Comment pouvons-nous mesurer la topographie du plancher océanique?

June 25

Comment pouvons-nous mesurer la topographie du plancher océanique?


Ce qui est sous les pieds est habituellement le sol, mais si vous êtes un océanographe, ce qui est peut-être sous les pieds d'un pont de bateau, et en dessous, le fond de l'océan. L'apparence physique et les caractéristiques du plancher océanique représentent sa topographie. Et tout comme les surfaces sèches de terre de la terre, le plancher océanique a des formations terrestres: pentes, collines, vallées et montagnes. Le fond de l'océan a aussi des merveilles topographiques tels que la fosse des Mariannes. Si le mont Everest ont été abandonnées dans la fosse des Mariannes, par exemple, il y aurait encore près d'un mile de l'eau de mer au-dessus du sommet de la montagne.

Instructions

Echo Sounding

1 Apprenez la conception d'un écho sondeur acoustique. Un sondeur est un dispositif de mesure relié à un amplificateur et un oscillateur. Le sondeur produit 10 à 30 kilohertz (kHz) rafales sonores qui frappent le plancher océanique et retournent au sondeur. Le sondeur utilise un transducteur émetteur pour convertir un signal électrique dans la salve sonore; il utilise un transducteur récepteur pour convertir le son retour, ou écho, en un signal électrique qui peut être enregistré.

2 Comprendre comment les scientifiques utilisent échosondeurs. Les scientifiques mesurent la quantité de temps qu'il faut l'éclatement de son d'un sondeur pour atteindre le fond de l'océan et de retour. Ce laps de temps, divisé par deux et multiplié par la vitesse du son dans l'eau (environ 1 500 mètres par seconde) donne la profondeur de l'océan à cet endroit précis. La profondeur du fond de l'océan, à son tour, indique à quelle hauteur ou comment bas le plancher océanique est par rapport à la surface de l'océan. Ceci est la topographie du plancher océanique. Par exemple, à partir d'un écho sondeur une salve sonore prend 4 secondes pour se rendre au fond de l'océan et revenir à l'écho-sondeur: (4/2) x 1500 = 3000. Le fond de l'océan à cet endroit est de 3.000 mètres de profondeur. Si le fond de l'océan environnant est seulement 2.000 mètres de profondeur, ce point mesuré représente une colline ou élévation de la topographie du plancher océanique.

3 Notez que les navires du gouvernement et de recherche fonctionnent constamment échosondeurs quand ils sont en mer. Les chercheurs compilent les pistes de ces navires et de leurs lectures d'écho-sondeur pour créer des cartes de lectures plancher océanique-profondeur. Ces cartes indiquent la topographie du plancher océanique avec une précision de plus ou moins 1 pour cent.

altimétrie satellitaire

4 Reconnaître qu'un altimètre satellite utilise des micro-ondes pour déterminer la distance de ce satellite au-dessus de la surface de la terre. Le satellite calcule sa hauteur de la même manière un sondeur calcule sa distance au fond de l'océan: en déterminant la quantité de temps qu'il faut les micro-ondes pour atteindre la surface de l'océan et le retour.

5 Notez que la loi de gravitation universelle de Newton (F = G [(m1 x m2) / r ^ 2]) décrit la force d'attraction (F) entre deux masses (m1 et m2) comme le produit d'une constante (G) et la distance entre les deux objets au carré (r ^ 2). A noter que la force des sorties augmente à mesure que la masse de l'une ou l'autre des objets augmente. Une montagne montante du fond du fond de l'océan, par exemple, va attirer l'eau à elle avec une force gravitationnelle plus grande que le plancher océanique de niveau autour d'elle parce que la montagne a une masse plus importante. Cela entraînera une augmentation du niveau d'eau au-dessus de la masse de la montagne. A l'inverse, une vallée, ou de la tranchée, dans le fond de l'océan va attirer moins d'eau que le plancher océanique de niveau autour de lui parce qu'il a moins de masse, ce qui provoque une baisse du niveau d'eau au-dessus de la vallée.

6 Sachez que quand un altimètre satellite mesure la distance du satellite au-dessus de la surface de l'océan, il fait enregistre les trempettes et les hausses du niveau de l'eau causée par des changements dans la topographie du plancher océanique sous l'eau en raison de la gravitation attraction. Les creux et les augmentations sont faibles, cependant. Vous ne pouvez pas les détecter visuellement.

7 Notez la précision de l'altimétrie par satellite. Par exemple, un satellite US Navy peut cartographier les changements dans la surface de l'océan à l'intérieur avec une précision de plus ou moins 1 pouce. Les scientifiques recueillent les données cartographiques à partir de satellites et de les utiliser pour compiler des images haute résolution de plancher océanique topographie.