Zeewetenschappers hebben vaak het gevoel dat ze in het duister tasten. De mondiale oceaan beslaat ongeveer 71 procent van onze planeet en staat centraal in het leven zoals het op aarde bestaat. Maar tot nu toe is slechts ongeveer 20 procent van de zeebodem rechtstreeks in kaart gebracht.

Onderzoeksschepen die zijn uitgerust met sonars, multibeam echolood genoemd, worden gebruikt om de diepte van de zeebodem te meten om deze beter te begrijpen. Maar de omvang van het werk is enorm. Een enkel onderzoeksschip zou ongeveer 350 jaar nodig hebben om het grootste deel van de zeebodem dieper dan 200 meter in kaart te brengen, en het zou nog 620 jaar duren om de ondiepere gebieden in kaart te brengen.

We moeten de oceaan sneller in kaart brengen. Vandaag, zeeonderzoek, of hydrografie, staat centraal bij grote internationale initiatieven, waaronder een die ernaar streeft om tegen 2030 de hele oceaanbodem in ongekend detail in kaart te brengen.

Een meer gedetailleerd en nauwkeurig globaal model van de waterdiepte zou de vorm van de zeebodem onthullen, en de gegevens kunnen worden gebruikt om de samenstelling van de zeebodem te begrijpen. Dit zal de veiligheid van de zeevaart vergroten, informeren van veiligheids- en defensieoperaties, oceanografische en klimaatstudies verbeteren, ondersteunen verschillende sectoren van de duurzame oceaaneconomie en begeleiden beslissingen over het behoud van habitats. Maar het kan ook risico's en kosten met zich meebrengen.

Onbekende zee

In 2007, als een niet-gegradueerde co-op student die werkt bij de Geological Survey of Canada's Pacific Geoscience Centre in de buurt van Victoria, voor Christus, Ik hielp bij het in kaart brengen van zeebodemhabitats en gevaren voor de westkust.

Kijken naar deze digitaal in kaart gebrachte gebieden van Canada's onderzeese terrein tussen het noorden van Vancouver Island en de grens met Alaska, was alsof je uit het raam van een vliegtuig tuurde. Ik kon prominente canyons en imposante bergen zien die diep onder de golven verborgen waren. Op het relatief ondiepe continentale plat lagen de verzonken overblijfselen van kustlandvormen zoals rivieroevers, stranden en delta's. Inheemse volkeren hebben er misschien gelopen toen de zeespiegel veel lager was tijdens de laatste ijstijd.

We onderzochten de diepte van de zeebodem, bekend als bathymetrie, die waren verzameld door de Canadian Hydrographic Service met een multibeam-echolood met hoge resolutie op de onderbuik van een onderzoeksschip. Deze sonarsystemen zenden pings uit in een waaiervormig patroon en luisteren naar terugkerende zeebodemecho's. De diepte van de zee wordt berekend door de tijd te meten tussen een ping en de terugkeer van zijn echo. Maar naarmate geluidsstralen zich door dieper water verspreiden en meer zeebodemgebied "schilderen", de resolutie van de kaart neemt af.

De gedetailleerde bathymetrie van multibeam sonaronderzoeken voor de westkust deed me denken aan de planetaire scans van Star Trek. Maar wat me het meest intrigeerde, waren de gaten. Er waren uitgestrekte gebieden, onder zowel ondiep als diep water, die geen bathymetrie met hoge resolutie had. Merrie incognitum — onbekende zee.

Er zijn nog steeds immense landschappen verspreid over het grootste deel van het vaste oppervlak van onze planeet die geen mens ooit heeft gezien of verkend.

De hiaten in kaart brengen

Ocean mapping staat nu centraal in twee grote internationale initiatieven, het VN-decennium van oceaanwetenschap voor duurzame ontwikkeling (2021-30) en het Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030-project. Dit laatste heeft tot doel om tegen 2030 de hele oceaanbodem in kaart te brengen door middel van vrijwillige gegevensbijdragen van regeringen, industrie, onderzoekers en anderen. Hoewel sommige regeringen beweren dat het langer kan duren om gedetailleerde nearshore-onderzoeken af ​​te ronden.

Multibeam-bathymetrie is veel gedetailleerder dan de satelliethoogtemeterkaarten van zeebodemterrein die veel van de achtergrondafbeeldingen bieden voor services zoals Google Maps. Satelliet-bathymetrie heeft een gemiddelde resolutie van ongeveer acht kilometer, waarbij één pixel een gebied van acht kilometer bij acht kilometer vertegenwoordigt. Dit betekent dat hele onderzeese bergen niet mogen worden veroverd.

Het grootste deel van het oppervlak van Mars, die een omhulsel van water mist, is in kaart gebracht met ruimtesondecamera's met een resolutie tussen 0,25 meter en zes meter. Dat betekent dat we een duidelijker beeld hebben van het terrein op die buitenaardse wereld dan onze eigen oceaanbodem. Echter, multibeam-sonar kan worden omgezet in een raster met een resolutie van enkele meters of beter wanneer het wordt verzameld bij scheepsonderzoeken in ondiep water of bij diepzeeduiken met robotvoertuigen.

Het product Zeebodem 2030 voor bathymetrie zal bestaan ​​uit rasters die in resolutie variëren per dieptezone. Over de diepste regionen van de oceaan (zes kilometer tot 11 kilometer), onderzoeksinspanningen konden worden gedestilleerd tot een enkele dieptewaarde voor elk gebied van 800 meter bij 800 meter. Voor zeeën die ondieper zijn dan 1,5 kilometer, het project zou de diepte bepalen van eenheden van 100 meter bij 100 meter (rasterresolutie van 100 meter).

Vóór de lancering van Zeebodem 2030 in 2017, slechts ongeveer zes procent van de oceaanbodem was adequaat in kaart gebracht. In slechts vijf jaar tijd de samenstelling van gedetailleerd gebied is meer dan verdrievoudigd tot 20,6 procent. Veel van deze snelle vooruitgang is te danken aan de openbare vrijgave van bestaande gegevens.

De doelstellingen van de zeebodem 2030 zouden eerder kunnen worden gehaald als marines, oliemaatschappijen, rijke jachteigenaren en anderen zijn bereid om hun eerder niet vrijgegeven bathymetrische gegevens te delen.

De oceaangrens

De concepten voor oceaan- en ruimteverkenning komen naar elkaar toe. Bedrijven en overheden gebruiken nu autonome (onbemande) voertuigen voor langere missies. Deze robotachtige landmeters kunnen worden gecontroleerd en bestuurd vanuit missiecontrolecentra op het land, of gelanceerd vanaf bemande onderzoeksschepen. Minder mensen op zee zetten, verlaagt de kosten, veiligheidsproblemen en koolstofemissies.

Gegevens van voertuigen op afstand kunnen via satellietinternet worden geüpload naar de cloud. Vervolgens kunnen geautomatiseerde gegevensverwerkings- en classificatietools die gebruikmaken van kunstmatige intelligentie oceaankaarten aan land vrijmaken om meer tijd te besteden aan het oplossen van wetenschappelijke en toegepaste problemen.

De samenleving kan veel baat hebben bij een toename van de kwantiteit en kwaliteit van bodemdata. Met een verbeterde kaart van de vorm en textuur van de zeebodem, we zullen simulaties verbeteren van hoe water wordt gestuurd door een onregelmatige zeebodem, en hoe het vertraagt ​​als gevolg van bodemwrijving. Dit kan ons helpen nauwkeurigere voorspellingen te doen over getijden, tsunami's, golven en stormvloeden. Het zal ons ook helpen begrijpen hoe warmteoverdracht door oceaanstromingen het weer en het klimaat beïnvloedt.

Naarmate meer gedetailleerde bathymetrie wordt geïnterpreteerd samen met aanvullende datasets, we zullen leren welke zeebodemgebieden moeten worden beschermd om de mariene biodiversiteit te behouden. We zullen ook afzettingen van de mineralen voor elektrische autobatterijen en mobiele apparaten ontdekken.

Een stortvloed aan kaartgegevens onthult de 'planeetoceaan'. Kan de mensheid het met meer wijsheid besturen dan we in het verleden hebben gedaan?

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.