海底界面过程的地震海洋学研究

Seafloor is an important boundary between the hydrosphere and the lithosphere, while seafloor process is a frontier subject for earth surface system studies. Research on the relationship among seafloor topography, deep sea physical process and sediment process is very important. The reflection features of near-seafloor water layer will be summarized in the project , the classification and identification method for seawater layer seismic facies will be proposed, and the atlas of classical reflection seismic facies for near-seafloor water layer in the South China Sea(SCS) will be obtained. One identification method for nepheloid layer will be proposed and used to study the pattern and distribution of main nepheloid layers in SCS. Physical cause for these nepheloid layers can be discussed. Qualitative and quantitative interpretations will be carried out for seismic oceanography data in special geomorphologic regions such as large sand dunes, seamounts, canyons and continental shelf break etc. Combined with small scale geophysical fluid dynamic modeling, we can study the interaction among the complex topography, multi-scale seawater movement and sediment transfer process. Seismic oceanography can become a new method for better understanding of seafloor process and develop with new application domain based on the project’s studies, and it is also useful for promoting the deep sea sedimentology and the meso- and small scale ocean dynamics.

海底是水圈与岩石圈相互作用的重要边界，海底过程是地球表层系统科学的研究前沿，其中海底地形地貌、深海物理过程与沉积过程三者关系的研究尤为重要。项目拟分析总结近海底海水层反射模式，建立海水层地震相分类识别方法，并编制南海近海底海水层典型反射地震相图集。建立雾状层的识别方法，分析南海雾状层的形态与空间分布特征，探讨其物理成因。对巨型沙丘、海山、峡谷、陆架坡折等特殊地形地貌区地震海洋学资料进行定性与定量解释，进行小尺度地球物理流体动力学数值模拟，揭示地形地貌与海水多尺度运动、沉积过程的密切关系。本项研究不仅为深化海底界面过程的认识提供新的手段，同时拓展了地震海洋学的应用空间，对深海沉积学、中小尺度海洋动力学等的发展也具有重要意义。

本项目拟研究内容包括：1）近海底海水层的地震相分析；2）雾状层的地震海洋学研究；3）特殊地形地貌区地震海洋学资料研究。在近海底海水层的地震相分析方面，完成海底边界层异常反射地震特征分析与地震相研究、海底冷泉的地震海洋学初探等研究。在雾状层的地震海洋学研究方面，完成南海北部雾状层分布和特征的地震海洋学研究。在特殊地形地貌区地震海洋学资料研究方面，完成南海西南部深水水道的多波束地形与多道反射地震研究、南海北部东沙海域巨型水下沙丘的分布及特征、南海东北部内孤立波极性反转过程的发生区域、南海北部中建南盆地冲沟和巨型麻坑的特征及形成机制、南海东沙海域网状沙丘的发现及其成因探讨、基于流体动力学数值模拟的海水层反射地震研究、南海东北部地震海洋学联合调查与反演、南海东北部内孤立波振幅分布与垂向结构、地中海直布罗陀海峡附近内孤立波的地球物理特征等研究。.本项目的研究目标：揭示海水多尺度运动与地形地貌的关系、沉积过程与地形地貌的关系，探讨中小尺度过程（涡旋、内波和混合）对海洋地质过程的影响，从而深化海底界面过程的认识。并计划撰写SCI期刊论文6篇。项目组按计划开展了相关研究，发表论文13篇，其中SCI期刊论文12篇，超额完成了项目计划任务。其中南海东沙海域内孤立波-雾状层-沙丘研究成为海底界面过程研究的范例，获得了突破性进展，发表了Deep Sea Research Part I封面论文。