Je leest:

Nieuwe werelden ontdekken op de zeebodem

Nieuwe werelden ontdekken op de zeebodem

Het plaatje maken dat nog nooit iemand gezien heeft

Auteur: | 12 februari 2018

Voor oceaanwetenschappers is het belangrijk precies het onderzoeksgebied te bekijken. Maar wat doe je als je afreist naar een plek waar geen kaart van bestaat? Dan maak je er zelf een. Henk de Haas van het onderzoeksinstituut NIOZ legt uit hoe en waarom hij de zeebodem in kaart brengt.

Fig 1   henk de haas
Akoestisch onderzoeker Henk de Haas op de Pelagia.

De beste kaarten van het onderzoeksgebied bij Bonaire stammen voor een groot deel uit de jaren zeventig. Ze zijn behoorlijk onnauwkeurig, om de paar mijl is slechts met één lijntje de diepte gemeten. Op onze nauwkeurige kaarten zien we niet alleen diepte, maar echte landschappen met vlaktes, hellingen, heuvels en dalen. Belangrijke informatie, want de heuvels en dalen op de zeebodem zijn het gevolg van de processen die zich daar afspelen. Sterke stromingen kunnen dalen uitslijten net als een rivier op het land.

Tijdens de tocht die we momenteel met ons onderzoeksschip de Pelagia maken zijn we bijvoorbeeld op zoek naar koralen en bacteriematten die niet van sterke stromingen houden, dus weten we dat we niet in de dalen moeten kijken, want daar stroomt het water te hard. Zo helpt kennis over het landschap van de zeebodem – de bathymetrie – ons om de juiste positie voor onze monsterstations te vinden.

Nachtonderzoek

Hoe meet je de diepte van de zee? In de bodem van een schip zit een zogeheten echolood dat een geluidspuls uitzendt. Het geluid reist door het water naar de zeebodem en kaatst weer omhoog naar het schip. Daar meet het echolood hoe lang het duurde voor het geluid heen en weer reisde. De tijd vermenigvuldigd met de snelheid van het geluid in het water geeft de afgelegde afstand. Het geluid reisde naar beneden en omhoog, dus de afstand gedeeld door twee geeft de waterdiepte. Dit levert echter per keer maar één dieptemeting op, recht onder het schip. We zouden dus heel vaak lijnen heen en weer moeten varen om een kaart van een stuk zeebodem te maken.

Fig 2   verschil singlebeam   multibeam
Het verschil tussen een echolood en multibeam-echolood.

Gelukkig bestaat er een modernere versie van het echolood, het multibeam-echolood. Die van ons zendt niet één, maar 288 geluidsbundels tegelijkertijd uit. Een groot aantal van deze bundels doet twee metingen tegelijk, zodat we per uitgezonden geluidspuls niet één, maar 432 dieptemetingen krijgen. De bundels staan niet evenwijdig aan elkaar, maar gespreid zoals je de vingers van je hand kunt spreiden. We hebben dus een soort waaier van geluidsbundels loodrecht onder het schip. Met slechts een paar keer heen en weer varen, in hetzelfde patroon zoals je gras maait, maken we dus heel snel heel veel nauwkeurige dieptemetingen in ons onderzoeksgebied. Dit werk doen we meestal ’s nachts, wanneer bijna iedereen slaapt. De volgende ochtend controleer ik de metingen en maak ik een kaart.

De grootte van het gebied dat je op een nacht in kaart brengt hangt af van de diepte van het water. De geluidspulsen weerkaatsen als een driehoek onder het schip. Vaar je in ondiep water, wordt je bundel minder breed. De breedte van de bundel is ongeveer vijf keer de waterdiepte. Bij een diepte van 500 meter is de bundel dus 2,5 kilometer breed.

Fig 3   multibeam 3d bonaire
3D-aanzicht van een deel van de zeebodem bij Bonaire. De kleurenbalk geeft de waterdiepte aan in meters. Horizontale schaal: de bodem van de diepe geul op de voorgrond is ongeveer 250 meter breed. Het is duidelijk te zien dat de zeebodem hier niet vlak is en er diepe dalen zijn.

Sedimenten

We kunnen nog meer doen met de metingen van het multibeam-echolood. De sterkte van het teruggekaatste geluidssignaal zegt namelijk iets over het sediment – zand, klei, koraalriffen – op de zeebodem. Een zachte bodem, zoals slappe klei, kaatst weinig geluid terug; het geluid dringt makkelijk de bodem in. Zand is harder dan klei en kaatst sterker. Een koraalrif bestaat uit kalksteen en kaatst nog meer geluid terug. Een kaart van de sterkte van het teruggekaatste geluidssignaal is dus eigenlijk een kaart van het sediment op de zeebodem.

Een van de meest opvallende dingen die we zagen, waren plekken waar sediment massaal naar beneden was gevallen. Het was regelmatig heel stijl, zulke diepe geulen hadden we totaal niet verwacht. We verwachtten dat het eiland te klein zou zijn voor dit soort grote afschuivingen. Normaal krijg je die alleen bij grotere eilanden waar veel erosie plaats vindt. Heel bijzonder, hier valt nog veel te onderzoeken.

Backscatter curacao
Voorbeeld van backscatter data: de sterkte van het teruggekaatste geluid van een stuk van de zeebodem. Curacao ligt in het gebied net boven dit plaatje. Dus van boven naar beneden in dit plaatje wordt het dieper. Hoe lichter grijs hoe sterker het geluid. De lichtgrijze, licht slingerende van rechts boven naar links onder lopende banen zijn kleine geulen op de zeebodem. Hier is de stroomsnelheid iets hoger dan in het omringende gebied (iets donkerder grijs). De lichtgrijze kleur geeft in dit geval aan dat het sediment in de geultjes iets zandiger is (weerkaatste het geluid beter) dan het meer fijnkorrelige sediment in de omgeving. De ronde lichtgrijze stippen linksonder zijn mogelijk blokken sediment die van boven naar beneden zijn gegleden over de steile helling. Het zwart in de rechterbovenhoek geeft aan dat hier niet gemeten is.
Henk de Haas – NIOZ
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 12 februari 2018

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.