Nā ʻenehana palapala ʻāina seismic ma lalo o ka wai ma ka geophysics
ʻO ka palapala ʻāina seismic ma lalo o ka wai kekahi o nā ʻano hana koʻikoʻi loa i ka geophysics moana no ka "ʻike" ʻana i ke ʻano o lalo o ka papa kai me ka ʻole o ka ʻeli ʻana a i ʻole ka wili pololei ʻana. Hoʻohana kēia ʻano hana i nā nalu acoustic (seismic) i hoʻopuka ʻia mai kahi kumu kikoʻī, a laila hoʻopaʻa ʻia e nā mea ʻike. Mai ke ʻano manawa huakaʻi, ka amplitude, a me ke ʻano o nā nalu e hoʻi mai ana, hiki i nā geophysicists ke wehewehe i nā papa sediment, bedrock, nā hewa, a me nā pōʻino geological hiki ke loaʻa i ke kaiapuni kai. Ma ke ʻano o ka ʻimi ʻana i nā kumuwaiwai , kōkua ka palapala ʻāina seismic i ka ʻike ʻana i nā pahele hydrocarbon, ka mānoanoa o ka sediment, a me nā ʻano geological e pili ana i ka ʻaila a me ke kinoea, geothermal, a me nā minelala papa kai. Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, no nā pono oceanographic a me ka hoʻēmi ʻana i nā pōʻino , hiki i kēia ʻano hana ke ʻike i nā wahi subduction, nā ʻāina heʻe ma lalo o ka wai, a me nā tsunami hiki.
Nā loina kumu o ka seismic ma lalo o ka wai
Ma ka puʻuwai o ke ana ʻana i ka seismic ka manaʻo o ka laha ʻana o ka nalu. I nā wahi kai, laha ka ikehu acoustic ma o ka wai, komo i loko o ka sediment, a hōʻike ʻia a hoʻohuli ʻia paha ke hālāwai me kahi palena ma waena o nā papa me nā impedances acoustic ʻokoʻa. ʻO ka impedance acoustic ka huahana o ka nui o ka mea a me ka wikiwiki o ka laha ʻana o ka nalu i loko o kēlā mea. Ke hālāwai kahi nalu acoustic me kahi palena ma waena o ʻelua media me nā impedances like ʻole—no ka laʻana, ma waena o ka lepo a me ke one, a i ʻole ka sediment a me ka pōhaku moe—hoʻihoʻi ʻia kekahi ikehu i luna a hoʻouna ʻia kekahi i lalo. Hoʻopaʻa nā sensor i kau ʻia ma hope o ka moku a i ʻole ma ka papahele o ke kai i kēia mau hōʻailona i hōʻike ʻia ma ke ʻano he hana o ka manawa.
ʻAʻole ka mea i hoʻopaʻa pololei ʻia he "hohonu", akā, he manawa huakaʻi ʻelua ala. No ka hoʻololi ʻana i kēia i ka hohonu, pono kahi kumu hoʻohālike wikiwiki o ka nalu i loko o ka wai a me ka sediment. No ka mea, hiki ke ʻokoʻa kēia mau wikiwiki ma muli o ka haku mele ʻana o ka sediment, ka porosity, ke kaomi, a me ka mahana, pili mau ka wehewehe ʻana i ka seismic i kahi kaʻina hana calibration a me ke kumu hoʻohālike.
Nā ʻāpana nui o kahi ʻōnaehana anamanaʻo seismic
ʻO ka nui o kahi anamanaʻo seismic ma lalo o ka wai he mau ʻāpana koʻikoʻi:
1. Kumu ikehu leo: hoʻopuka i nā pulse nalu. ʻOkoʻa nā ʻano ma muli o nā koi hoʻonā a me ka hohonu o ke komo ʻana.
2. Mea hoʻokipa/mea ʻike: hoʻopaʻa i nā nalu i hōʻike ʻia. Hiki i kēia ke lilo i hydrophone ma luna o kahi kahawai (he kaula lōʻihi i huki ʻia e ka moku) a i ʻole he geophone/hydrophone i kau ʻia ma luna o ka moena kai (seismometer lalo o ke kai).
3. ʻŌnaehana hoʻokele a me ke kūlana: GPS, ʻōnaehana leo USBL/LBL, a me nā mea ʻike neʻe e hōʻoia i ke kūlana pololei o ke kumu-mea loaʻa.
4. Keʻena loaʻa ʻikepili: hoʻololi i nā hōʻailona analog i kikohoʻe, hana i ka laʻana, a mālama i ka ʻikepili.
5. Nā mea hana hana: polokalamu no ka hoʻoponopono ʻana, kānana ʻana, hoʻomoe ʻana, neʻe ʻana, a me ka wehewehe ʻana.
ʻO ka holomua o ke kaha palapala ʻāina e hilinaʻi nui ʻia ma ka hoʻolālā o ke anamanaʻo: ka mamao ma waena o nā mele, ka hoʻonohonoho ʻana o ka mea kahawai, ka wā pana, a me nā palena laʻana.
Nā ʻano hana seismic ma lalo o ka wai
1. Mea hoʻopili lalo (SBP)
Hoʻohana ʻia nā mea hoʻopili lalo o ka ʻilikai e palapala i nā papa lepo pāpaʻu mai kekahi mau mika a i nā ʻumi mika ma lalo o ka papahele kai. Hoʻohana pinepine ʻia kēia ʻano hana no nā haʻawina geotechnical, nā pipeline, nā kaula lalo o ka ʻilikai, a me ka waiho ʻana o ka lepo a me nā noiʻi paleogeographic. Hoʻopuka nā mea hoʻopili lalo o ka ʻilikai i nā ʻikepili hoʻonā kiʻekiʻe, akā ua kaupalena ʻia ko lākou komo ʻana, ʻoiai hoʻi i nā lepo paʻakikī a i ʻole nā mea i piha i ke kinoea.
Hiki i nā kumu SBP ke chirps (frequency modulated) a i ʻole boomers/sparkers me nā alapine kiʻekiʻe. Hoʻomaikaʻi nā alapine kiʻekiʻe i ka hoʻonā kū pololei, akā emi ka laulā penetration.
2. 2D reflection seismic
ʻO ke ʻano seismic reflection 2D ke ʻano maʻamau no ke kaha kiʻi ʻana i nā hale o lalo o ka ʻilikai ma kahi alahele kikoʻī. Huki ka moku i kahi kumu (e laʻa, he pū ea) a me kahi kahawai hydrophone. ʻO ka ʻikepili hopena he ʻāpana reflection cross e hōʻike ana i ke ʻano o nā papa sedimentary, nā pelu, nā hewa, a me nā unconformities. He kūpono ke ʻano 2D no nā ana ʻāina a i ʻole nā paepae ʻimi mua ma muli o kona kumukūʻai haʻahaʻa i hoʻohālikelike ʻia me 3D, akā ua kaupalena ʻia kona ʻike ʻaoʻao i ke alahele ana.
3. 3D reflection seismic
I ka seismic 3D, hana ka moku i kahi hele paʻa a hoʻolālā ʻia e hoʻopiha i kahi wahi kikoʻī, e hopena ana i kahi cube ʻikepili ʻekolu-dimensional (ʻikepili volume). ʻO ka pōmaikaʻi o 3D ka hiki ke nānā i nā ʻokoʻa kūkulu ʻaoʻao me nā kikoʻī nui aʻe, e ʻae ana i ka wehewehe pololei ʻana o nā pahele hydrocarbon, nā pūnaewele hewa, nā kahawai turbidite, a me ka mānoanoa o ka waihona. ʻO nā hemahema e pili ana i ke kumukūʻai nui aʻe, ka manawa loaʻa, a me ka hiki ke hana.
4. ʻO ka refraction seismic a me ke kihi ākea
Hoʻohana ke ʻano refraction i nā nalu i refracted i nā papa wikiwiki kiʻekiʻe a hoʻopaʻa ʻia ma nā mamao lōʻihi. Hoʻohana pinepine ʻia kēia anamanaʻo e aʻo i ke ʻano o ka ʻili moana, ka mānoanoa o nā sediments hohonu, a i ʻole nā palena geological nui. Hiki ke hana ʻia ke hoʻopaʻa ʻana me ka hoʻohana ʻana i kahi seismometer lalo moana (OBS), e ʻae ana i ka nānā ʻana i nā nalu ākea. He mea pono kēia ʻano hana no nā haʻawina tectonic a me geodynamic, e like me nā mea ma nā wahi subduction.
5. Ka Haʻalulu o ka Moana Lalo (OBS/OBN)
ʻAʻole e like me nā kahawai i huki ʻia e ka moku, kau nā OBS/OBN i ka mea loaʻa ma ka papahele o ke kai. Hoʻemi kēia hoʻonohonoho ʻana i ka mana o nā nalu o ka ʻili a hiki ke hāʻawi i ka ʻikepili kiʻekiʻe ma nā wahi paʻakikī, me ka puni o nā hale paʻakai a i ʻole ke ʻano o ka papahele o ke kai piʻi. Eia kekahi, hiki i nā OBN ke hoʻopaʻa i nā ʻāpana multi-azimuth, he mea nui ia no ka nānā ʻana i ka anisotropy a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ke kiʻi ʻana o nā pahuhopu paʻakikī.
Ka loaʻa ʻana o ka ʻikepili: mai ka hoʻolālā ʻana a hiki i ka hoʻopaʻa ʻana
Hoʻomaka ka pae loaʻa me ka hoʻolālā anamanaʻo: ke hoʻoholo ʻana i ka hohonu o ka pahuhopu, ka hoʻonā e pono ai, a me nā kūlana o ke kaiapuni. Inā pāpaʻu ka pahuhopu, ʻoi aku ka kūpono o kahi ʻōnaehana alapine kiʻekiʻe e like me ka chirp. Inā hohonu ka pahuhopu, hoʻohana ʻia kahi pū ea ikaika kiʻekiʻe. ʻO nā palena koʻikoʻi e pili ana i ka lōʻihi o ke kahawai, ka helu o nā kahawai, ka mamao ma waena o nā kahawai, a me ka manawa pana.
Hoʻopilikia ke kūlana o ke kai i ka walaʻau. Hoʻonui nā nalu nui i ka hoʻopilikia ʻana o nā kahawai a hoʻohui i ka walaʻau i ka ʻikepili. No laila, hoʻonohonoho pinepine ʻia nā anamanaʻo i nā wā mālie. Eia kekahi, ʻo nā lula palekana a me ke kaiapuni—ʻoi aku hoʻi e pili ana i nā mammals kai—he mau mea nui. Pono nā ʻāina he nui i nā kaʻina hana hoʻēmi e like me nā mea nānā mammals kai, nā hoʻomaka palupalu (ramp-ups), a me nā pani manawa pōkole inā ʻike ʻia nā ʻano i pale ʻia kokoke i kahi kumu.
ʻAʻole mākaukau koke ka ʻikepili seismic maka no ka wehewehe ʻana. Hana ʻia ka hana ʻana e hoʻomaikaʻi i ka lakio signal-to-noise a me ke kau ʻana i nā mea hōʻike ma nā wahi kūpono. ʻO nā ʻanuʻu hana maʻamau:
1. Hoʻoponopono ʻano a me ka hoʻokele: e hōʻoia ana i nā kūlana pana pololei a me ka mea loaʻa.
2. Kānana a me ka wehe ʻana i ka walaʻau: hoʻēmi i ka walaʻau haʻalulu, ka walaʻau nui, a me nā mea hoʻopilikia ʻē aʻe.
3. Deconvolution: hoʻokala i ka wavelet e hoʻonui i ka hoʻonā.
4. Ka nānā ʻana i ka wikiwiki: ke koho ʻana i kahi kumu hoʻohālike wikiwiki no ka hoʻoponopono ʻana o NMO (neʻe maʻamau).
5. Hoʻomoe ʻana: hoʻohui i nā kaha ma kahi kiko hoʻohālikelike like e hoʻonui i ka hōʻailona.
6. Neʻe ʻana: ka hoʻoneʻe ʻana i nā hanana noʻonoʻo i ke kūlana ākea kūpono, ʻoi aku hoʻi ma nā hale i hoʻohaʻahaʻa ʻia a paʻakikī paha.
7. Hoʻohuli ʻana i ka ōlaʻi a me nā ʻano (koho): loaʻa nā ʻano kino e like me ka impedance, a me ka unuhi ʻana i nā ʻano (amplitude, frequency, coherency) e kōkua i ka wehewehe ʻana.
Hiki i ka hopena hope loa ke lilo i ʻāpana keʻa 2D, cube 3D, palapala hohonu horizon, palapala mānoanoa (isopach), a i ʻole palapala hoʻonohonoho.
Ka wehewehe ʻana a me ka hoʻopili ʻana o ka ʻāina
Pono ka wehewehe ʻana i ke ōlaʻi e hoʻohui pū me nā ʻikepili ʻē aʻe: bathymetry, sediment cores, well logging data (inā loaʻa), a me ka ʻike geological ʻāina. Me ka wehewehe pono ʻana, hiki ke hoʻohana ʻia ka ʻikepili seismic i:
– Ka ʻimi ʻana i ka ʻaila a me ke kinoea: ka palapala ʻāina o ke ʻano o ka pahele, ka ʻike ʻana i ka waihona a me ke sila, a me ke ʻano o ka ʻōnaehana waiho ʻana.
– Nā ʻenehana honua moana: loiloi paʻa o ka pali, ʻike ʻana i nā papa nāwaliwali, ke kinoea pāpaʻu, a me nā ala palekana no nā ʻoihana kūkulu.
– Ka hoʻēmi ʻana i nā pōpilikia honua: ka palapala ʻāina o nā hewa hana, nā ʻāina hoʻohele honua ma lalo o ka wai, a me nā koena o nā tsunami kahiko.
– Nā haʻawina Tectonic: ka hoʻomaopopo ʻana i ke ʻano o nā ʻāpana subduction, ka hoʻokumu ʻana o ke kīʻaha, a me ka ulu ʻana o nā palena ʻāina.
– ʻO ka ʻeli ʻana o ka ʻekalesia a me ke kaiapuni: ma kekahi mau hoʻonā, hiki i ka SBP ke kōkua i ka ʻike ʻana i nā hiʻohiʻona pāpaʻu e pili ana i nā loli kahakai i hala.
Nā pilikia a me nā hoʻomohala hou loa
Ke kū nei ka ʻenekinia seismic ma lalo o ka wai i nā pilikia e like me ka walaʻau nalu, nā loli wikiwiki paʻakikī, a me nā palena hoʻonā ma nā pahuhopu kikoʻī. Eia kekahi, ʻo nā hopohopo kaiapuni e pili ana i ke kani ma lalo o ka wai e hoʻokele nei i ka hana hou i nā kumu ikehu ʻoi aku ka maikaʻi o ke kaiapuni a me nā kaʻina hana koʻikoʻi. Ma ke alo ʻenehana, ʻo nā hoʻomohala koʻikoʻi:
– Full Waveform Inversion (FWI) e hoʻomaikaʻi i ka wikiwiki o ke kumu hoʻohālike a me ka ʻoi o ke kiʻi.
– ʻO ka multi-azimuth a me ka broadband seismic e hoʻonui ana i ka alapine (frequency spectrum) i hiki ke kaulike ʻia ka hoʻonā a me ka komo ʻana.
– ʻAna hana hoʻākāka e pili ana i ke aʻo ʻana o ka mīkini, ʻoiai no ke koho ʻana i ka ʻaoʻao o ka horizon, ka ʻike ʻana i nā hewa, a me ka hoʻokaʻawale ʻana i nā facies seismic.
- Hoʻohui ʻia nā multi-sensor me ka ʻikepili sonar, magnetic, a me gravimetric no ka wehewehe piha ʻana.
Pani
ʻO nā ʻano hana palapala ʻāina seismic ma lalo o ka wai kahi kumu nui o ka geophysics kai hou, hiki ke hōʻike i nā ʻano o lalo o ka ʻilikai me nā kikoʻī, mai nā sediments pāpaʻu a i ka ʻili hohonu. Ma ke koho ʻana i ke ʻano kūpono—mai nā sub-bottom profilers, 2D/3D reflection seismic, a i ka refraction OBS—a me ka hoʻopili ʻana i ka loaʻa maikaʻi a me ka hana ʻana, lilo ka seismic i mea hana ikaika no ka ʻimi ʻana i nā kumuwaiwai, ka hoʻomohala ʻana i nā ʻoihana kai, a me ka hoʻēmi ʻana i nā pōʻino. I ka wā e hiki mai ana, ʻo ka hui pū ʻana o ka computing i hoʻomaikaʻi ʻia, nā sensor ʻoi aku ka naʻauao, a me nā ʻano hana aloha i ke kaiapuni e hoʻonui hou aku i nā hiki o ka palapala ʻāina seismic i ka hoʻomaopopo ʻana i nā dynamics o ka Honua ma lalo o ke kai.
