Batimetría y otros métodos acústicos para mapear el fondo marino
Mapa batimétrico mundial
La batimetría representa la morfología o relieve del fondo marino, es el equivalente submarino de la altimetría. Consiste en determinar la profundidad midiendo el tiempo que le toma a una onda acústica, enviada desde el barco, viajar a través del agua hacia el fondo marino y luego volver al barco.
Obteniendo el tiempo de propagación de la onda y conociendo la velocidad del sonido en el agua, se determina la profundidad a la cual se encuentra el fondo marino.
Cuando consideramos una onda de ecosonda, el tiempo se divide por dos ya que la onda debe viajar al fondo marino y volver.
Se habla de batimetría monohaz cuando se emite un solo haz acústico y se obtiene la profundidad en un punto, de este modo, a medida que el barco avanza, se obtiene un perfil del fondo marino.
En el caso de la batimetría multihaz se utilizan varios haces de sonido, que forman una franja transversal a la navegación del barco (ver figura de abajo) generando una imagen del fondo marino en el área bajo el barco, a medida que éste se desplaza, se va completando el mapa batimétrico.
a) Batimetría multihaz. b) batimetría monohaz.
XBT como apoyo a la batimetría
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El registro batimétrico debe ser corregido regularmente utilizando sensores de temperatura. Los XBT (eXpendable BathyThermographer) permiten obtener un perfil de temperatura del océano (en este caso, hasta los ~1000 m). Cada XBT consiste en una sonda en cuyo interior se encuentra un termistor conectado a un hilo de cobre.
Los perfiles de temperatura vs profundidad registrados por los XBT, permiten calibrar la velocidad del sonido en el agua y a su vez corregir el registro batimétrico determinado por el ecosonda.
El XBT se lanza al mar desde la borda del barco mediante un dispositivo disparador diseñado para ello (ver foto). A medida que la sonda se hunde, los cambios en la temperatura del agua de mar van siendo registrados por el termistor y simultáneamente enviados al buque a través de hilo de cobre, luego los datos son graficados en una pantalla (mira los enlaces de abajo para sabe más sobre XBT).
Enlaces XBT:
//www.aoml.noaa.gov/goos/uot/xbt-what-is.php
//en.wikipedia.org/wiki/Expendable_bathythermograph
Sensores de Presión:
Una herramienta muy interesante también utilizada son los “sensores de presión” una técnica que permite medir la deformación vertical en el fondo del mar.
Este instrumento permite medir elevaciones o subsidencias del fondo, mediante medidas instantáneas de la presión hidrostática en un punto, convirtiendo las presiones en profundidad. Estos cambios van siendo registrados durante el período de tiempo hasta que se recuperan desde el fondo del mar.
Estos sensores se depositan en el fondo marino y meses después se recuperan para obtener el registro.
Multihaz y sonar de barrido lateral usados en cartografía batimétrica
Arriba se muestra una concepción artística de un buque de investigación oceanográfica con funcionamiento de dos tipos de instrumentos de sonar: multihaz y sonar de barrido. A la izquierda, un instrumento multihaz montado en el casco del buque calcula las profundidades del océano, midiendo el tiempo transcurrido entre las ráfagas de sonido que emite y el regreso de los ecos del fondo marino. A la derecha, los instrumentos del sonar de barrido lateral van montados atados a la nave en ambos lados de una "towfish" sumergida. A diferencia del multihaz, el sonar de barrido lateral toma medidas de la fuerza de los ecos, no su tiempo. En lugar de datos de profundidad, por lo tanto, la cara de barrido produce imágenes que se asemejan a las fotografías en blanco y negro del fondo del mar.
Instrumentos acústicos que se utilizan para mapear los fondos marinos
Numerosos instrumentos acústicos se utilizan para mapear la superficie los fondos marinos y la geología subyacente.
* GPS Diferencial proporciona una navegación para el buque y el equipo.
* Una ecosonda mide la profundidad del agua directamente debajo del barco.
* batimetría de franja, que incluye multihaz y sonares de interferometría, mejora la eficiencia al mismo tiempo que mide la profundidad del agua y la intensidad del sonido reflejado por el fondo marino en una franja a ambos lados de la embarcación.
* Sistemas de Reflexión sísmica exploran las capas de sedimento bajo el fondo marino mediante la medición de la intensidad del sonido reflejado por el fondo marino y las capas subyacentes.
* Sidescan-sonar produce el equivalente marino de una fotografía aérea mediante la medición de la intensidad del sonido reflejado por el fondo marino en una franja a ambos lados de un vehículo remolcado.
* Después de la cartografía acústica de superficie del fondo marino y la geología subyacente, las muestras de sedimento, las fotografías de fondo y/o video deberán ser tomadas en el fondo marino con el fin validar la acústica.
Este de arriba es un impresionante mapa batimétrico y altimétrico de la NOAA de la costa de Los Angeles.
