繪製海底地圖:衛星數據顯示海床以下1英裡處有未知山脈

2021-01-21 衛星與網絡

  · 研究人員將衛星數據和電腦模型結合起來。


  · 結果發現,他們已經可以繪製出地震帶。


  · 而這些,反過來又給地殼板塊的分布情況提供了線索。


  · 這些圖像和數據用來繪製擴張脊、海山和斷層。


  · 海底約有80%的版圖被沉澱物覆蓋或沒有繪製出來。


  · 該地圖是到目前為止關於海底世界最詳細的描繪。


  通過衛星的最新數據,科學家們已經揭示了海底的一些從未被記錄的特徵。


  直到現在,海洋深處仍然是我們在這個星球上探索的最少的地方,80%海底版圖還沒有繪製出來。


  但是,結合歐洲太空總署和美國太空總署的數據,地球物理學家可以繪製出迄今為止最詳盡的山脈、溝壑和海底高原的地圖。



  通過歐洲太空總署和美國太空總署的衛星,地球物理學家就可以繪製出迄今為止最詳盡的山脈、溝壑和海底高原的地圖。我們已繪出南中國海底山脈的深度,包括禮樂灘和巴拉望。


  衛星可以透過幾英裡厚的沉澱物來揭示海底的特徵。


  這也為大洲的形成提供了新的線索,據說這比20年前的版本精確了兩倍。


  據《科學》期刊的描述,該地圖,顯示了山脈,或者說「海山」,沿著海床延伸了約1千米。


  首席研究員、地球物理學家,來自加尼佛利亞聖地牙哥大學的大衛·桑德維爾教授說道:「現在你能看得非常清楚的是一些深海丘陵,這是地球上最常見的地形。」


  對於海洋的很多地方,包括今年馬航MH370消失的地方----印度洋,科學家們並不十分了解海底的地質構造。


  配有高度計的衛星會向海洋表面發送脈衝----根據海面的高低起伏來模擬海底的地形。


  然後傳感器會記錄這些回應,或者是重力信號,這樣就能揭示被沉澱物覆蓋的大地構造。


  到目前為止,這些圖像的解析度還是會受到測量儀器的數量的限制。


  現在,有4顆衛星上裝備了高清的高度計。大衛·桑德維爾和他的同事收集了兩個衛星上的數據,CryoSat-2和Jason-1。他們利用這些數據和電腦程式建立了一個海底重力模型,精確度是現有版本的2倍。


  新發現是:南美和非洲之間有連接,並有新的證據表明墨西哥灣海底擴張脊在1億5千萬年前十分活躍。


  這些連接被深埋在1600千米的海底沉澱物下面。


  這些海底的裂縫、洋脊、溝壑都形成於大規模的板塊移動和滑動。


  圖片上的紅點的區域就是由於北大西洋海洋重力場模型而產生的,這就是震級5.5以上的地震帶。


  通過這些紅點,研究人員就能標識出地質板塊的邊界、擴張脊和轉換斷層的位置。


  該重力信息還詳細地揭示了大洲之間裂縫的形成歷史,包括現在還埋在沉澱物下面的斷裂帶的歷史。另一張圖,則記錄了西南印度洋脊的垂直重力梯度模型,這是地球上最慢的擴張脊。


  它的斷裂帶標誌十分明顯,它記錄了非洲和南極洲之間的裂痕以及擴張的痕跡。



  專家收集了裝備有高清高度計的衛星數據。他們用電腦程式建立了一個海底重力模型,精確度是現有版本的2倍。這個地圖顯示了北大西洋的洋脊。紅點繪製出了地震帶,同時也揭示了板塊的邊界。



  另一張圖,則記錄了西南印度洋脊的垂直重力梯度模型,(如圖所示)這是地球上最慢的擴張脊。它的斷裂帶標誌十分明顯(藍色部分),它記錄了非洲和南極洲之間的裂痕以及擴張的痕跡。


  另外一張垂直重力梯度圖也繪製出地震帶的位置,在印度洋的中心,三大板塊交界的地方。


  包括非洲板塊,印度 - 澳大利亞板塊和南極洲板塊。印度洋這一區域的地圖繪製一直很弱,包括今年3月8日馬航墜機的地點。


  「這個新繪製的海底重力場最重要的用途之一就是在目前80%的海底還沒有被繪製出來或者被厚重的沉澱物覆蓋的情況下,改善人們對海底深度的預測。」研究人員解釋道。


  該地圖也為谷歌即將填補相關空白的新版海洋地圖打下了良好的基礎。


  美國國家科學基金會海洋科學分部的節目部主任唐·賴斯說:「這個團隊已經研製並驗證出一種新的有利工具,可以對區域性海床結構和地球物理運動過程進行高清探索。」



  另外一張垂直重力梯度圖也繪製出地震帶的位置,在印度洋的中心,三大板塊交界的地方。(如圖所示)三大板塊包括包括非洲板塊(左),印度 - 澳大利亞板塊(右)和南極洲板塊(下)。



  上個月,澳大利亞運輸安全局發布了一份印度洋3D模型。這個月晚些時候,該模型將被用來指導深海設備進行失聯航班MH370的搜尋工作。該地圖還揭示的其他地貌特徵比如大的洋脊和深溝(如圖所示)


  有了這種探索能力,我們就可以重新審視那些沒有解決的問題,精確瞄準未來勘探工作的方向。


  海軍研究所,海洋遙感和系統部副主任辦公室的瓊·克利夫蘭補充道:「衛星數據的使用,桑德維爾教授對數據處理技巧的改善,這些將給我們提供更完善的海底重力和海洋測深學的估算方法,這種方法全世界範圍都適用,包括那些更偏遠的地區。」


  「精確的海洋測深學,精確定位海底山脈的位置,這對於美國海軍的導航安全十分重要。」


  上個月,澳大利亞運輸安全局發布了一份印度洋「重點地區」3D模型,該地區是失聯航班MH370搜索區的一部分。



  同樣地,這張有史以來最詳細的地圖還揭示兩極地區下面隱藏峽谷、湖泊和山脈。南極和北極的一些調查揭示了冰層以下的地貌特徵,其中包括格陵蘭的「大峽谷」——甚至比美國的大峽谷還要大。


  圖像中,我們可以看見巨山,深溝,休眠火山零散地分布搜索區的各個區域。


  飛機的搜尋工作將放在這個月晚一點的時候開始,繪製海底地圖對於我們將要使用的水下器材的正常運行是至關重要的。


  同樣地,這張有史以來最詳細的地圖還揭示兩極地區下面隱藏峽谷、湖泊和山脈。


  南極和北極的一些調查揭示了冰層以下的地貌特徵,其中包括格陵蘭的「大峽谷」----甚至比美國的大峽谷還要大。


  這些地區的調查數據還揭示了北極海冰是如何逐漸減少的——以及還需要多久才會完全消失。



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