如何从茫茫大海中找到战争留下的深水炸弹?3354海底扫雷行动

如何从茫茫大海中,找到战争遗留的深水炸弹?——海底扫雷行动

对于年轻人来说,相信“深水炸弹”这个词并不陌生,因为它几乎是每个狂欢派对的必需品。但是你有没有想过我们怎样才能找到埋在深海里的炸弹?

这些未爆炸的弹药,我们称之为未探测弹药(简称UXO),可能是地雷、深水炸弹或导弹。大部分是一战或二战遗留下来的产物,在多年沉积的影响下(也就是水流变慢时,沙子、灰尘等)被埋在海底下。水流所携带的沉积物和堆积物)。据欧洲新闻网估计,仅在波罗的海就有30多万UXO。

二战时装在桑德兰水上飞机上的深水炸弹,图/维基百科你可能会问,既然都已经埋了,何况我们还要处理?这是因为我们将在海底铺设电缆、水管、天然气管道和其他传输系统。如果我们在钻探过程中不小心触碰到它们,就会发生意外,或者在工程完工后的某一天突然爆炸导致传输系统中断,后果真的不堪设想。所以最理想的办法就是全部找到绕道走,或者安排专家处理。

00-1010找到这些UXO最简单的方法是使用金属探测法。但由于普通金属探测器的探测范围小于2m,我们很难将探测器移动到接近凹凸不平的水底(这大大增加了探测器磨损的风险),所以我们会选择一种更间接的方法:磁力仪。因为弹药外层大部分是铁做的,对磁性非常敏感,我们可以从很远的地方探测到它们的存在。在野外工作时,我们会用两个磁力仪为一组进行探测,这样我们更有准备知道它的实际位置和大小。让我们看看下面的例子:

图1:磁强计的探测结果在图1中,假设我们知道标记“1”是一个UXO的位置,上图中的平行线表示磁强计从左到右的移动路线,下图表示磁场沿道路的变化。我们可以看到,如果没有金属物体,两个磁场强度测量值是差不多的,也就是环境本身的磁场。但是在UXO附近,我们可以看到明显的变化。蓝线代表导航航线左侧磁力仪的测量值,浅色线代表右侧。因为磁场强度会随着距离的增加而减弱,所以很明显这个UXO的位置更靠近蓝线,也就是在航线的上方。

我们可以通过它们之间的差异来估计它的位置和大小,但是为了保证它的真实性,我们会在附近再次航行。如果有磁场变异,这是一个不会移动的金属物体(不包括船只和漂浮的海洋垃圾等的可能。).

真正的大海捞针:用磁场把 UXO 吸出来!

如上所述,磁场变化只告诉我们金属物体的位置,但它可能不是炸弹,也可能埋在海底,所以我们还会用其他科学方法来验证。其中之一是侧扫声纳。通过声波反射的原理,我们可以看到海底的图像。如果海底是干净的,声波的发射和接收时间是一样的,所以我们可以看到连续的日光。但如果水中或海底有异物,声波会折射形成黑影。让我们看看下面的例子:

图2:侧扫声纳图片,红色箭头区域代表没有反射的区域,绿色箭头图案代表船与海底的距离(来源:Grothues et al .2017)。请看图2。彩色的部分是海底白天的表面,中间白色的部分是船的通道和侧扫声纳的盲点,黑色的部分是海底上方物体对声波的折射,让我们可以清楚的看到它们的形状。有时候,我们也会看到一些海洋垃圾,比如轮胎和自行车。上图左上方,我们相信是废弃的工业废料。

当然,你也可以辩称,图片左上方的物体可能不是死物体,而是未知的海洋生物,所以我们也会多次进行侧扫声纳。如果我们在同样的位置看不到它,那么它是生物的概率很大。如果侧扫声纳在磁场异常的位置没有探测到任何东西,这进一步证明了其UXO的可能性。但是如果上面有黑色的影子,我们也会通过黑色的影子来分析物体的大小是否匹配,我们会凭经验来分析物体中是否有金属。

另外,在看侧扫声纳的时候,我们也很重视磁场变化的位置附近是否有划痕,因为划痕的成因大多是船只频繁作业的地方,有渔船拖网的机会,也有大船抛锚抛锚的机会,这些动作都有机会接触或者移动这些潜在的UXO,从而引发危机。因此,这些地方将是我们的第一要务。

作者出版社:如果想看侧扫声纳发现的其他东西。

,如沉船、飞机等,可以到这里观看。

万无一失:Mission Completed !

当然,在取得数据时,我们也要儘可能减低人为因素而形成的影响。举个例子,我们要确保磁强计远离测量船,以免船上的仪器影响了磁强计。因此,我们并不会把磁强计绑在船底,而是把它们用缆索绑在船尾数十米以外的地方拖行。

另外,我们也要确保测量船要以均速航行,以确保所有数据都是一致的。最后,我们也要确保船上的 GPS 系统準确无误,否则所有有可能是 UXO 的位置都是错误的。

完成以上的工序后,我们便会製作磁梯度图(Magnetic Gradient Map),把剩余下来的磁场变置点用其强度及大小表示出来,正如图 3,再交给拆弹专家们处理。他们便会跟据他们的专业知识,加上该海岸的战争历史,对比当时有可能参战的国家、使用的武器及其金属含量以找出存在的炸弹来处理。

要知道这些 UXO,单单在 2015 年在世界各地亦夺去了超过 6000 人的性命,因此这个科学命题可真是不容忽视!

图 3:磁梯度图。左边是潜在 UXO 的位置而右边则是它们的磁场强度的改变。(图片来源:Salem et al., 2005)

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