{"id":168,"date":"2018-08-18T03:36:39","date_gmt":"2018-08-18T01:36:39","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/?p=168"},"modified":"2018-08-18T07:31:12","modified_gmt":"2018-08-18T05:31:12","slug":"finding-the-missing-piece","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/2018\/08\/18\/finding-the-missing-piece\/","title":{"rendered":"Finding the missing piece (English\/Deutsch)"},"content":{"rendered":"<p>The Sonne cruise 264 focuses on geological topics, but there is still room for other scientific endeavours like Hydrography. Hydrography in this case is used to explore the seafloor\u2019s surface below the deep sea. The ocean floor has a certain landscape or topography like dry land, which is, however, hidden under vast masses of water. This topography is called bathymetry. To uncover its characteristics, it is necessary to look through several thousands of meters of water. Light can travel only for a few meters, but sound propagates very well through the water column. Therefore, we use sound to detect the seafloor, specifically low frequencies like 12 kHz, which can travel the necessary far distances to reach the bottom of the ocean. If we think about our annoying neighbour listening to loud music, we might realize that it is mostly the deep sound of the bass that penetrates through the walls. This is the effect we make use of in bathymetric mapping. Therefore, a transducer (a device that is able to send and receive acoustic signals) is mounted to the bottom of the research vessel. Using a multibeam echosounder, the depth can be calculated based on the time the signal takes to reach the seafloor and come back. In our case, the echosounder is sending between 432 and 864 soundings at the same time (ping). The result is a point cloud of all reflected soundings, which, depending on the depth, can cover a width of up to 30 km.<\/p>\n<div id=\"attachment_179\" style=\"width: 494px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-179\" class=\" wp-image-179\" src=\"http:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/plannedprofile-1.png\" alt=\"Route of the conducted mapping. Photo: Melanie Steffen\" width=\"484\" height=\"578\" srcset=\"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/plannedprofile-1.png 672w, https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/plannedprofile-1-251x300.png 251w\" sizes=\"auto, (max-width: 484px) 100vw, 484px\" \/><p id=\"caption-attachment-179\" class=\"wp-caption-text\">Route of the conducted mapping. Photo: Melanie Steffen<\/p><\/div>\n<p>The multibeam echosounder is pinging constantly. That means it measures the ocean\u2019s depth under the vessel the whole time. The recording or logging is only switched on when the ship is sailing during transits or on planned profiles, where entire surfaces are mapped. A map of the ocean floor appears and grows, comparable to a big puzzle, where piece by piece is added. The further we sail, the more complete it gets. Especially undersea features like seamounts make it exciting. It is always fascinating to map a complete one, because mapping only parts of a seamount leave the question open, and leave us wondering what the rest may look like.<\/p>\n<div id=\"attachment_172\" style=\"width: 494px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-172\" class=\"size-large wp-image-172\" src=\"http:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/missing_piece-1024x805.png\" alt=\"A Seamount that is not fully mapped. Photo: Melanie Steffen\" width=\"484\" height=\"380\" srcset=\"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/missing_piece-1024x805.png 1024w, https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/missing_piece-300x236.png 300w, https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/missing_piece-768x604.png 768w, https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/missing_piece.png 1179w\" sizes=\"auto, (max-width: 484px) 100vw, 484px\" \/><p id=\"caption-attachment-172\" class=\"wp-caption-text\">A seamount that is not fully mapped. Photo: Melanie Steffen<\/p><\/div>\n<p>To plan where we do our mapping, we use data taken from the so-called GEBCO \u201cGeneral Bathymetric Map of the Oceans\u201d, which mainly uses the information of satellite altimetry in our area, because no one has mapped this region before. It is not too accurate, but still useful to estimate the depth and size of the seamounts. It even presents an idea of the slopes and their inclinations, so we first check this rough map, and afterwards plan multibeam and parasound profiles. The resulting higher-resolution map is indispensable to find stations, due to the details it provides about the seafloor surface characteristics. For the geological sampling of soft sediments anticipated on our cruise, softly sloping terraces are preferred, which hold the most promise for successful coring. However, before the newly acquired bathymetric raw data is ready for use, it has to be post-processed in multiple steps, because of outliers that appear due to systematic errors.<\/p>\n<div id=\"attachment_184\" style=\"width: 494px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-184\" class=\" wp-image-184\" src=\"http:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/multibeam_vs_GEBCO-1.jpg\" alt=\"Mappings performed on the research vessel SONNE have a significantly higher resolution than the GEBCO. Photo: Melanie Steffen\" width=\"484\" height=\"603\" srcset=\"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/multibeam_vs_GEBCO-1.jpg 684w, https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-content\/uploads\/sites\/62\/2018\/08\/multibeam_vs_GEBCO-1-241x300.jpg 241w\" sizes=\"auto, (max-width: 484px) 100vw, 484px\" \/><p id=\"caption-attachment-184\" class=\"wp-caption-text\">Mappings performed on the research vessel SONNE have a significantly higher resolution than the GEBCO. Photo: Melanie Steffen<\/p><\/div>\n<p>But who are the people who acquire and post process this data? They are people who are willing to adapt to a new and weird sleep schedule, just like the bridge or deck crew. They are okay with staring at multiple PC monitors for four hours straight, two times a day for at least 54 days: all just to complete the big puzzle a little more, and to see what comes next on the seafloor. Sounds good to you? Then Hydrography is the right thing for you!<\/p>\n<p>Melanie Steffen und Laura Over<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><strong>Deutsche \u00dcbersetzung<\/strong><\/p>\n<p>Finde das fehlende Teil<\/p>\n<p>Der Fokus der Expedition SO264 liegt zwar auf marin-geologischen Themen, wobei die Hydrographie eine essentielle Voraussetzung f\u00fcr das Aufsp\u00fcren guter Arbeitsgebiete ist. Auf dieser Reise wird die Hydrographie genutzt, um den Meeresboden detailliert zu kartieren. Dieser besitzt, ebenso wie das Festland, unterschiedlichste Landschaften und Topographien, versteckt unter gewaltigen Wassermassen. Diese Topographie wird in der Fachsprache Bathymetrie genannt. Um den Meeresgrund zu erkunden, m\u00fcssen wir das Wasser durchdringen. Mit Licht k\u00e4men wir nur einige Meter tief, aber Schall breitet sich im Wasser hervorragend aus. Bei mehreren Tausenden Meter Wassertiefe werden Schallwellen am besten mit einer tiefen Frequenz genutzt. Je tieffrequenter die Signale, desto gr\u00f6\u00dfere Wassertiefen k\u00f6nnen \u00fcberwunden werden. Das leuchtet ein, wenn wir an unseren anstrengenden Nachbarn denken, der stets viel zu laut schlechte Musik h\u00f6rt. Eigentlich sind es die tiefen Basst\u00f6ne, die durch die W\u00e4nde zu uns dringen. Um uns diesen Effekt zunutze zu machen, ist am unteren Rumpf des Schiffes eine gro\u00dfe Sender \/ Empf\u00e4nger-Einheit mit einer Frequenz von 12 kHz installiert. Aus der Zeit, die das ausgesendete Schallsignal ben\u00f6tigt um den Meeresboden zu erreichen und als reflektiertes Signal wieder empfangen zu werden, wird die Wassertiefe berechnet. Diese Methode setzt das auf dem Forschungsschiff SONNE vorhandene F\u00e4cherecholot um. Es sendet zwischen 432-864 Tonsignale zur gleichen Zeit aus (Ping). Daraus ergibt sich eine Punktwolke aller reflektierten Signale, welche, abh\u00e4ngig von der Tiefe, einen bis zu 30 km breiten Meeresbodenstreifen abdecken kann. Das F\u00e4cherecholot pingt durchg\u00e4ngig, um die Schiffsnavigation zu unterst\u00fctzen, da es immer die aktuelle Wassertiefe unter dem Rumpf anzeigt. Die Aufnahme bzw. das \u201eLogging\u201c wird nur f\u00fcr die Transitstrecken und die Profilfahrten angeschaltet. Bei Stationsarbeiten, wenn\u00a0 das Schiff aufgestoppt hat, schalten wir es aus. Aus den aufgenommenen Tiefendaten ergibt sich eine Karte, die wie ein gro\u00dfes Puzzle St\u00fcck f\u00fcr St\u00fcck w\u00e4chst. Je weiter wir fahren, desto vollst\u00e4ndiger wird diese. Besonders Objekte wie Unterwasservulkane machen es spannend. Um fl\u00e4chendeckende Karten von Bereichen generieren zu k\u00f6nnen, braucht es Zeit, da der Abdeckungsbereich des Echolots f\u00fcr verschiedene Tiefen ausgerechnet und entsprechend die Wegpunkte gesetzt werden m\u00fcssen. Diese bilden meist keine gerade Linie \u00fcber das Objekt, sondern einen zick-zack Kurs, der abgefahren werden muss. Sprich, es braucht manchmal viel Zeit, um einen ganzen Vulkan zu kartieren. Deswegen k\u00f6nnen wir oft nur einen Teil bearbeiten, wobei die Neugier auf das Gesamtbild meist unbefriedigt bleiben muss.<\/p>\n<p>F\u00fcr die Planung der marin-geologischen Stationen und Vermessungsfahrten dient zun\u00e4chst der GEBCO \u201eGeneral Bathymetric Map of the Oceans\u201d-Datensatz als Grundlage. Dieser basiert auf einer Vielfalt von bereits vorhandenen bathymetrischen Datens\u00e4tzen. Im Falle des Nordpazifiks sind es vornehmlich Daten aus der Satelliten-Altimetrie, da weite Teile unseres Untersuchungsgebietes bislang noch nicht mit einem F\u00e4cherecholot kartiert wurden. Die Aufl\u00f6sung dieser GEBCO-Karte ist nicht sehr genau, hilft aber die Unterwasservulkane zu erkennen, ihre ungef\u00e4hre Gr\u00f6\u00dfe und die Steigungen abzusch\u00e4tzen. Allerdings sind einige der Objekte in diesem Datensatz nicht real, sondern durch Fehlmessungen und -kalkulationen der Satellitendaten entstanden. Diese werden nach dem \u00dcberfahren mit dem Echolot erkannt und k\u00f6nnen korrigiert in die Karte \u00fcbernommen. Das Ergebnis ist eine bathymetrische Karte mit einer deutlich h\u00f6heren Aufl\u00f6sung, welche zum Auffinden geologischer Beprobungsstationen unabdingbar ist. Sie erlaubt nun exaktere Aussagen \u00fcber die Eigenschaften des Meeresbodens, welche f\u00fcr die Geologen sehr wertvoll sind. Besonders seichte Steigungen, auf denen sich Sedimentablagerungen andeuten, sind vielversprechend.<\/p>\n<p>Bevor die Daten des F\u00e4cherecholots als zuverl\u00e4ssiges Kartenmaterial genutzt werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie weiter verarbeitet werden. Messausrei\u00dfer in den Datens\u00e4tzen werden in mehreren Schritten m\u00fchselig nachbearbeitet.<\/p>\n<p>Was sind das nun f\u00fcr Menschen, die diese Daten erheben, nachbearbeiten und spannendes und neues Kartenmaterial produzieren?<br \/>\nSie haben den Willen, sich einem absurden Tag-Nacht-Rhythmus hinzugeben, um permanent bathymetrische Daten aufzuzeichnen. Es ist f\u00fcr sie in Ordnung, zweimal t\u00e4glich vier Stunden lang und f\u00fcr 54 Tage am St\u00fcck in einem fensterlosen Raum auf diverse Monitore zu schauen. Und das nur, um das Puzzle m\u00f6glichst zu vervollst\u00e4ndigen. Wenn das gut f\u00fcr Dich klingt, dann bist Du bei den Hydrographen genau richtig!<\/p>\n<p>Melanie Steffen und Laura Over<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>The Sonne cruise 264 focuses on geological topics, but there is still room for other scientific endeavours like Hydrography. Hydrography in this case is used to explore the seafloor\u2019s surface below the deep sea. 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