Σόναρ νέας τεχνολογίας φέρνει επανάσταση στη χαρτογράφηση του βυθού

Μια νέα τεχνολογία σόναρ που απεικονίζει τον βυθό των ωκεανών με ανάλυση λίγων εκατοστών ενθουσιάζει ωκεανογράφους και εταιρείες ορυκτών πόρων.

Τα σόναρ συνθετικού διαφράγματος (SAS) αναπτύχθηκαν αρχικά από τον στρατό για τον εντοπισμό ναρκών στη θάλασσα. Αν και οι συσκευές αυτές παραμένουν εξαιρετικά ακριβές, με κόστος εκατομμυρίων δολαρίων, αρχίζουν πλέον να χρησιμοποιούνται σε νέες εφαρμογές, αναφέρει το περιοδικό Science.

Σύμφωνα με μελέτη που δημοσιεύτηκε αυτό τον μήνα, μέχρι σήμερα ο άνθρωπος έχει παρατηρήσει από κοντά μόνο το 0,001% του βυθού σε βάθη άνω των 200 μέτρων, μια έκταση 10 φορές μικρότερη από το Βέλγιο.

Η υιοθέτηση του SAS θα μπορούσε να επιταχύνει θεαματικά την εξερεύνηση, αφού αποκαλύπτει όχι μόνο το ανάγλυφο του βυθού αλλά ακόμα και τα ζώα του.

Το SAS μιμείται τη λειτουργία των ραντάρ συνθετικού διαφράγματος, τα οποία βελτιώνουν θεαματικά την ανάλυση της εικόνας κρατώντας τη δέσμη του ραντάρ εστιασμένη σε μια συγκεκριμένη περιοχή του εδάφους καθώς περνούν από πάνω της, συγκεντρώνοντας έτσι λήψεις από πολλές διαφορετικές γωνίες.

Το SAS κάνει το ίδιο εκπέμποντας ήχους αντί για ραδιοκύματα.

Η τελική εικόνα προκύπτει από επεξεργασία των δεδομένων και απαιτεί τη γνώση της ακριβούς θέσης του σόναρ πάνω από τον βυθό, η οποία δεν μπορεί να προσδιοριστεί με GPS, αφού τα σήματα των δορυφόρων δεν ταξιδεύουν στο νερό.

Eικόνα SAS του γερμανικού υποβρυχίου U-853 που βυθίστηκε το 1945 έξω από τις ανατολικές ακτές των ΗΠΑ (NOAA)

Χρειάστηκε μια δεκαετία προσπαθειών για να αντιμετωπιστεί το σημαντικό αυτό πρόβλημα. «Το μαγικό κόλπο είναι η αξιοποίηση των ίδιων των ακουστικών δεδομένων για τη διόρθωση της πλοήγησης» λέει ο Ρόι Χάνσεν, ερευνητής του Νορβηγικού Οργανισμού Αμυντικής Έρευνας, πρωτοπόρου στην τεχνολογία SAS. Σε αυτή την περίπτωση, αλγόριθμοι προσδιορίζουν το στίγμα εξετάζοντας τις χρονικές αποκλίσεις διαδοχικών σημάτων.

Το 2003, ένα τέτοιο σόναρ χρησιμοποιήθηκε για τη χαρτογράφηση υδροθερμικών οπών στο βυθό έξω από τα νησιά Γκαλάπαγκος στον Ειρηνικό. Ακόμα και ζώα που ζουν σε αυτούς τους γεωλογικούς σχηματισμούς ήταν ορατά στις εικόνες.

«Ξεχνάς ότι δεν πρόκειται για φωτογραφία αλλά για εικόνα που αναδημιουργήθηκε από ήχους» σχολίασε η Κάρολαϊν Τζίνι, διδακτορική φοιτήτρια που συμμετείχε στην αποστολή.

Στη Νορβηγία, ο Χάνσεν και οι συνεργάτες του χρησιμοποιούν SAS για να εντοπίσουν πλοία με πυρομαχικά που βυθίστηκαν εσκεμμένα από τους Συμμάχους στη Βόρεια Θάλασσα μετά το τέλος του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου.

Οι ερευνητές αναγνώρισαν 54 ναυάγια, ορισμένα άγνωστα μέχρι τότε, και εντόπισαν ακλόμα και μεμονωμένες βόμβες που θα παρέμεναν αόρατες για άλλα σόναρ.

Η νέα τεχνολογία αναμένεται να χρησιμοποιηθεί ευρέως από εταιρείες που ετοιμάζονται για εξορύξεις ανοιχτής θάλασσας.

Από την άλλη, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και από περιβαλλοντικές οργανώσεις προκειμένου να εκτιμηθούν οι επιπτώσεις αυτών των ορυχείων στον βυθό.

Αυτό συνέβη το 2021, όταν η ισραηλινή Εταιρεία για την Προστασία της Φύσης εξέφρασε ανησυχίες για την απόφαση του Ισραήλ να επιτρέπει έρευνες της πετρελαϊκής βιομηχανίας έξω από τις ακτές του Τελ Αβίβ.

Η ομάδα του Γιτζάκ Μακόφσκι, γεωεπιστήμονα στο Πανεπσιτήμιο της Χάιφας, χαρτογράφησε την περιοχή με SAS και ανακάλυψε «μια πλούσια όαση» που κανείς δεν γνώριζε ως τότε.

Τα ευρήματα οδήγησαν στη δημιουργία προστατευόμενης θαλάσσιας περιοχής το 2022.