利用重力异常反演马里亚纳海沟海底地形

针对利用船舶测量海底地形效率低和成本高的缺点,选取西太平洋板块俯冲菲律宾板块而形成的马里亚纳海沟所在海域作为实验区域,依据重力地质方法(GGM),利用重力异常数据反演海底地形。采用移去恢复技术确定了重力地质法模型的密度差异常数为2.32g/cm3。分析比较了GGM海深模型、ETOPO1模型和直接将船测点海深数据格网化(模型1)3种海深模型之间的差异,并依据反演结果对"挑战者深渊"两侧地貌进行了研究。结果表明:GGM模型反演海底地形的结果优于ETOPO1模型,更优于将船测点海深数据直接格网化的结果;模型相对误差与海深的关系不大,受海底地形变化影响明显;在船测数据匮乏或者过于稀疏的海域,模型间海深差值结果较大;"挑战者深渊"海沟两侧的地貌有明显差异,在海沟南侧水深小于5 000m的浅海部分,坡度平缓(2°～5°),而在水深大于5 000m的部分,坡度明显增大(10°～15°);海沟北侧在整个下降阶段坡度很大(10°～15°),11°45′N附近出现一个缓冲地带。

顾及海底地形坡度的南海海底地形分区GGM反演

利用重力地质法(Gravity-Geologic Method,GGM)反演海底地形时,海水与海底洋壳的密度差异常数是影响反演精度的一项关键参数.由于海底地形复杂程度的影响,不同区域密度差异常数存在差异.针对于此,本文以南海局部海域(113°E—119°E,12°N—19°N)为实验区,依据区域内坡度及地形分布,将研究区域划分为6个子区域,分别求取每个子区域的最佳密度差异常数,以改善海底地形反演的精度.基于HY-2A测高数据获得的重力异常数据,反演了研究区域格网间隔1′×1′的SGGM海底地形模型.结果表明,将SGGM模型与检核点实测水深进行比较,其差值的标准差为101.46 m,相对精度为2.82%,优于GEBCO_2021模型、V19.1模型对比实测水深差值的标准差(131.50 m、129.81 m)与相对精度(3.64%、3.59%).结合各子区域不同的坡度及船测点分布,统计各子区域相对精度为2%~4%,并分析得出反演较差结果集中分布在地形突变区域,而坡度平缓区域的标准差可达到42.20 m.此外,同未进行区域划分而采用一个密度差异常数反演的结果相比,反演精度提高了9.68 m,说明了本文模型的构建精度得到了有效提升.