Трехмерные морские карты

Трудно поверить, но нам больше известно о поверхности Марса, чем об океанском дне на Земле, поэтому чтобы понять, как функционируют экосистемы ученым нужно поглубже нырнуть, иногда даже до самого океанского дна.

Люди изучили и нанесли на карты каждый квадратный сантиметр суши на нашей планете, но единственные по-настоящему неизведанные земли находятся глубоко под поверхностью океана. Однако Картографический проект, начатый в 2005 году должен вскоре изменить эту ситуацию.

Руководит проектом Рик Квитек — специалист по нанесению на карту морского дна. Используя новейшую гидроакустическую аппаратуру высокого разрешения под названием «многолучевой эхолот» Квитек вместе со студентами и другими учеными составляет трехмерные карты морского дна.

Исторические морские карты составлялись с помощью замеров глубиноводом с грузом на веревке, который опускался на дно с борта корабля. В 1930 годах был создан однолучевой эхолот, который измерял глубину, засекая время, за которое звуковой импульс достигал дна и возвращался обратно. Сегодня ученые могут рассмотреть все подробности рельефа с помощью многолучевого сонара, посылающий многочисленные звуковые импульсы, что позволяет охватить значительный участок дна на глубине до 1000 м. Ученые исследуют океанское дно, переносят данные в компьютер, и получают трехмерное изображение похожее на рельеф без воды. Благодаря этому можно увидеть четкое дно, каждый камень и даже обломки кораблей. Но, несмотря на технологические усовершенствования составление карты морского дна нелегкая задача.

Гидрографическая навигационная система для получения трехмерных морских карт состоит: из передатчика многолучевого сонара, преобразователя, который преобразует электрический импульс в звук и приемника. Наблюдение выводится на экраны мониторов. Судно следует по установленному зигзагообразному курсу, исследуя необследованные участки. Помимо батиметрии исследователи изучают сведения о текстуре морского дна с помощью, так называемого акустического обратного рассеяния. Этот метод позволяет замерять силу звука отражаемого со дна океана. Дело в том, что звук, отражающийся от твердой поверхности, возвращается с большей силой, а звук, который отражается от более мягкой поверхности, теряет свою интенсивность. Однако в определенных случаях, когда например, лежбище плоских морских ежей отражает звук с той же силой что и группа камней, сомнительные данные требуют дальнейшего уточнения. Для этого за дело принимается наземный контроль данных, для этого в распоряжении ученых различные видео средства, производящие снимки хорошего разрешения. Такой способ позволяет точно определить, от чего отражается импульс.

Но зачем спросите вы, составлять такую подробную карту морского дна. Дело в том, что Картографический проект инициирован в рамках закона об охране морской природы, целью которого является определение границы первой в США сети охраняемых морских территорий. А законы об охране моря нужны чтобы выделит районы благоприятные для разведения тех пород, численность которых на побережье снизилась, и помогает убедиться, что отобранные районы обладают средой необходимой для существования тех или иных пород.

Однако охрана мест обитания рыбы не единственная причина создания трехмерных морских карт. Трехмерные исследования позволяют отчетливо представить сложные природные зоны по всему миру. В перспективе Картографический проект позволит моделировать экосистемы, а именно видеть, куда течет вода после дождей, где процветает планктон, какая температура на дне, куда плывут киты. Уже скоро у морских исследователей появятся климатические модели и модели распределения осадков. Благодаря этому они всё узнают о течениях и смогут в прямом смысле взглянуть на механизм действия экосистем и смоделировать различные ситуации, и проработать разные варианты. Это уже переворачивает наше представление об изучении экосистем.

Трехмерные модели лишь один способ взглянуть на постоянно меняющийся мир, а карты и наблюдения помогают нам разобраться в тонкостях природной среды.