁邊蕩開——此時正好是晚上18時48分。“我們還真是非常幸運。”林間笑說。之后，回收儀器，回收鉆管，“決心”號“打掃”好第二站位的“戰(zhàn)場”，駛向了此航次的第三站位。南海海陸變遷之謎的探索，將在此繼續(xù)。
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