bathymetry

Bathymetry is de meting van de diepte van het water in oceanen, rivieren of meren. Bathymetrische kaarten lijken veel op topografische kaarten, die lijnen gebruiken om de vorm en de hoogte van landkenmerken weer te geven.

Op topografische kaarten verbinden de lijnen punten van gelijke hoogte met elkaar. Op bathymetrische kaarten verbinden ze punten van gelijke diepte. Een cirkelvorm met daarin steeds kleinere cirkels kan duiden op een oceaangeul. In de oudheid voerden wetenschappers bathymetrische metingen uit door een zwaar touw over de zijkant van een schip te gooien en de lengte van het touw tot aan de zeebodem te noteren. Deze metingen waren echter onnauwkeurig en onvolledig. Het touw ging vaak niet recht naar de zeebodem, maar werd door stromingen verlegd. Het touw kon ook slechts op één punt tegelijk de diepte meten. Om een duidelijk beeld van de zeebodem te krijgen, hadden wetenschappers duizenden metingen met touw moeten verrichten.
Maar vaker schatten wetenschappers en navigators de topografie van de zeebodem. Soms waren de heuvels en dalen van de zeebodem gemakkelijk te voorspellen. Andere keren verraste een oceaangeul of zandbank de navigators. Dit kon leiden tot gevaar voor de bemanning van een schip en tot economische verliezen als het schip de zandbank raakte en zijn lading verloor.
Echoloodapparaten
Heden ten dage worden echoloodapparaten gebruikt om bathymetrische metingen te verrichten. Een echolood zendt een geluidspuls van de scheepsromp, of bodem, naar de oceaanbodem. De geluidsgolf kaatst terug naar het schip. De tijd die de puls nodig heeft om te vertrekken en terug te keren naar het schip bepaalt de topografie van de zeebodem. Hoe langer het duurt, hoe dieper het water.
Echolood is in staat om een klein gebied van de zeebodem te meten. De nauwkeurigheid van deze metingen is echter nog beperkt. Het schip van waaruit de metingen worden verricht, beweegt zich, waardoor de diepte van de zeebodem met centimeters of zelfs voeten verandert. Weerspiegelingen van onderzeese organismen, zoals walvissen, kunnen het traject van de geluidsgolf verstoren. De snelheid van het geluid in water varieert ook, afhankelijk van de temperatuur, het zoutgehalte (zoutgehalte), en de druk van het water. Over het algemeen verplaatst geluid zich sneller naarmate de temperatuur, het zoutgehalte en de druk toenemen. De oceaan heeft verschillende stromingen, met verschillende temperaturen en zoutgehaltes. De voortdurende beweging van de oceaan maakt bathymetrie moeilijk.
Om deze problemen aan te pakken, ontwikkelden ingenieurs multibeam echosounders. Multibeam echosounders hebben honderden zeer smalle bundels die geluidspulsen uitzenden. Deze reeks pulsen levert een zeer hoge hoekresolutie op. Hoekresolutie is het vermogen om verschillende hoeken, of gezichtspunten, van een enkel object te meten. Een hoge hoekresolutie betekent dat een enkel kenmerk van de zeebodem, zoals de top van een onderzeese berg, vanuit verschillende hoeken kan worden gemeten, zowel van de zijkant als van de top.
Multibeam echosounders corrigeren voor de bewegingen van de boot op zee, waardoor de nauwkeurigheid van de metingen verder toeneemt. Ze stellen wetenschappers ook in staat om meer zeebodem in kaart te brengen in minder tijd dan een echolood met één bundel.
Multibeam echoloodsen kunnen ook informatie verschaffen over de fysieke kenmerken van een kenmerk van de zeebodem. Zij kunnen bijvoorbeeld aangeven of de zeebodem uit harde of zachte sedimenten bestaat. Als het materiaal hard is, zal het signaal van het echolood sterker terugkomen.

Met behulp van bathymetrische technologie zijn veel interessante ontdekkingen gedaan. Zo werden duizenden onderzeese bergen ontdekt in het centrale deel van de Stille Oceaan, in de buurt van de Amerikaanse staat Hawaii. Deze onderzeese bergen, die de Hawaii-Emperor Seamount Chain worden genoemd, steken 1.000 meter of meer boven de zeebodem uit. Wetenschappers dachten dat het oude vulkanen waren, maar zij konden niet zeker zijn. Met behulp van bathymetrische instrumenten hebben monsters van gesteenten uit de toppen van deze onderzeese bergen de theorie bevestigd. Deze onderzeese bergen bevatten fossielen van rifbouwende organismen die tijdens het Krijt in ondiep water leefden. Deze monsters bewezen dat de onderzeese bergen boven het water uitstaken in de tijd van de dinosauriërs.
Bathymetrische gegevens
Het U.S. National Geophysical Data Center (NGDC) en de International Hydrographic Organization (IHO) meten en archiveren bathymetrische gegevens. Hun bathymetrische metingen ondersteunen veilige navigatie en beschermen mariene milieus over de hele wereld.
Het NGDC bijvoorbeeld maakt digitale hoogtemodellen die worden gebruikt om tsunami’s te simuleren. De aanwezigheid van onderzeese geulen of bergen kan rechtstreeks van invloed zijn op de kracht en het pad van een tsunami of orkaan. Het NGDC beheert ook een wereldwijde digitale databank van bathymetrische metingen namens de landen die lid zijn van de Internationale Hydrografische Organisatie.
De IHO, die in Monaco is gevestigd, werkt aan de uniformiteit van zeekaarten, de invoering van betrouwbare methoden voor het uitvoeren van oceaanonderzoek, en de ontwikkeling van de wetenschappen op het gebied van hydrografie. Hydrografie is de studie van de diepte en de kenmerken van water. Bathymetrie is een onderdeel van hydrografie. Het is een integraal onderdeel van deze wetenschap van het opmeten en in kaart brengen van waterlichamen.