海底地震儀(英語:Ocean-bottom seismometer, OBS)是在海底收集天然地震或是人造聲源產生震動訊號的儀器。

東京大學地震研究所製作的海底地震儀,展出於國立科學博物館

海底的感測器用於觀察聲學和地震事件。地震和聲音訊號可能由不同的來源引起,如地震和震動以及人工來源。計算和分析數據可以產生有關震源類型的信息,如果發生自然地震事件,還可以得到有關海底和更深地殼的地球物理和地質的信息。沿剖面部署OBS將提供有關近海地區地殼和上地幔深層結構的資訊。除了水下聽音器之外,OBS 還可以配備最多三分量地震檢波器,因此它需要超過 144 MB 的容量,這是足夠的MCS profiling的最低容量。在典型的調查中,儀器應運行數天(部署可能超過12個月),[1] 這需要超過500 MB的資料儲存容量。其他實驗,例如3D調查中的斷層掃描調查或地震監測,需要更大的容量。

功用

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  • 研究海底地質構造
  • 天然資源的探勘
  • 建構地震或海嘯預警系統

類型

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海底地震儀示意圖
  • 長週期海底地震儀

  記錄長週期震動訊號(數十秒到一分鐘)。常用於記錄中型地震或離地震儀較遠的震動訊號。

  • 短週期海底地震儀

  記錄短週期震動訊號(每秒數百下),通常被用於研究局部或是小型地震。

  • 寬頻地震儀

  可以記錄長、短週期震動訊號。

布放海底地震儀

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  首先,選定穩定的海床並避開附近的人為活動。接着,使用機械吊臂將海底地震儀等速平穩緩慢的往海底放置。

限制

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地震對人類生命與財產影響甚鉅。為了更了解地震生成原因,大部分的陸地都已建構大型地震測站系統,但是海洋地區卻非常少,因此海底地震儀的布放顯得格外重要。然而,布放海底地震儀需克服一些條件限制:

  • 水壓

隨着海洋深度增加水壓也會逐漸上升,海底地震儀需要能克服水壓影響。

  • 訊號干擾

海底地震儀的訊號會受到周遭環境影響,如海浪、生物擾動、海底沉積物擾動等,使得水平訊號與垂直訊號互相干擾,因此海底地震儀需要感震器平衡系統。

  • 體積與記憶能力

體積小的海底地震儀在施放過程相對容易,但是同時也會減少電池供電量與紀錄器的容量。

  • 經費

一台海底地震儀造價從數十萬到數百萬,建構大型的海域測站系統需要大量經費。

結論

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有鑑於上述限制,科學家們持續在發展海底地震儀,寬頻、低成本、小型化、易回收、能長期布放的海底地震儀設計是地球科學重點研究目標。

 
路上、海上地震儀分佈圖(圖片來源頁面存檔備份,存於互聯網檔案館))

參考資料

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  1. ^ Home. obsip.org. [2024-08-15]. (原始內容存檔於2022-01-28).