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案例分享
Case Study Sharing
专家访谈丨用光倾听海底：MBARI 研究人员开发创新探测DAS技术
2026-08-31 11:13:55
浏览：
MBARI 高级科学家 Aaron Micallef 介绍了 Geo-Sense 系统如何利用分布式光纤声学传感（DAS）技术，革新对海底过程的监测。
MBARI 专家访谈报道
Listening with light: MBARI researchers develop innovative new technology for studying the seafloor
2026 年 07 月 22 日
原文链接：
https://www.mbari.org/news/listening-with-light-mbari-researchers-develop-innovative-new-technology-for-studying-the-seafloor/
研究机构
MBARI
Monterey Bay Aquarium Research Institute
美国蒙特雷湾水族馆研究所
Aaron Micallef
蒙特雷湾水族馆研究所（Monterey Bay Aquarium Research Institute，MBARI）是位于美国加利福尼亚州莫斯兰丁的一家非营利性海洋科学与工程研究机构，由惠普公司联合创始人戴维·帕卡德于 1987 年创立。MBARI 虽然名称中包含 “水族馆”，但并不是面向公众开放的水族馆，而是一家独立研究机构，与蒙特雷湾水族馆在海洋教育和保护领域保持密切合作。其核心理念是让科学家、工程师和海上作业团队以平等方式协作，将科学问题、仪器开发和海洋现场实施结合起来。
MBARI 的研究覆盖海洋地质、深海生态、海洋化学、生物多样性、海洋声学、环境基因组学及气候变化等领域，并拥有研究船、遥控潜水器（ROV）、自主水下航行器（AUV）和海底观测系统等先进装备。依托邻近的蒙特雷海底峡谷，MBARI 能够开展长期深海观测和新技术验证。近年来其研究团队正在将分布式光纤声学传感（DAS）技术集成为可移动部署的海底监测系统，用于高分辨率观测地震、海底滑坡、浊流、流体渗漏及其他海底动态过程。
为什么这项研究很重要？
海底在生态系统和人类社会中都发挥着重要作用。了解塑造海底环境的各种过程，将为制定海洋保护政策以及开展海底基础设施和地质灾害相关决策提供科学依据。
图 1. 高级科学家 Aaron Micallef 领导着 MBARI 海底过程研究团队，利用先进技术探索海底如何演化及其运行机制等基础科学问题。图片：Rebecca Englert © 2026 MBARI
MBARI 的研究人员正在改变我们对海底塑造过程的认识。自 2025 年初以来，由 MBARI 科学家和工程师组成的团队一直在测试 Geo-Sense 系统。这是一种新型的便携式仪器，利用分布式光纤声学传感（DAS）技术对海底进行长期、高分辨率监测。
Geo-Sense 系统通过测量铺设在海底的光纤光缆上产生的微小应变和振动，追踪从海底滑坡到地震等一系列海底过程。MBARI 研究人员***近在期刊《Scientific Reports》上发表论文，详细介绍了这款创新仪器，并展现了其研发背后卓越的团队协作与专业技术。
本公众号于 2026 年 3 月 12 日对该项工作的具体内容进行了详细介绍，MBARI 研究团队开创性地将 Sintela ONYX nano 型 DAS 询问器单元作为核心探测部件集成进可移动、自供电的 Geo-Sense 系统，实现了对不同海域的机动探测能力。详情请跳转至下方历史链接：
为了进一步了解这款突破性仪器及其采集的数据，我们采访了 MBARI 高级科学家 Aaron Micallef。他是一名海洋地质学家，同时领导着 MBARI 的海底过程研究团队。
为什么说 Geo-Sense 是海洋科学领域的一项重要里程碑？
多年来，科学家一直尝试收集数据，以深入了解塑造海底的各种活跃地质过程，包括地震、海底滑坡、海流、流体渗漏和火山活动。然而，这项工作极具挑战性，因为其中许多过程具有突发性、影响范围广，或者发生时恰好没有科考船和遥控潜水器在场观测。
图 2. 通过监测光纤光缆中激光信号的微小变化，科学家能够探测地震、海底滑坡、流体渗漏及其他海底事件。图片：Aaron Micallef © 2026 MBARI
到目前为止，科学界主要利用现有通信光缆开展光纤传感观测，采集已经发生事件的数据，并据此推断具体的过程。这些固定光缆能够提供宝贵信息，但在大多数情况下，它们并不位于科学家真正希望进行测量的位置。我们需要找到一种方法，将传感器主动部署到地质过程发生的地点，而不是被动等待这些过程出现在现有光缆附近。
Geo-Sense 正是为解决这一难题而开发的。它使我们能够在海底任意目标区域部署高密度光纤传感阵列，并持续采集监测数据。如今，我们可以在非常精细的空间和时间尺度上实时观测这些事件，确定它们何时开始、如何演化，以及如何随时间改变海底地貌。
对于海底科学而言，这是一次重大进步。
为什么 MBARI 特别适合开发和部署这套仪器？
Geo-Sense 正是 MBARI ***擅长承担的那类项目。这一项目需要海洋地质学、地球物理学、光纤传感、机械与电气工程、科考船作业以及深海部署等多个领域的专业能力。MBARI 将这些能力汇集于同一机构，并积极促进不同团队之间的协作与创新。
图 3. 强劲的浊流推动沉积物沿蒙特雷湾的深海峡谷向下输运，为 MBARI 研究人员测试 Geo-Sense 提供了理想的天然试验场。图片：© 2025 MBARI
此外，蒙特雷海底峡谷就位于我们机构附近。作为世界上动力过程***活跃的海底峡谷之一，它为我们提供了一座理想的天然实验室，用以检验这项技术能否在复杂环境中有效探测海底过程。
Geo-Sense 开发过程中面临的***挑战是什么？
在开发 Geo-Sense 的过程中，我们必须克服许多障碍，而这几乎是所有突破性技术研发都要经历的过程。在我看来，***的挑战来自光纤光缆在海底的布放与回收。听起来这项工作在理论上似乎很简单，但实际操作却非常困难。
图 4. Geo-Sense 的开发与部署凝聚了多个团队的专业力量，从工程师和机械加工技师，到潜水器操作员和科学家，各方通力合作，共同推动项目实施。图片：Aaron Micallef © 2026 MBARI
首先，这条光缆长达 1 km。可以想象一下，工作人员站在科考船上，需要布放并回收一条相当于 11 个足球场长度的线缆。同时，光缆既要足够坚固，能够承受其被拖曳通过崎岖不平海底时产生的应力，又必须保持足够高的灵敏度，以记录具有科学价值的信号。如何兼顾科学观测灵敏度、工程结构可靠性和现场作业可行性，是整个项目***困难的环节之一。
MBARI 的工程和海上作业团队在项目中发挥了关键作用。他们负责筛选合适的光缆，制定相应的布放与回收方案，追踪光缆穿过水体时的位置和运动状态，并将所有部件集成为一套结构坚固、能够承受海上作业环境的完整系统。
Geo-Sense ***令您感到振奋的是什么？
Geo-Sense 使我们能够将海底作为一个不断变化的动态环境进行观测。在那些海底可能迅速发生变化、却很少能够获得直接观测资料的区域采集数据，是一件非常令人振奋的事情。
图 5. Geo-Sense有望推动海洋地质学研究发生变革。它为研究人员提供了一种性能强大、便携且用途广泛的新型工具，可部署于多种海洋环境，对海底过程开展高分辨率监测。图片：Aaron Micallef © 2025 MBARI
我希望通过我们的***论文，将这种激动之情传递给全球不同领域的研究与实践人员，包括海洋学家、海洋地质学家、地球物理学家、工程师、灾害科学家，以及从事海上基础设施和环境监测工作的专业人士。
我希望他们能够理解一个***重要的信息：便携式分布式光纤声学传感（DAS）如今已经成为一种能够实际应用于海洋科学的观测工具。我们不再只能依赖现有通信光缆或持续时间有限的船载观测，而是可以围绕***希望了解的海底过程，设计具有明确目标的海底监测试验。
关于此部分具体内容，详情咨询北京巨泽科仪科技有限公司，或联系我公司分布式光纤传感前沿公众号
北京巨泽科仪科技有限公司与英国 Sintela 建立深度合作关系，面向国内客户供应行业***分布式光纤 DAS 设备。英国 Sintela 为全球分布式光纤传感头部企业，旗下 ONYX 系列产品可实现单通道 200 公里超长探测距离，技术实力行业领先。英国Sintela全系列产品均可以实现多种标距灵活可调。
客户可以根据项目需求和预算，选择不同型号的ONYX系类产品。主要包括单通道60km，双通道60km（每通道60km）
以及单通道150km和单通道200km的版本选择。
北京巨泽科仪科技有限公司（英文名称Beijing Great Luster Technology Ltd，简称：巨泽科仪 Great Luster Technology，英文缩写GLT）。公司深耕分布式光纤传感、非接触视觉测量、传感器与数据采集、岩土工程四大核心业务领域，着力打造集自主研发、品牌代理、进出口贸易、技术服务于一体的综合性高科技服务平台。
公司始终聚焦前沿技术的引进与本土化落地，持续整合国内外优质科研与技术资源，为国内高等院校、科研院所及各类工程科研企业，提供高端精密测试设备，以及全流程、专业化技术支持。团队核心成员均具备相关专业学历背景，拥有多年行业深耕经验，深谙科研试验与工程监测的场景需求，可针对客户的个性化诉求，量身定制系统化、一体化的完整解决方案。同时，公司与国内外知名高校、科研机构建立了长期紧密的产学研合作关系，持续迭代技术、优化方案，确保每一项服务成果都能精准匹配客户的实际需求。
依托全球化资源布局，巨泽科仪构建了“自主自营+全球合作”的双轨技术与产品体系。公司拥有达斯源、OVIMETRIXS两大自营品牌，同时与全球行业标杆品牌达成深度战略合作，合作厂商既覆盖英国SINTELA、英国OptaSense、德国APSensing、日本TML、美国JEWELL、美国VIAVI等国际知名品牌，也包含先临三维、深视智能等国内头部科技企业。在深耕自有品牌、整合全球先进技术的基础上，公司始终坚持自主创新，自主研发出核心产品DIC全场应变测量系统，凭借深厚的技术积淀与扎实的研发实力，为客户提供高品质、专业化的科研技术支撑与定制化整体解决方案。
