白令海和楚科奇海表层沉积物的声速特性

孙 蕾,王景强,3,李官保,3,孟祥梅,3,阚光明,3,刘保华

(1.自然资源部 第一海洋研究所,山东 青岛266061；2.自然资源部 海洋地质与成矿作用重点实验室,山东 青岛266061；3.青岛海洋科学与技术试点国家实验室 海洋地质过程与环境功能实验室,山东 青岛266235；4.国家深海基地管理中心,山东 青岛266237)

海底是水下声场的重要边界,同时也是海洋声学、海洋地质学和海洋地球物理学等学科共同关注的对象[1]。海底沉积物声学特性是影响声波在海洋中传播的重要因素,相关研究在军事海洋环境保障、海底目标物探测、海底资源勘探等领域均具有重要的应用价值[2]。海底沉积物的声学特性研究历经了半个多世纪,取得了一系列理论进展和实用成果,涉及理论机理研究[3-4]、预报模型[5-6]、测量技术[7-8]等多个方面。无论是经验预报方程、理论模型还是反演计算,都需要大量的实测数据作为基础资料。因此,海底沉积物声学特性的直接精确测量是开展声学特性研究的关键环节。当前,海底沉积物声学调查广泛采用的直接测量方法主要包括原位测量技术和取样测量[2]。取样测量由于具有仪器设备简单、操作方便等优点,在缺乏原位测量条件的情况下是海底沉积物声学调查的常用方法。

由于海底沉积物兼具颗粒骨架和孔隙流体的声学特性,其声学特性比海水和岩石等介质的声学性质更为复杂[9],Stoll基于多孔弹性理论建立的Biot-Stoll模型[3]、Buckingham基于弹性理论建立的Viscous Grain Shearing(VGS)模型等[4]试图从不同的角度对沉积物声学特性进行建模。……