Алекс Бастос, Педро Менандро (стаття в Hydro International від 25 січня 2022 р.)
Еволюція зйомки морського дна
Останні кілька століть картографування морського дна океану стало серйозною проблемою для морських геологів. Океанічні батиметричні карти та підводна геоморфологія значно вплинули на наше розуміння нашої планети, від тектоніки плит до глибоководних екосистем. Історію картографування океану можна розглядати через наукові тенденції, що базуються на словах, що використовуються в науковій літературі. З цією метою було проведено аналіз даних за 454 документами, датованими періодом з 1930-х по 2019 рік, з використанням ключової фрази картографування морського дна.
Перші батиметричні карти були засновані на вимірах по лінії (виску). В 1855 перший батиметричний профіль Атлантичного океану був показаний в підручнику, опублікованому Метью Фонтейном Морі. З 1873 по 1876 рік експедиція HMS Challenger (експедиція була названа на честь військового корабля, що здійснив подорож - парового корвета HMS Challenger) зібрала більше 500 вертикальних вимірів, показавши глибину Маріанської западини і більш повну карту Атлантичного океану. як Серединно-Атлантичний хребет. Батиметричні карти стали важливим надбанням у всьому світі, і вже в 1903 князь Монако Альбер I випустив перші Загальні батиметричні карти океану (GEBCO).
Початок 20 століття ознаменувався зміною підходу до картографування морського дна. Розвиток акустичних технологій призвело до використання ехолотів, що дозволяють збирати набагато більше даних набагато менше часу. Після Другої світової війни, коли широко використовувалися ехолоти, Моріс Юінг, Брюс Хізен та Марі Тарп створили серію батиметричних карт, що розкривають фізико-географічні особливості дна океану, опубліковані в основному Спеціальному документі Геологічного товариства Америки (1959). Морфологія дна океану надала ключову інформацію для вирішення загадки тектоніки плит, а також підтвердила гіпотезу Вегенера про дрейф континентів. У 1977 році глобальна карта морського дна "Дно океанів", складена Хізеном і Тарпом і намальована художником Тангі де Ремюром, стала важливою віхою у картографуванні морського дна та фізіографії.
Безперервний розвиток акустичних технологій приніс новизну в картографування морського дна революційну багатопроменеву батиметричну систему. Перша невоєнна багатопроменева система була використана у 1977 році під час експедиції Жана Шарка (Seabeam та Hydrochart). В останні десятиліття ми стали свідками разючого технологічного розвитку акустичних та неакустичних методів та систем картографування морського дна.
Тимчасова еволюція
Лексичний аналіз наукової літератури свідчить про еволюцію сучасного стану картографування морського дна майже століття. Спостерігалося як зростання наукової продукції, а й чітка тенденція використання наукових, технологічних і методологічних термінів. В цілому, література почалася з пошукових досліджень (океан, інтерпретація, дослідження), перемістилася до важливості технологій у наукових результатах (ехолокація, бокове сканування, багатопроменева зйомка) і нещодавно звернулася до додатків для картографування океану, оскільки такі терміни, як картографування довкілля, класифікація морського дна і зворотне розсіювання, стали Найпоширенішими. Широке використання слова датум в останні десятиліття також узгоджується зі збільшенням доступності та якості даних.
 |
| Склад хмари слів за кожний рік за останнє десятиліття (джерело: Менандро та Бастос, 2020 г.) |
Очевидно, що протягом усього часу наукові публікації, пов'язані з картографуванням морського дна, дотримувалися інвестиційних тенденцій у дослідженнях, науці та техніці, але також відображали національні та міжнародні інтереси. За останні два десятиліття потреба у визначенні виняткових економічних зон, підтримка програм морського просторового планування, використання морського дна для відновлюваних джерел енергії (наприклад, прибережні вітряні електростанції) та повернення інтересу до глибоководного видобутку корисних копалин сформували частину наукових публікацій.
Ще одним цікавим аспектом лексичного аналізу є збільшення кількості публікацій, пов'язаних із мілководдям (глибина води до 200м).
 |
| Ілюстративна схема, що узагальнює слова, що найчастіше зустрічаються за десятиліттями (джерело зображення: Менандро та Бастос, 2020 р.) |
Важливість та майбутні напрямки картографування морського дна
У минулому столітті стався вражаючий розвиток технологій та зусиль з картографування океану. Технології, інновації та аналіз даних змінюються швидше, ніж будь-коли, і картографування океану також слідує цій тенденції. У декларації Організації Об'єднаних Націй про Десятиліття наук про океан в інтересах сталого розвитку (2021-2030 рр.) говориться, що карта океану (цифровий атлас) є пріоритетною областю досліджень і розвитку технологій. З 2017 по 2021 рік в рамках міжнародної програми «Морське дно 2030», що проводиться під керівництвом Nippon Foundation за підтримки IOC (Міжурядова океанографічна комісія ЮНЕСКО), IHO (Міжнародна гідрографічна організація), GEBCO (Проект створення загальнодоступної батиметричної карти Світового океану) і ряду інших партнерів вдалося збільшити відсоток нанесеного на карту дна океану з 7% до майже 20%. Мета полягає в тому, щоб до 2030 нанести на карту все морське дно.
Всі ці проблеми та зусилля підкреслюють важливість картування океану/морського дна. Батиметрична карта, морфологічна/ фізіографічна карта морського дна або класифікована карта морського дна необхідні для всіх видів застосування, включаючи гідрографію, морські геологічні небезпеки, розвідку корисних копалин, відновлювані джерела енергії, морське просторове планування, визначення виняткових економічних зон, технологічні дослідження та розробки , управління ресурсами, дослідження впливу на довкілля та моделі зміни клімату. Усі соціальні цілі Десятиліття наук про океан ООН також вимагають картування морського дна.
 |
| Актуальна батиметрична карта дна Світового океану: світлими кольорами показані нанесені на карту обстежені області, тоді як чорним кольором показані області, які ще належить нанести на карту (карта надана The Nippon Foundation-GEBCO Seabed Project 2030) |
Наслідуючи тенденції, що спостерігаються в лексичному аналізі, еволюція картування морського дна, ймовірно, буде складатися з все більш інтегрованих досліджень з використанням нових технологій для збору даних за допомогою (автономні підводні апарати, багатопроменеві ехолоти, багатоспектральні багатопроменеві сонари, лідери, підводні безпілотні апарати), складних інструментів класифікації (неконтрольовані підходи, машинне та глибоке навчання, згорткова нейронна мережа) та, можливо, нові функції та географічний аналіз. Коли морське дно буде нанесено на карту, ми дізнаємося більше про морфологію нашого океану. Експедиція П'ять глибин та експедиції Північні глибини та Геологія льодовикового періоду Великого Бар'єрного рифу є хорошими прикладами отримання нових даних про дно океану, що розкривають невідомі особливості, або вперше картографують реальну глибину.
Тому дослідження протягом наступного десятиліття вплинуть на наші знання про океани. Це дозволить нам відкривати нові морські ландшафти, прогнозувати житла на морському дні (в основному глибоководні) для кращого управління ресурсами, покращувати моделі циркуляції та клімату і, сподіваємося, зробити дані доступними для всіх. Зусилля щодо забезпечення сталого освоєння океанів вимагають картографування океанів, і в наукових публікаціях з картографування морського дна будуть відображені нові відкриття та досягнення, досягнуті протягом цього десятиліття. До 2030 року наші знання про день океанів значно зростуть, як це сталося з основною роботою Брюса Хізена та Марі Тарп "Дно океанів". Це вплине як на морські науки про Землю, а й у всі морські науки
 |
| Фрагмент карти дна Північної Атлантики, складеної Брюсом Хізеном та Марі Тарп та намальованої австрійським художником та картографом Генріхом К. Беранном (любовно наданий Бібліотекою Конгресу США, Відділ географії та карт) |
