Bare hvor lite vet vi om havflaten?


Sats du ville ikke finne dette på Mars. Følgende essay skrives ut med tillatelse fra The Conversation, en nettpublikasjon som dekker den nyeste forskningen. Som skipene fortsetter søket etter manglende Malaysian Airlines-fly MH370 i dybden av Det indiske hav denne uken, hører vi ofte at havene er "95% uutforskede" og at vi vet mer om overflaten av månen eller Mars enn havbunnen . Men

Sats du ville ikke finne dette på Mars.

Følgende essay skrives ut med tillatelse fra The Conversation, en nettpublikasjon som dekker den nyeste forskningen.

Som skipene fortsetter søket etter manglende Malaysian Airlines-fly MH370 i dybden av Det indiske hav denne uken, hører vi ofte at havene er "95% uutforskede" og at vi vet mer om overflaten av månen eller Mars enn havbunnen . Men er det sant, og hva mener vi egentlig med "utforsket"?

Hele havbunnen er nå kartlagt til en maksimal oppløsning på rundt 5 km, noe som betyr at vi kan se de fleste funksjoner som er større enn 5 km på tvers av disse kartene. Det er oppløsningen av et nytt globalt kart over havbunnen som ble publisert nylig av David Sandwell fra Scripps Institute of Oceanography i San Diego og kolleger som brukte noen smarte triks med satellitter til å estimere landskapet til havbunnen og til og med avsløre noen av jordens egenskaper skorpe som lurer under sjøgulvssediment.

I motsetning til kartlegging av landet, kan vi ikke måle landskapet til havbunnen direkte fra satellitter ved hjelp av radar, fordi sjøvann blokkerer disse radiobølgene. Men satellitter kan bruke radar til å måle høyden på sjøflaten veldig nøyaktig. Og hvis det er nok målinger for å trekke ned effekten av bølger og tidevann, kan satellittene faktisk måle støt og dips i havflaten som kommer fra underliggende landskapet på havbunnen.

Hvor det er et stort undervanns fjell eller ås, for eksempel, øker den lille lokale økningen i tyngdekraften som følge av sin masse, sjøvann inn i en liten støt over den. Hvis det i stedet er et havgrav, produserer den svakere lokale tyngdekraften en komparativ dukkert i havflaten.

Å lese disse støtene og dypene i sjøflaten er en forbløffende feat av presisjonsmåling, som involverer lasere for å spore banebrytelsen til målesatellitten og uunngåelig mange matematikker for å behandle dataene. Det nye kartet bruker data fra satellittene Cryosat-2 og Jason-1 og viser funksjoner som ikke er sett på tidligere kart, ved hjelp av data fra eldre satellitter. Det forrige globale kartet av havbunnen, opprettet ved hjelp av de samme teknikkene og publisert i 1997, hadde en oppløsning på ca 20 km.

Så vi har faktisk et kart på 100% av havbunnen til en oppløsning på rundt 5 km. Fra det kan vi se hovedtrekkene i det skjulte landskapet, som middelhavshagger og havgraver - og i den forstand er havbunnen absolutt ikke "95% uutforsket". Men det globale kartet over havbunnen er selvsagt mindre detaljert enn kart over Mars, Månen eller Venus, på grunn av vår planetens vannige slør.

NASAs Magellan-romfartøy kartlagde 98% av overflaten av Venus til en oppløsning på rundt 100 meter. Hele Mars-overflaten er også kartlagt i den oppløsningen, og litt over 60% av den røde planeten har nå blitt kartlagt på rundt 20m oppløsning. I mellomtiden har selenografer kartlagt hele månens overflate på rundt 100 meter oppløsning og nå til og med på syv meter oppløsning.

For å kartlegge havbunnen mer detaljert, må vi bruke sonar i stedet for satellitter. Moderne sonarsystemer ombord på skip kan kartlegge havbunnen til en oppløsning på rundt 100 meter over en smal stripe under skipet. De mer detaljerte kartene dekker nå om lag 10% -15% av havene, et område som omtrent er størrelsen på Afrika.

Kartlegging fra skip på detaljnivå som oppnås av skipets sonarsystemer, avslører fortsatt mange overraskelser. Den første fasen av å lete etter Malaysian Airlines-fly MH370 i Indiskehavet, som involverte kartlegging fra skip for å planlegge fremtidige undersøkelser av undervannsfarkoster, fant undervannsbilder og andre funksjoner som ikke ble vist på satellitt-avledede kart for området.

Men hvis vi ønsker å oppdage ting bare noen få meter i størrelse på havbunnen, som for eksempel vrak av savnede fly eller mineralske spirer av undersjøiske vulkanutluftninger som teamet undersøker, må vi ta våre sonarsystemer mye nærmere havet seng med undervanns kjøretøy eller slepede instrumenter. Hittil har mindre enn 0, 05% av havbunnen blitt kartlagt til det høyeste detaljnivået av sonar, som er et område som er omtrent like i størrelse som Tasmania.

Og selvfølgelig, faktisk å se havbunnen ved hjelp av kameraer eller egne øyne, betyr det å komme enda nærmere, ved hjelp av fjernstyrte kjøretøy eller bemannede dykdører.

Så "95% uutforsket" meme forteller egentlig ikke hele historien om utforskningen av havene. Når det gjelder å ha et stort kart, er havbunnen kanskje ikke så uutforsket som vi kanskje tror, ​​med 100% dekning til en oppløsning på 5km og 10% -15% dekning ved rundt 100m oppløsning. At 10% -15% er lik i oppløsning til dagens globale kart over Mars og Venus.

Men vår utforskning av havene avhenger av hva vi vil vite om dem. Hvis våre spørsmål er: "Hva ser det ut der nede?" Eller: "Hva skjer der nede?", Så er området som har blitt "utforsket" antagelig enda mindre enn 0, 05% kartlagt så langt høyest oppløsning av sonar.

Filosofisk, når det gjelder å utforske hvor som helst i vår dynamiske verden, hvordan og når bestemmer vi at et sted har blitt "utforsket"? Erklærer vi "oppdrag oppnådd" når vi først har sett et sted for første gang? De lokale skogene hvor jeg går hunden min, ser veldig annerledes om vinteren sammenlignet med sommeren, med forskjellige arter blomstrende på forskjellige tidspunkter. Skulle jeg ha vurdert dem "utforsket" etter mitt første besøk på bare en sesong? Å utforske verden begynner med kartlegging, men har kanskje ikke en slutt.

Jon Copley mottar finansiering fra Naturmiljøforskningsrådet.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert i The Conversation. Les den opprinnelige artikkelen.