Radio Rock Research

The “radio receiver”: Seismic streamer array with hydrophones (underwater microphones) to record the low frequency sound waves that travelled from the airguns, through the seafloor and back to the sea surface. The streamer tube is just as thick as a roll of wrapping paper. / Der „Radioempfänger“: Ein sogenannter seismischer Streamer mit Hydrophonen (praktisch Unterwasser-Mikrofone) zum Aufzeichnen der niedrig-frequenten Schallwellen, die von den Luftkanonen, durch den Meeresboden und zurück zur Meeresoberfläche gewandert sind. (© M. Klischies) The “radio receiver”: Seismic streamer array with hydrophones (underwater microphones) to record the low frequency sound waves that travelled from the airguns, through the seafloor and back to the sea surface. The streamer tube is just as thick as a roll of wrapping paper. / Der „Radioempfänger“: Ein sogenannter seismischer Streamer mit Hydrophonen (praktisch Unterwasser-Mikrofone) zum Aufzeichnen der niedrig-frequenten Schallwellen, die von den Luftkanonen, durch den Meeresboden und zurück zur Meeresoberfläche gewandert sind. (© M. Klischies)

Boom. Every 12 seconds. Boom. You can rather feel than hear the deep sound vibrating through the ship. Boom. – Seismic measurements try to ‘look’ through the seafloor, into the sediments and rocks. They use deep, very low frequency sound of around 6 Hertz, which is noticeable lower than common electric or acoustic bass drums. Acoustic waves for seismic measurements are typically generated by air guns that are towed behind the ship, and rapidly release compressed air (just like a big, popping air balloon).

Chirp, chirp. Every 10 seconds. Chirp, chirp. – The transmitter unit (basically a big speaker) of the multi-beam echo-sounder in the hull of the ship emits sound waves in a frequency of 12 Kilohertz, similar to a high pitch tone, a high chirp. Two sets of sound waves are emitted in slightly different directions to get more information from the seafloor: Chirp, chirp.

Cheep-cheep-cheep. Down at 3400 m water depth, 100 m above the seafloor: The autonomous underwater vehicle AUV Abyss, alias “Tiffy”, pings in a very high frequency of 200 to 400 kHz, which is ten times higher than what human ears can hear.

Like different radio stations, seismic measurements, ships multi-beam, and AUV multi-beam broadcast their information at different frequencies. Depending on what you would like to listen to (rocks at depth, the vast expanses of the seafloor, or detailed, high-resolution bathymetry): tune in!

Airguns are towed behind the ship and release air (white bubbles underneath the red buoy) every 12 seconds. The circle of white foam is due to the previous „shot“ of air that reached the sea surface. / Die Luftkanonen werden hinter dem Schiff geschleppt und entlassen alle 12 Sekunden gepresste Luft (weiße Blase unterhalb der roten Boje). Der Ring aus weißem Schaum entsteht beim Aufsteigen der Luftblase an die Meeresoberfläche. (© M. Klischies)

Airguns are towed behind the ship and release air (white bubbles underneath the red buoy) every 12 seconds. The circle of white foam is due to the previous „shot“ of air that reached the sea surface. / Die Luftkanonen werden hinter dem Schiff geschleppt und entlassen alle 12 Sekunden gepresste Luft (weiße Blase unterhalb der roten Boje). Der Ring aus weißem Schaum entsteht beim Aufsteigen der Luftblase an die Meeresoberfläche. (© M. Klischies)

 —————

Bumm. Alle 12 Sekunden. Bumm. Die tiefen Vibrationen lassen das gesamte Schiff erzittern. Und wieder: Bumm. – Seismische Messungen „blicken“ durch den Meeresboden, in die Sedimente und das feste Gestein hinein. Dazu werden sehr tiefe, niedrig-frequente Schallwellen von um die 6 Hertz verwendet, die deutlich tiefer klingen als jeder elektrische oder akustische Bass. Die Töne, bzw. Schallwellen werden von Luftkanonen erzeugt, die hinter dem Schiff geschleppt werden und komprimierte Luft explosionsartig entlassen (ähnlich wie ein zerplatzender Luftballon).

Zirp, zirp. Alle 10 Sekunden. Zirp, zirp. – Die Transmitter-Einheit (im Grunde ein Lautsprecher) des Fächerecholot-Systems im Rumpf des Schiffes sendet Schallwellen mit einer Frequenz von 12 Kilohertz aus, das sich so ähnlich anhört wie ein sehr hohes Klingeln, oder eben ein sehr hohes Zirpen. Zwei Sätze an Schallwellen werden dabei in leicht unterschiedliche Richtungen ausgesendet, um noch mehr Informationen vom Meeresboden zu erhalten: Zirp, zirp.

Fiep-fiep-fiep. Unten, in 3400 m Wassertiefe bzw. 100 m über dem Meeresboden: Das autonome Unterwasserfahrzeug AUV Abyss, auch „Tiffy“ genannt, pingt in einer Frequenz von 200 bis 400 Kilohertz, was ungefähr zehnmal höher ist als das menschliche Gehör wahrnehmen könnte.

Wie unterschiedliche Radioprogramme, so übertragen Seismik, Schiffsfächerecholot und das Fächerecholot des AUV ihre Informationen auf verschiedenen Frequenzen. Also je nachdem, was man hören möchte (das Gestein aus der Tiefe, die Weiten des Meeresbodens oder detailreiche, hochauflösende Bathymetrie): Schall(t) ein!

AUV Abyss is ready to get deployed. The underwater robot dives independently from the ships and maps the seafloor at a very high frequency that results in maps with a very high resolution and great amount of detail. / AUV Abyss ist bereit zum Aussetzen. Der Unterwasserroboter taucht unabhängig vom Schiff und kartiert den Meeresboden mittels hoch-frequenter Schallwellen. Die daraus resultierenden Karten bestechen mit ihrer sehr hohen Auflösung und großartigem Detailreichtum. (© M. Klischies)

AUV Abyss is ready to get deployed. The underwater robot dives independently from the ships and maps the seafloor at a very high frequency that results in maps with a very high resolution and great amount of detail. / AUV Abyss ist bereit zum Aussetzen. Der Unterwasserroboter taucht unabhängig vom Schiff und kartiert den Meeresboden mittels hoch-frequenter Schallwellen. Die daraus resultierenden Karten bestechen mit ihrer sehr hohen Auflösung und großartigem Detailreichtum. (© M. Klischies)