4000 Meter tiefes Meer! Das erste geologische Tiefsee-Experiment meines Landes zur elektromagnetischen Gelenkerkennung am transozeanischen Rücken war erfolgreich!

Am 5. September gab das Südchinesische Meeresinstitut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften bekannt, dass das Team des Forschers Sun Zhen vom Institut in Zusammenarbeit mit Forschern der China University of Geosciences (Peking) das erste Experiment zur gemeinsamen elektromagnetischen und magnetotellurischen Erkennung eines Tiefsee-Quellen-Experiments über ozeanische Rücken in China in einer Tiefe von etwa 4.000 Metern im zentralen Becken des Südchinesischen Meeres durchgeführt habe. Dabei seien unabhängig entwickelte elektromagnetische Sende- und Empfangsgeräte zum Einsatz gekommen. Das gesamte Profil ist fast 100 Kilometer lang, verfügt über insgesamt 16 Empfangspunkte und es wurden elektromagnetische Daten von guter Qualität erfasst. Dieses Experiment stellt einen weiteren Durchbruch in Chinas leistungsstarker Technologie zur Erkennung elektromagnetischer Quellen unter komplexen Tiefsee-Geländebedingungen dar.

01 Das Funktionsprinzip des Elektromagnetismus im Ozean

Tatsächlich ist der marine Elektromagnetismus eine Methode der marinen Geophysik . Es basiert auf der physikalischen Grundlage eines Leitfähigkeitsunterschieds . Dabei wird Hochspannungsstrom unter Wasser durch eine Erregerfeldquelle (wie etwa einen Blitz oder einen künstlich erregten Generator) übertragen und dann auf den Meeresboden abgegeben, wo ein elektromagnetisches Signal erzeugt wird. Wenn das elektromagnetische Signal auf eine Stelle mit elektrischen Unterschieden im Untergrund trifft (das heißt, auf den Schnittpunkt der leitenden und nichtleitenden Bereiche), wird es zurückreflektiert und wieder unter die Erde gebracht. Durch die Analyse der Informationen zum Erkennungsziel und die Interpretation der Antwort können wir relevante Informationen erhalten, beispielsweise zur unterirdischen Strukturmorphologie. Enthält die Morphologie beispielsweise Mineralien? Oder enthält es Öl und Gas? Es gibt immer noch große tektonische Gürtel und so weiter.

Die marine elektromagnetische Methode ist eine wichtige Methode zur Erkennung geologischer Strukturen am Meeresboden. Derzeit verfügen nur wenige Einheiten aus den USA und Europa über ausgereifte Technologien und Ausrüstung, um eine kombinierte Erkennung künstlicher Quellen und magnetotellurischer Daten in der Tiefsee durchzuführen. In den vergangenen 20 Jahren hat China durch langfristige und unermüdliche Anstrengungen wichtige Fortschritte in den Bereichen Beobachtung elektromagnetischer Felder am Meeresboden, Emission künstlicher Hochleistungsquellen, elektromagnetische Offshore-Betriebstechnologie, Datenanalyse und -verarbeitung usw. erzielt.

02 Aktueller Stand der ausländischen Meeresforschungstechnologie

Ende des letzten Jahrhunderts begannen andere Länder mit der Entwicklung elektromagnetischer Meereserkundungstechnologien. Nach mehr als zehn Jahren Entwicklungszeit ist diese Technologie zu einem unverzichtbaren Mittel der marinen geophysikalischen Erkundung geworden. Wenn große Ölkonzerne derzeit Meereserkundungen nach Öl und Gas durchführen, besteht die traditionelle Methode darin, das Meerwasser mit seismischen Sprengungen zu untersuchen und dann auf Grundlage elastischer Unterschiede seismische Wellen zur Erkundung des Meeresbodens nach Öl und Gas einzusetzen. Allerdings ist bei dieser Methode ein offensichtliches Problem vorhanden: Nach der Strukturuntersuchung wissen wir, dass es Öl enthalten kann, es kann aber auch Wasser enthalten sein, und die Meeresseismik kann zwischen beidem nicht unterscheiden. Dieses Problem kann jedoch durch die elektromagnetische Ozeanmethode gelöst werden. In diesem Zusammenhang entstanden die ersten elektromagnetischen Technologien für die Ozeane. Doch mit der Entwicklung der Technologie ist die Meereselektromagnetik mittlerweile zu einer eigenständigen Explorationstechnologie mit einem eigenständigen Satz theoretischer Methoden und Techniken geworden, die für eine unabhängige Exploration verwendet werden können. Derzeit verwenden die großen Ölkonzerne noch immer die Meeresseismik als Hauptmethode und nutzen die Meereselektromagnetik als Hilfsmittel. Diese beiden Methoden können auch organisch kombiniert werden. Dadurch wird die Effizienz der Meeresöl- und -gasexploration verbessert, insbesondere die Genauigkeit der Exploration.

03 Aktueller Stand der Entwicklung der Technologie zur Erforschung künstlicher Meeresquellen in meinem Land

Die künstliche Quelle nutzt ein Gerät namens Panzerkabel, um den vom Schiff erzeugten Strom in Hochspannung umzuwandeln (ähnlich einer Hochspannungsleitung) und ins Meerwasser zu übertragen. Anschließend wird der Strom mithilfe zweier etwa 300 Meter langer Elektroden auf den Meeresboden geleitet. Die Empfänger sind wie kleine Spinnen, die in einer bestimmten Netzlänge auf dem Meeresboden ausgelegt sind. Die Sender werden dann von Schiffen geschleppt, um die Empfänger zurückzuschleppen und elektromagnetische Signale zu empfangen, wodurch die Erkundung ermöglicht wird.

04 Die elektromagnetische Meereserkennung der geologischen Struktur und Ressourcen des Meeresbodens in meinem Land hat ein neues Niveau erreicht

Laut Sun Zhen, einem Forscher am Südchinesischen Meeresinstitut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, wurden alle bei dieser Reise verwendeten elektromagnetischen Sende- und Empfangsgeräte unabhängig von chinesischen Wissenschaftlern entwickelt. Um dieses Experiment durchzuführen, hat das Projektteam vier Jahre mit der Vorbereitung verbracht. Das Experiment fand von Juli bis August dieses Jahres statt. Das gesamte Profil war fast 100 Kilometer lang, hatte insgesamt 16 Empfangspunkte und lieferte elektromagnetische Daten von guter Qualität. Diese gemeinsame elektromagnetische Detektionsoperation über Ozeanrücken hinweg wurde vom umfassenden geophysikalischen Forschungsschiff „Experiment 6“ des Südchinesischen Meeresinstituts für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften durchgeführt.

Wang Meng, außerordentlicher Professor an der China University of Geosciences (Peking), sagte, dass diese gemeinsame Erkundung eine langfristige Beobachtung mehrkomponentiger elektromagnetischer Felder natürlicher Quellen auf dem Tiefseeboden ermöglicht und zudem den Betrieb einer hochenergetischen Übertragung künstlicher elektromagnetischer Quellen in Meeresnähe erfolgreich realisiert habe. Dadurch würden die hochfrequenten elektromagnetischen Feldsignale natürlicher Quellen, die von der extrem dicken und hochleitfähigen Meerwasserschicht absorbiert würden, wirksam ergänzt.

Dr. Jiang Feng, Leiter der gemeinsamen elektromagnetischen Erkundungsfahrt, sagte, dass mit dieser Erkundung das Ziel erreicht worden sei, mit einem geophysikalischen Profil gleichzeitig die Widerstandsstruktur der flachen Kruste und des tiefen Mantels zu ermitteln. Dies werde Chinas Fähigkeit, mit marinen elektromagnetischen Methoden geologische Strukturen und Ressourcen am Meeresboden zu erkennen, deutlich verbessern.

Umfassende Quellen: CCTV News, Science and Technology Daily, Xinhua News Agency