『沒人了解海洋的神秘魅力，一波波輕柔浪潮，似乎低喃著海中深藏的靈魂。』—  Herman Melville，《白鯨記》作者

幅員遼闊的海洋，目前仍有許多科學家未曾觸及的海域，因此人們對於海洋未知的神祕感，充滿各種想像。而如今因應探索海洋而生的儀器設備日益進步，科學家們終於得以更深入地探查海洋的秘密。今年「科學家的秘密基地」TORI的攤位上，擺滿勵進研究船、長支距多頻道震測系統、鯨豚觀察員和壓力艙的故事，本集亦將詳細介紹TORI是如何利用長支距多頻道震測系統透視海床下的世界，希望能夠在大家心中播下海洋的種子，一起與我們前往大海探索海洋的神秘魅力。

「工欲善其事，必先利其器」，想揭露隱藏在深海中海底沉積物的秘密，當然也不例外。1944年，由美國伍茲霍爾海洋研究所的海洋地球物理學家W. Maurice Ewing發現，藉由引爆深水炸彈所激發的聲波回傳之記錄資料分成兩種，一種是自海床表面所彈回，另一種則是來自海床底下不同地層的回聲，由此可知爆炸回聲可測量海床底下深處之岩盤位置，以及岩石上方所覆蓋的沉積物厚度。然而，在海上運載與引爆炸藥都十分危險且易造成海洋環境的汙染，隨著海洋探測技術不斷進步，目前皆使用乾淨、無污染的空氣鎗替代炸藥產生震源，大幅減低海上作業人員的危險，更可保護海洋環境與生物。TORI於2015年引進一套具備能源探勘能力的長支距多頻道震測(Long-offset Multi-Channel Seismic, LMCS)系統，便是利用空氣震源的測勘方式來透視海底下的世界。

長支距多頻道震測系統簡介

TORI的長支距多頻道震測系統主要包含3個部分：第一個為陣列式空氣鎗震源，最大可瞬間釋放3,200立方英寸的高壓空氣，此外使用平行鎗簇的方式可使能量更集中，穿透更深的地層；第二個為導航系統，是以海面即時動態定位方式記錄船體、震源及受波器浮纜的幾何位置，用來精確計算探勘目標的空間幾何位置；第三個則是數位式資料記錄系統，其中包括總長度6公里的固態式受波器浮纜(480波道)，以及中央數位震測資料管理暨記錄系統，可蒐集高解析度之震測影像。

長支距多頻道震測系統的量測原理

以震波探測海底下方沉積地層結構，類似醫師使用影像技術(如超音波與斷層掃描等)診斷病人。然而，震波必須穿透海水層與沉積層反射回受波器浮纜，需要有足夠能量才能達成。因此，長支距多頻道震測系統是利用空氣鎗瞬間釋放高壓空氣擠壓海水而產生震源，以聲波的型式穿透海水層後進入地層，並在接觸到不同地層界面時，以反射的方式回到海水層。這時海水的壓力會產生微細的變化，進而被拖曳在研究船後方的受波器浮纜所接收，經過轉譯及資料處理，再透過研究人員分析震波的旅行時間與波形等，所得到海床底下之沉積構造影像，可用來診斷地層，得知活動斷層、石油與天然氣儲藏構造、隱沒帶、孕震構造等資訊。

參考資料：

1.         我們的海洋：海洋中心耍新機https://scitechvista.nat.gov.tw/c/sfvv.htm

2.         Rachel Carson《大藍海洋》