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美國(guó)正研發(fā)新型深海壓力傳感器監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)的海洋斷層

2017-11-10 14:33 傳感器專(zhuān)家網(wǎng)

導(dǎo)讀:對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō),幾乎所有的東西都在水下更困難。這也適用于地震監(jiān)測(cè)。在陸地上,地震學(xué)家可以用無(wú)線(xiàn)儀器來(lái)測(cè)量斷層線(xiàn),但在近海他們的選擇要有限得多。這是一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)榫懦傻淖匀坏卣鸲及l(fā)生在水下。

  對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō),幾乎所有的東西都在水下更困難。這也適用于地震監(jiān)測(cè)。在陸地上,地震學(xué)家可以用無(wú)線(xiàn)儀器來(lái)測(cè)量斷層線(xiàn),但在近海他們的選擇要有限得多。這是一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)榫懦傻淖匀坏卣鸲及l(fā)生在水下。

美國(guó)正研發(fā)新型深海壓力傳感器監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)的海洋斷層

  新型深海壓力傳感器監(jiān)測(cè)設(shè)備,資料圖

  監(jiān)測(cè)水下地震活動(dòng)的一種方法是將壓力傳感器放置在海底。這些傳感器中的石英晶體是壓電的,這意味著它們?cè)趬毫ο庐a(chǎn)生一個(gè)小的電荷。因此,傳感器可以測(cè)量它們上面的水的壓力或重量,以此來(lái)探測(cè)下面海床的輕微上升和下降。

  這種儀器可以在亞毫米范圍內(nèi)探測(cè)海底的上下運(yùn)動(dòng)。測(cè)量斷層上不同區(qū)域的漲落,可以幫助地質(zhì)學(xué)家確定構(gòu)造板塊被“鎖定”的位置,或者在試圖移動(dòng)的過(guò)程中被卡住。在這些地方,壓力在板塊之間積聚,當(dāng)它們斷裂時(shí)產(chǎn)生地震。

  但是壓力傳感器容易漂移,這意味著它們的讀數(shù)會(huì)隨著時(shí)間的推移而丟失。傳感器的漂移每年可以達(dá)到10厘米,而海床本身只能移動(dòng)幾毫米。這使得讀數(shù)對(duì)科學(xué)家無(wú)用,因?yàn)槠票人麄兿霚y(cè)量的實(shí)際運(yùn)動(dòng)要大。

  為了糾正這個(gè)錯(cuò)誤,深海壓力傳感器經(jīng)常被校準(zhǔn),通常是在遠(yuǎn)程操控的車(chē)輛的幫助下。然而,這是一個(gè)昂貴的提議,所以現(xiàn)在很少有壓力傳感器在海床上休息。

美國(guó)正研發(fā)新型深海壓力傳感器監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)的海洋斷層

  新型自校準(zhǔn)的深海壓力傳感器,資料圖

  現(xiàn)在,美國(guó)華盛頓大學(xué)的一名海洋地球物理學(xué)家和電子工程師正在測(cè)試一種新的自校準(zhǔn)壓力傳感器,它可以被部署在海底,作為一種低成本、長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)地震活動(dòng)的方法。傳感器不會(huì)等待ROV,而是周期性地根據(jù)自己的鈦外殼內(nèi)的氣壓來(lái)校準(zhǔn)。

  華盛頓大學(xué)海洋地球物理學(xué)家威廉·威爾科克說(shuō),他們只收集了大約100天的數(shù)據(jù),但到目前為止,它似乎還在工作,很明顯,它將消除大部分漂移。無(wú)論是去除90%,還是99%,科學(xué)家們都不知道。到目前為止,目前還看不出它沒(méi)有消除百分之百的問(wèn)題。

  據(jù)估計(jì),一旦安裝完畢,傳感器網(wǎng)絡(luò)至少可以維持10年。這是假設(shè)傳感器可以連接到海底電纜的電力和通信。研究人員還補(bǔ)充說(shuō),他們還在研發(fā)一款能在電池上運(yùn)行的低功率版本。

  美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的研究科學(xué)家湯姆·布羅徹說(shuō),科學(xué)家對(duì)地震的更廣泛了解,因在海底缺乏準(zhǔn)確的儀器而受到阻礙。這將是一個(gè)巨大的進(jìn)步,他稱(chēng)這款傳感器,未來(lái)有望在阿拉斯加和日本附近的其他主要俯沖帶,成為傳感器網(wǎng)絡(luò)的好候選者。