bathymetri

Bathymetri är mätning av vattendjupet i hav, floder och sjöar. Bathymetriska kartor påminner mycket om topografiska kartor, som använder linjer för att visa landelementens form och höjd.

På topografiska kartor förbinder linjerna punkter med samma höjd. På batymetriska kartor förbinder linjerna punkter med samma djup. En cirkulär form med allt mindre cirklar inuti kan indikera en havsgrav. Det kan också indikera en seamount, eller ett undervattensberg.
I gamla tider utförde forskare batymetriska mätningar genom att kasta ett tungt rep över sidan av ett fartyg och registrera längden på repet som behövdes för att nå havsbotten. Dessa mätningar var dock felaktiga och ofullständiga. Ofta gick repet inte rakt fram till havsbotten, utan försköts av strömmarna. Repet kunde också bara mäta djupet på en punkt i taget. För att få en tydlig bild av havsbotten skulle forskarna ha varit tvungna att göra tusentals mätningar med repet.
Fler gånger uppskattade forskare och navigatörer havsbottens topografi. Ibland var havsbottens kullar och dalar lätta att förutsäga. Andra gånger överraskade en havsgrav eller en sandbank navigatörerna. Detta kunde leda till fara för ett fartygs besättning och ekonomiska förluster om fartyget körde in i sandbanken och förlorade sin last.
Echolodare
I dag används ekolodare för att göra batymetriska mätningar. En ekolod skickar ut en ljudpuls från ett fartygs skrov, eller botten, till havsbotten. Ljudvågen studsar tillbaka till fartyget. Den tid det tar för ljudpulsen att lämna och återvända till fartyget bestämmer havsbottens topografi. Ju längre tid det tar, desto djupare är vattnet.
En ekolod kan mäta ett litet område av havsbotten. Noggrannheten i dessa mätningar är dock fortfarande begränsad. Fartyget från vilket mätningarna görs rör sig, vilket förändrar djupet till havsbotten med centimeter eller till och med fot. Reflektioner från undervattensorganismer, t.ex. valar, kan störa ljudvågens väg. Ljudets hastighet i vatten varierar också beroende på vattnets temperatur, salthalt (salthalt) och tryck. I allmänhet färdas ljudet snabbare när temperaturen, salthalten och trycket ökar. Havet har olika strömmar med olika temperaturer och salthalter. Havets ständiga rörelse gör det svårt att göra batymetri.
För att lösa dessa problem utvecklade ingenjörer flerstråleekolodare. Flerstråleekolodare har hundratals mycket smala strålar som sänder ut ljudpulser. Denna grupp av pulser ger en mycket hög vinkelupplösning. Vinkelupplösning är förmågan att mäta olika vinklar, eller synvinklar, av ett och samma objekt. En hög vinkelupplösning innebär att en enskild del av havsbotten, t.ex. toppen av ett undervattensberg, kan mätas från flera olika vinklar, både från sidorna och toppen.
Multibeam ekolodare korrigerar för båtens rörelser till havs, vilket ytterligare ökar noggrannheten i mätningarna. De gör det också möjligt för forskarna att kartlägga mer havsbotten på kortare tid än en ekolodare med en enda stråle.
Ekolodare med flera strålar kan också ge information om de fysiska egenskaperna hos ett inslag i havsbotten. De kan till exempel ange om objektet består av hårda eller mjuka sediment. Om materialet är hårt kommer signalen från ekolodet tillbaka starkare.

Många intressanta upptäckter har gjorts med hjälp av batymetrisk teknik. Till exempel upptäcktes tusentals undervattensberg i centrala Stilla havet, nära den amerikanska delstaten Hawaii. Dessa undervattensberg, som kallas Hawaii-Emperor Seamount Chain, höjer sig 1 000 eller fler meter över havsbotten. Forskarna trodde att de var gamla vulkaner, men de kunde inte vara säkra. Med hjälp av batymetriska verktyg har prover av stenar från toppen av dessa undervattensberg bekräftat teorin. Dessa sjömockar innehöll fossiler av revbyggande organismer som levde på grunt vatten under kritaperioden. Dessa prover bevisade att havsbergen stod ovanför vattnet på dinosauriernas tid.
Batymetriska data
US National Geophysical Data Center (NGDC) och International Hydrographic Organization (IHO) mäter och arkiverar batymetriska data. Deras batymetriska mätningar stöder säker navigering och skyddar marina miljöer runt om i världen.
NGDC skapar till exempel digitala höjdmodeller som används för att simulera tsunamis. Förekomsten av undervattensgravar eller berg kan direkt påverka styrkan och banan för en tsunami eller orkan. NGDC driver också en världsomspännande digital databank med batymetriska mätningar på uppdrag av medlemsländerna i Internationella hydrografiska organisationen.
IHO, som har sitt säte i Monaco, arbetar för att uppnå enhetlighet i sjökort, anta tillförlitliga metoder för att utföra havsundersökningar och utveckla vetenskapen inom hydrografiområdet. Hydrografi är studiet av vattnets djup och egenskaper. Bathymetri är en del av hydrografin. Det är en integrerad del av denna vetenskap om mätning och kartläggning av vattenmassor.