batymetria

Batymetria to pomiar głębokości wody w oceanach, rzekach lub jeziorach. Mapy batymetryczne wyglądają bardzo podobnie do map topograficznych, które wykorzystują linie do przedstawienia kształtu i wysokości obiektów lądowych.

Na mapach topograficznych linie łączą punkty o równej wysokości. Na mapach batymetrycznych łączą one punkty o równej głębokości. Okrągły kształt z coraz mniejszymi okręgami wewnątrz niego może wskazywać na rów oceaniczny. Może również wskazywać na seamount, czyli podwodną górę.
W czasach starożytnych naukowcy przeprowadzali pomiary batymetryczne, rzucając ciężką linę na burtę statku i rejestrując długość liny, jaką trzeba było pokonać, aby dotrzeć do dna morskiego. Pomiary te były jednak niedokładne i niekompletne. Lina często nie poruszała się prosto do dna, lecz była przesuwana przez prądy morskie. Lina mogła również mierzyć głębokość tylko w jednym punkcie na raz. Aby uzyskać jasny obraz dna morskiego, naukowcy musieliby wykonać tysiące pomiarów liną.
Coraz częściej naukowcy i nawigatorzy szacowali topografię dna morskiego. Czasami wzgórza i doliny dna morskiego były łatwe do przewidzenia. Innym razem, oceaniczny rów lub piaszczysta bariera zaskakiwały nawigatorów. Mogło to prowadzić do niebezpieczeństwa dla załogi statku i strat ekonomicznych, jeśli statek uderzył w piaskownicę i stracił swój ładunek.
Echosondy
Dziś echosondy są używane do wykonywania pomiarów batymetrycznych. Echosonda wysyła impuls dźwiękowy z kadłuba statku, lub dna, na dno oceanu. Fala dźwiękowa odbija się od dna i wraca do statku. Czas, jaki zajmuje impulsowi opuszczenie i powrót na statek, określa topografię dna morskiego. Im dłużej trwa ten proces, tym głębsza jest woda.
Echosonda jest w stanie zmierzyć niewielki obszar dna morskiego. Jednak dokładność tych pomiarów jest nadal ograniczona. Statek, z którego dokonywane są pomiary, porusza się, zmieniając głębokość dna morskiego o centymetry, a nawet stopy. Odbicia od organizmów podmorskich, takich jak wieloryby, mogą zakłócać tor fali dźwiękowej. Prędkość dźwięku w wodzie również różni się w zależności od temperatury, zasolenia (słoności) i ciśnienia wody. Ogólnie rzecz biorąc, dźwięk przemieszcza się szybciej wraz ze wzrostem temperatury, zasolenia i ciśnienia. W oceanie występują różne prądy, o różnej temperaturze i zasoleniu. Ciągły ruch oceanu utrudnia batymetrię.
Aby rozwiązać te problemy, inżynierowie opracowali echosondy wielowiązkowe. Echosondy wielowiązkowe składają się z setek bardzo wąskich wiązek, które wysyłają impulsy dźwiękowe. Ten układ impulsów zapewnia bardzo wysoką rozdzielczość kątową. Rozdzielczość kątowa to zdolność do pomiaru różnych kątów lub punktów widzenia jednego obiektu. Posiadanie wysokiej rozdzielczości kątowej oznacza, że pojedyncza cecha dna morskiego – jak szczyt podmorskiej góry – będzie mierzona pod różnymi kątami, zarówno z boków, jak i z góry. Echosondy wielowiązkowe mogą również dostarczać informacji o cechach fizycznych elementu dna morskiego. Na przykład, mogą one wskazać, czy cecha ta jest zbudowana z twardych czy miękkich osadów. Jeśli materiał jest twardy, sygnał z echosondy będzie silniejszy.

Dzięki technologii batymetrycznej dokonano wielu interesujących odkryć. Na przykład w środkowej części Oceanu Spokojnego, w pobliżu amerykańskiego stanu Hawaje, odkryto tysiące gór podwodnych. Te góry podwodne, zwane Hawajsko-Emperor Seamount Chain, wznoszą się 1000 lub więcej metrów (3280 stóp) ponad dno morskie. Naukowcy sądzili, że są to starożytne wulkany, ale nie mogli być pewni. Używając narzędzi batymetrycznych, próbki skał z wierzchołków tych gór podwodnych potwierdziły tę teorię. Te góry podwodne zawierały skamieniałości organizmów budujących rafy, które żyły w płytkich wodach w okresie kredy. Próbki te udowodniły, że góry podwodne stały nad wodą w czasach dinozaurów.
Dane batymetryczne
Narodowe Centrum Danych Geofizycznych USA (NGDC) i Międzynarodowa Organizacja Hydrograficzna (IHO) mierzą i archiwizują dane batymetryczne. Ich pomiary batymetryczne wspierać bezpieczną nawigację i chronić środowiska morskiego na całym świecie.