MULTIBEAM MAPPING

The water colum data shows the intensity of recieved signals over depth and the across-track range (swath width) with the strongest signals in red. The white line marks the depth at which the system locates the seafloor. / Die Daten aus der Wassersäule zeigen die Intensität der aufgezeichneten Signale in Abhängigkeit von der Tiefe und der Fächerbreite mit den stärksten Signalen in Rot. Die weiße Linie markiert die Tiefe, in der das System den Meeresboden lokalisiert. (Photo and modifications by Meike). The water colum data shows the intensity of recieved signals over depth and the across-track range (swath width) with the strongest signals in red. The white line marks the depth at which the system locates the seafloor. / Die Daten aus der Wassersäule zeigen die Intensität der aufgezeichneten Signale in Abhängigkeit von der Tiefe und der Fächerbreite mit den stärksten Signalen in Rot. Die weiße Linie markiert die Tiefe, in der das System den Meeresboden lokalisiert. (Photo and modifications by Meike).
  • or ‘How we map, part I’

Water absorbs electromagnetic waves. That’s why we know so little about the 70 % of Earth’s surface that are covered by water.

So mapping the oceans relies on acoustic waves. Echosounder systems emit an acoustic signal and measure the time, untill the reflection of the wave from the seafloor is received. Knowing the sound speed of water, the measured time interval can be converted into distance. Similar to light, sound reflections are caused by density changes. This can be, for example, the water-rock or water-sediment boundary (commonly known as seafloor), or gas bubbles in the water column (e.g. in hydrothermal plumes).

Primitive echosounders were used prior to the first world war, initially for communication, and eventually for detecting icebergs (spurred on by the Titanic disaster). During the second world war, echosounders were further developed to help search for submarines using a single beam (like in the movie „Das Boot“). Today, although some single-beam echosounders are still used, many mapping echosounders use a fan-shaped array of many acoustic beams directed downwards to detect the seafloor. The system onboard Kilo Moana (a Kongsberg EM122) is capable of recording a set of up to 432 depth measurements at a time, and can make two such measurement sets simultaneously. When operated in water depths of ca. 5000 m, one so-called ‘swath’ covers about 15 km of seafloor in an across-ship-track orientation.

  • oder “Wie wird kartiert, Teil I”

Wasser absorbiert elektromagnetische Wellen. Aus diesem Grund wissen wir nur sehr wenig über die 70% Erdoberfläche, die von Wasser bedeckt sind.

Die Kartierung der Ozeane basiert deshalb auf akustischen Wellen. Echolot-Systeme erzeugen ein akustisches Signal und messen die Zeit, bis der vom Meeresboden reflektierte Schall wieder empfangen wird. Mit dem Wissen um die Schallgeschwindigkeit in Wasser, kann aus dem Zeitinterval die Distanz berechnet werden. Ähnlich wie beim Licht, verursachen Dichteänderungen die Reflexion des Schalls. Eine solche Dichteänderung findet sich zum Beispiel an der Wasser-Gesteins- bzw. der Wasser-Sediment-Grenze (gemeinhin als Meeresboden bekannt), oder auch in Gasblasen in der Wassersäule (wie sie unter anderem in Hydrothermalen Plumes vorkommen).

Die ersten Echolote wurden schon vor dem Ersten Weltkrieg genutzt, ursprünglich zur Kommunikation, später auch zum Detektieren von Eisbergen (gefördert durch das Titanic-Unglück). Während des Zweiten Weltkriegs wurden die Echolote dann weiter entwickelt, um die Suche nach U-Booten zu unterstützen, wobei immer nur ein Schallsignal ausgesendet wurde (siehe im Film „Das Boot“). Heutzutage sind zwar noch einige einfache Echolote im Einsatz, zum Kartieren jedoch werden überwiegend Fächerecholote genutzt, die, wie der Name schon sagt, einen Fächer an Schallwellen vertikal nach unten aussenden und so einen ganzen Streifen Meeresboden vermessen. Das System an Bord der Kilo Moana (ein Kongsberg EM122) kann über den Fächer verteilt bis zu 432 Tiefenmessungen durchführen, wobei jeweils zwei dieser Fächer zeitgleich gemessen werden. In

One thought on “MULTIBEAM MAPPING

  1. Interessant für mich. Ich habe von1956 – 59 bei Behm – Echolot
    in Kiel gelernt. Wir haben Echographen für die Fischerei hergestellt.
    Machte gut Heiner

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