Z racji że jeszcze chyba tutaj nic takiego nie było to chciałem się z wami podzielić zdjęciem, które udało mi się pobrać z rosyjskiego satelity meteorologicznego "Meteor M2-3". Obraz jest na tyle unikatowy, że kamera była skierowana na wschód zamiast naturalnie w dół. Zdjęcie udało mi się pobrać przez odbiornik sdr podpięty do telefonu. Do niego była podpięta zwykła antena dipolowa. Obróbke wykonałem na komputerze.

Dzidki, ostatnio było o sonarach, więc nie może również zbraknąć hydrofonów. Są to specjalne mikrofony podwodne, które wykorzystuje się w sonarach pasywnych. Służą one do nagrywania i odbierania dźwięków rozchodzących się w wodzie oraz innych rodzajach cieczy. Przy ich pomocy następuje rejestracja dźwięku, nawet znajdującego się w bardzo dużych odległościach od hydrofonu. To właśnie takie urządzenia umożliwiły nagranie wielu podwodnych dźwięków, w tym także części niezidentyfikowanych, jak Bloop, Upsweep, Julia, Slowdown, Train i Whistle, które po raz pierwszy zostały zarejestrowane w latach 1991-1999 przez amerykańską instytucję rządową NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) zajmującą się zjawiskami zachodzącymi w oceanach oraz ekstremalnymi warunkami pogodowymi. Nagrywa się nimi również wiele innych zjawisk, jak śpiewy wielorybów czy odgłosy z dna Rowu Mariańskiego – chociaż ich pierwotnym celem było wykrywanie łodzi podwodnych, które poruszały się w oceanicznych głębinach. Służą również do monitorowania topnienia lodowców oraz do wykrywania innych zmian klimatycznych – w tym klęsk żywiołowych takich jak tsunami czy trąby wodne, a także erupcje podwodnych wulkanów.

Jak działa hydrofon?

Wiele osób uważa, że w morzach czy oceanach często panuje cisza, a wiele stworzeń nie generuje żadnych dźwięków. Tymczasem jest to błędne przekonanie – ocean jest pełen różnej maści dźwięków, które po prostu generowane są na różnych częstotliwościach. Zwierzęta morskie wykorzystują dźwięki nie tylko do komunikacji między sobą, ale również lokalizowania obiektów, zaimponowania partnerowi podczas godów, a nawet podczas polowania czy samoobrony. Również inne zjawiska zachodzące w oceanie generują wiele różnych dźwięków (wybuchy podwodnych wulkanów, trzęsienia ziemi czy nawet płynące statki lub motorówki… czy wybuchające, martwe wieloryby). To właśnie ich odczytywanie i nagrywanie możliwe jest dzięki pracy hydrofonów. Wszelkie dźwięki pochodzące z otoczenia są odbierane przez nie i przetwarzane na sygnały elektryczne (zmiana ciśnienia przekształcana jest na zmianę napięcia elektrycznego w piezometrze). Wzmacniając i rejestrując te sygnały elektryczne, hydrofony mierzą dźwięki oceanu z dużą precyzją. Podczas, gdy pojedynczy hydrofon może rejestrować dźwięki z dowolnego kierunku, kilka hydrofonów jednocześnie ustawionych w szeregu, często oddalonych od siebie o tysiące mil pozwalają na nasłuchiwanie dźwięków, przy pomocy których można określić np. trasę przepływania łodzi podwodnych czy waleni oraz podejmowane przez nie czynności. Wbudowany w nie układ fazujący pomaga określić kierunek źródła szumów na podstawie różnic sygnałów odebranych przez kilka znajdujących się niedaleko siebie hydrofonów, które zarejestrowały ten sam dźwięk. Następnie po wzmocnieniu sygnałów elektrycznych urządzenie przetwarza je ponownie na fale dźwiękowe, które odbierane są przez głośnik lub słuchawki operatorów systemu.

Większość hydrofonów posiada budowę opartą na specjalnej właściwości niektórych materiałów ceramicznych, które wytwarzają niewielki prąd elektryczny pod wpływem zmian ciśnienia zachodzących w głębinach akwenu. Po zanurzeniu w wodzie, ceramiczny hydrofon wytwarza sygnały o niskim napięciu w szerokim zakresie częstotliwości, ponieważ został on wystawiony na działanie podwodnych dźwięków dochodzących z różnych kierunków.

Hydrofony przewodowe

Znacznie droższą, ale trwalszą technologią eksploracji akustycznej jest instalacja zestawu hydrofonów połączonego z podwodnym kablem komunikacyjnym. Od lat 60. marynarka wojenna Stanów Zjednoczonych obsługuje system wojskowy SOSUS (SOund SUrveillance System) który montuje się w wielu obszarach wszystkich oceanów świata tworząc tym samym zintegrowaną sieć hydrofonów połączoną również z innymi urządzeniami (np. geofonami dokonującymi pomiaru prędkości akustycznej). Począwszy od 1989 rok Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych zgodziła się na udostępnienie środowisku naukowemu korzystanie z systemu SOSUS do monitorowania środowiska oceanów, dzięki czemu ma ona podwójne zastosowanie (militarne i badawcze). Od 1991 roku system SOSUS wykorzystywany jest w dużej mierze przez NOAA, co pozwala na wykrywanie podwodnych erupcji wulkanów na północno-wschodnim Pacyfiku czy śledzenia migracji i zachowania płetwalów błękitnych na tym obszarze. Zasięg systemu jest taki, że wstrząsy wulkaniczne z południa Japonii zostały z powodzeniem wykryte i zlokalizowane za pomocą macierzy SOSUS rozmieszczonych u wybrzeży Oregonu oraz Waszyngtonu. Dostęp do SOSUS jest ograniczony – dane uzyskane przy jego pomocy są w dużej mierze utajnione, a także można z niego korzystać tylko w określonych obiektach służących do pomiarów (nie wszystkie są też jawne). Ponadto są one rozmieszczone tylko w obszarach potrzeb wojskowych, dlatego z biegiem lat NOAA otworzyła również własne stacje pomiarów akustycznych w celu efektywniejszego prowadzenia badań dla swoich potrzeb. Przewodowa natura SOSUS umożliwia pozyskiwanie danych akustycznych w czasie rzeczywistym, ale przy wysokich kosztach - łączna wartość inwestycji w SOSUS szacowana jest na ponad 16 miliardów dolarów.

Pierwsze długoterminowe obserwatorium akustyczne Pioneer Seamount w głębokim oceanie zostało zainstalowane u wybrzeży Kalifornii i było jednym z założeń programu Sound in the Sea. W latach 90. XX wieku do założonego punktu monitoringu akustycznego doprowadzono podwodny kabel w celu przeprowadzenia eksperymentu oceanograficznego. Wspierając eksplorację oceanów, NOAA przejęła odpowiedzialność za kabel. Pioneer Seamount Acoustic Observatory jest pierwszym cywilnym (niesklasyfikowanym) zestawem hydrofonów głębokowodnych do długoterminowego monitorowania otaczających hałasów oceanicznych i ich wpływu na środowisko morskie. Zestaw składa się z czterech elementów hydrofonów zawieszonych pionowo w wodzie nad dnem morskim. Dane akustyczne są zbierane w niewielkiej bazie United States Air Forces przy wybrzeżu Kalifornii i są dostępne zarówno dla naukowców, jak i opinii publicznej za pośrednictwem sieci WWW.

Autonomiczne hydrofony

W połowie lat 90. XX wieku, opierając się na sukcesie wcześniejszej pracy z SOSUS, NOAA opracowała przenośne hydrofony, które można rozmieścić w dowolnym miejscu w oceanie. Urządzenia te składają się z pojedynczego, ceramicznego hydrofonu przymocowanego do wodoodpornej obudowy ciśnieniowej, która zawiera baterie, komputery, zegary i inne elementy elektroniczne wymagane do utrzymania hydrofonu w pełnej sprawności przez kilka lat (co ma zapobiegać zakłóceniom w rejestracji danych, a tym samym zafałszowywaniu wyników odczytów fal dźwiękowych pochodzących z oceanicznych głębin). Z powodzeniem stosowano je w badaniach ssaków morskich i badaniach sejsmicznych, a nawet do wykrywania osuwisk na południowym wybrzeżu Hawajów z odległości ponad 5000 km. Ich kolejną zaletą jest przenośność, co pozwala rozmieścić je w dowolnym miejscu na oceanie, a nawet zmienić ich lokalizację po jakimś czasie. Ponadto wspomniane hydrofony autonomiczne są stosunkowo niedrogie w porównaniu z systemem kablowym, takim jak SOSUS. Jednak ich największą wadą jest to, że zarejestrowane przez nie dane nie mogą być odczytywane w czasie rzeczywistym – dopiero, gdy statek ponownie odwiedzi miejsce rozmieszczenia i odzyska hydrofon, możliwy jest odczyt zapisu.

Przewiduje się, że ulepszenia globalnych telefonów komórkowych w nadchodzących latach sprawią, że transmisja w czasie rzeczywistym z niedrogich miejsc do cumowania hydrofonów stanie się rzeczywistością. Przenośne zestawy hydrofonów są obecnie rozmieszczone na równikowym Pacyfiku, w Zatoce Alaskiej na Oceanie Spokojnym i na północnym Atlantyku na południe od Azorów (we współpracy z NSF i Oregon State University). W 2002 roku Sound in the Sea we współpracy z naukowcami z Francji rozmieścił nowy zestaw hydrofonów na Atlantyku na północ od Azorów w ramach rozpoczęcia projektu SIRENA.

System akustyczny SOSUS

SOSUS (ang. SOund SUrveillance System) początkowo wykorzystywany był do namierzania radzieckich okrętów podwodnych, jednak z czasem zmieniono je w narzędzie pomiarowe do badania dna oceanu wykorzystując zasięg sonarowy. System ten zapewnia na oceanie doskonały zasięg akustyczny w czasie rzeczywistym w obszarach o znaczeniu wojskowym obejmujących nie tylko okablowanie wojskowe, ale również komercyjne kable telekomunikacyjne przeprowadzone wzdłuż dna morskiego. W ciągu następnej dekady NOAA i jej partnerzy planują zainstalować liczne zestawy hydrofonów przez wszystkie oceany w ramach programu NOAA Ocean Exploration. Macierze te będą obejmować dodatkowe lokalizacje okablowane, podobnie jak Pioneer Seamount, a także autonomiczne instrumenty hydrofoniczne i inne nowe technologie do wdrożenia w regionach oceanicznych (niedostępnych z sieci kablowych). Zakres realizacji tego projektu będzie wymagał nie tylko podjęcia współpracy z innymi amerykańskimi agencjami oraz uniwersytetami, ale także przystąpienia do programu innych instytucji międzynarodowych. Efektem końcowym będzie system obserwacyjny zdolny do identyfikowania zjawisk oceanicznych w skali globalnej.

Hydrofony – Zastosowanie

Oprócz Narodowych Sanktuariów Morskich NOAA, Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL) NOAA również często używa hydrofonów. Pozyskuje on długoterminowe zestawy danych globalnego środowiska akustycznego oceanów, w celu ich identyfikacji i oceny wpływów akustycznych działalności człowieka oraz zjawisk meteorologicznych i geologicznych (jak chociażby podwodne wulkany, trzęsienia ziemi i pękające kawałki lodowców) na środowisko morskie.

Hydrofony mają szerokie zastosowanie obejmujące nie tylko wczesne wykrywanie działań militarnych podejmowanych w oceanach (na przykład wystrzeliwanie torped, przemieszczanie się łodzi podwodnych, testowanie min i bomb wodnych, eksplozje nuklearne, konflikty zbrojne marynarek wojennych różnych krajów odbywające się w głębinach oceanów, testowanie nowych urządzeń monitorujących czy urządzeń do pobierania próbek dna oceanicznego, fragmentów wraków statków lub wysadzonych min w celu ich identyfikacji itd.), ale też przeprowadzane badania oceanologiczne, oceanograficzne, sejsmologiczne czy meteorologiczne mające dostarczyć informacji na temat zachodzących zmian przyrodniczych, życia fauny morskiej czy pomóc w we wczesnym wykrywaniu nadchodzących klęsk żywiołowych (jak chociażby nasłuchiwanie wybuchów podwodnych wulkanów, ocierania się o siebie płyt tektonicznych, wydobywających się bąbelków metanu, przemieszczających trąb powietrznych, aktywność wirów wodnych, spadających do oceanu kawałków lodowców, śpiew waleni, eksplodujące zwłoki wielorybów czy wiele innych).

52 Blue – Najsamotniejszy wieloryb świata

Jednym z najbardziej intrygujących do tej pory zarejestrowanym przy pomocy hydrofonu dźwięku wydawanym przez walenie są pieśni płetwala błękitnego o niskiej częstotliwości 52 Hertza, który został nazwany z tej przyczyny 52 Blue. Udało się ustalić, że jest to pieśń… samotności. Po raz pierwszy dźwięk samotnego wieloryba został zarejestrowany 7 grudnia 1992 roku w pobliżu Wyspy Whindbey w północno-zachodniej części stanu Waszyngton w USA. Prawdopodobnie wieloryb uległ zagubieniu. Z obserwacji osobnika wynikało, że przez dłuższy czas nie spotkał on przedstawiciela swojego gatunku i zaczął z siebie wydawać zespół dźwięków przypominających smutną melodię o dużej częstotliwości. Prawdopodobnie miał on na celu nawoływanie innych płetwali błękitnych. Zarejestrowany wielokrotnie dźwięk osobnika 52 Blue i kilku innych waleni pomogło w ustaleniu, że dźwięki te wydawane są jedynie w przypadku długiego odosobnienia. Osiągają one zupełnie inną częstotliwość, niż pozostałe pieśni fiszbinowców, które służą komunikacji czy są wydawane w przypadku zagrożenia lub w okresie godowym.

Dla porównania śpiewy humbaków wydawane w celu zaimponowania potencjalnym partnerom (nagranie z 9 października 2014 roku):

Ciekawskie bieługi niekiedy starają się nie tylko odpowiadać człowiekowi, ale również naśladować wydawane przez niego dźwięki:

Hydrofony a wykrycie dźwięków nieznanego pochodzenia

Upsweep - zarejestrowany w sierpniu 1991 roku przez amerykańską instytucję rządową NOAA). Jest to pierwszy z sześciu zarejestrowanych podwodnych dźwięków nieznanego pochodzenia. Rejestracji dokonano przy pomocy zdemobilizowanego systemu wojskowego SOSUS. Składa się z długiego ciągu wąskopasmowych, narastających dźwięków trwających kilka sekund podczas trwania całego zjawiska, które podczas pierwszej rejestracji osiągnęło imponującą długość 9 minut i 35 sekund. Poziom jego źródła jest wystarczająco wysoki, aby był rejestrowany na całym Oceanie Pacyficznym. Ogólny poziom źródła spada od pierwszego zarejestrowania w 1991 roku, ale w dalszym ciągu dźwięki są regularnie rejestrowane przez oceanografów i sejsmografów NOAA.

Train - dźwięk przypominający jadący pociąg zarejestrowany 5 marca 1997 r. – jedyny znajdujący się dalej od pozostałych 5 niezidentyfikowanych dźwięków, bliżej Morza Rossa niedaleko Cape Adare na Antarktydzie, przez co powstała teoria, że dźwięk ten został wywołany bardzo powoli osuwającym się do morza kawałkiem lodowca.

Slowdown - najdłużej trwający z zarejestrowanych przez NOAA niezidentyfikowanych dźwięków nieznanego pochodzenia, którego prędkość zmniejszała się przez cały czas jego występowania - został zarejestrowany19 maja 1997 r.

Whistle  - dźwięk o dużej głośności brzmiący niczym gwizd został zarejestrowany 7 lipca 1997 r. przez tylko jeden z hydrofonów, czyli podwodnych mikrofonów stosowanych przez NOAA – był jednorazowy, bardzo krótki i występował na dużej głębokości, co utrudnia snucie teorii na temat jego pochodzenia czy prowadzenie dalszych badań w celu ustalenia jego źródła.

Bloop - zarejestrowany w sierpniu 1997 r., jednak brakuje danych o dokładnym dniu jego odnotowania – wspomniany już w innej dzidce najgłośniejszy z niezidentyfikowanych podwodnych dźwięków zarejestrowanych przez NOAA, który powtórzył się w tym samym miejscu jeszcze kilkukrotnie na przestrzeni lat Przypomina on charakterystyczne bulgotanie, skąd nazwa. Powstały liczne teorie na temat jego źródła, w tym ta o C’thulhu. Zapomniałam poprzednio dodać, skąd te przypuszczenia – otóż źródło zarejestrowania Bloopa znajdowało się blisko punktu z opowiadań H. P. Lovecrafta – miasta R’yleth powstałego jeszcze w czasach, kiedy nie było ludzi, zaś w budowlach tego miasta zamknięty był sam Wielki Przedwieczny – C’thulhu wraz z innymi istotami morskimi.

Julia  - zarejestrowany przez NOAA dnia 1 marca 1999 r. dźwięk opisywany jako „skomlący” – trwał przez 2 minuty 43 sekundy i był na tyle głośny, że było go słychać przez cały zestaw równikowych hydrofonów Pacyfiku.

Rejestracja dźwięku z dna Rowu Mariańskiego

O ile kiedyś uważano dno Rowu Mariańskiego za pozbawione życia i pogrążone w ciszy, w lipcu 2015 roku po raz pierwszy postanowiono opuścić hydrofon na samo dno Głębi Challengera na głębokości 10971 m, gdzie pozostawiono go na 23 dni, podczas których dźwiękami z dna została zapełniona cała pamięć flash. Samo urządzenie wydobyto dopiero w listopadzie tego samego roku ze względu na niebezpieczeństwo wiążące się z obecnymi tam tajfunami i częste rejsy statków w tej okolicy. Podczas odczytu danych okazało się, że na dnie największej głębiny świata panuje nieustanny hałas. Badania były prowadzone przez specjalistów z NOAA, Oregon State University i United States Coast Guard.

Okazało się, że dominują przede wszystkim dźwięki podwodnych trzęsień ziemi znajdujących się w bliskich i dalekich odległościach od hydrofonu, dźwięki wytwarzane przez tajfuny, pomruki i śpiewy waleni rozchodzące się w oceanicznej głębinie, a nawet zidentyfikowano hałas generowany przez śruby okrętów przepływające w pobliżu Guam. Jak podkreślają naukowcy NOAA, samo opuszczenie hydrofonu a tak dużą głębokość było ogromnym wyzwaniem ze względu na ogromne ciśnienie. Inżynier Chris Meining skonstruował ceramiczny hydrofon przeznaczony specjalnie do tej misji, który był opuszczany z prędkością mniejszą, niż 5 m/s, aby urządzenie wytrzymało zmiany ciśnienia w wodzie. Warto tutaj wspomnieć, że na dnie Rowu Mariańskiego panuje ponad 1000-krotnie większe ciśnienie, niż na powierzchni oceanu.

Celem ufundowanego przez NOAA projektu Sound in the Sea jest zbadanie poziomu hałasu tła w najgłębszych częściach Pacyfiku. Ludzie coraz bardziej zanieczyszczają oceany hałasem, co sprawia, że naukowcy chcą dokonać pomiaru, czy hałas w oceanach ulega zwiększeniu, a także zbadać jego wpływ na morskie zwierzęta wykorzystujące dźwięki do komunikacji, nawigowania i polowania. Od 2017 roku naukowcy rozpoczęli umieszczanie na dużych głębokościach w rowach oceanicznych kamer wraz z hydrofonami pracującymi przez dłuższy okres czasu w celu dokonywania długoterminowego monitoringu największych głębin świata.

Hydrofony do użytku komercyjnego

Warto również wspomnieć, że hydrofony wykorzystywane do badań w oceanach są znacznie większe, cięższe i bardziej skomplikowane, aby mogły dokonywać precyzyjnych pomiarów na bardzo dużych odległościach przez długi okres czasu przy jednoczesnym wytrzymywania wszelkich zmian ciśnienia czy zjawisk zachodzących w oceanicznych głębinach. Ale można również wykorzystać znacznie prostsze i mniejsze hydrofony do użytku komercyjnego. Na rynku można znaleźć hydrofony dla hobbystów do pomiaru dźwięków w niewielkich, słodkowodnych akwenach czy… hydrofony dedykowane specjalnie do łowienia ryb, które w połączeniu z sonarem dla rybaków czy wędkarzy pomagają zarejestrować ławice ryb.

Niektórzy również budują takie hydrofony samodzielnie, w warunkach domowych:

Dodatkowe źródła dla zainteresowanych:

1.https://oceanservice.noaa.gov/facts/hydrophone.html
2.https://oceanexplorer.noaa.gov/technology/acoustics/acoustics.html
3.https://www.ndbc.noaa.gov/
4.https://www.pmel.noaa.gov/news-story/scientists-use-hydrophone-listen-methane-seeps-ocean
5.https://eos.org/articles/audio-reveals-sizes-of-methane-bubbles-rising-from-the-seafloor
6.https://www.nwpb.org/2018/08/31/bubble-hunters-ocean-scientists-count-1000-methane-seeps-off-pacific-northwest-coast/
7.https://dosits.org/galleries/technology-gallery/basic-technology/hydrophonereceiver/
8.https://dosits.org/science/measurement/how-is-sound-measured/
9.https://asa.scitation.org/doi/abs/10.1121/10.0013219
10.https://iqoe.org/articles/iqoe-hydrophone-database
11.https://www.researchgate.net/figure/Spectrogram-of-under-ice-recordings-of-bowhead-and-beluga-whale-and-walrus-sounds-from_fig2_263031402
12.https://www.bksv.com/en/transducers/acoustic/microphones/hydrophones
13.https://dosits.org/galleries/audio-gallery/other-natural-sounds/eruptions/
14.https://vimeo.com/243123225
15.https://okretypodwodne.edu.pl/wspolczesne-op/sosus-tajna-bron-cz-1/
16.https://okretypodwodne.edu.pl/wspolczesne-op/sosus-tajna-bron-cz-2/
17.https://okretypodwodne.edu.pl/wspolczesne-op/sosus-tajna-bron-cz-3/
18.https://kopalniawiedzy.pl/Row-Marianski-ocean-halas,24136
19.https://www.gospodarkamorska.pl/hydrofony-w-sluzbie-zmian-klimatu-podwodny-monitoring-topnienia-lodowcow-56703
20.https://www.projektpulsar.pl/srodowisko/2172901,1,wieloryby-ucza-sie-calych-piesni-od-innych-waleni.read
21.http://www.nauklove.pl/brzmi-glebia-oceaniczna/
22.https://pl.frwiki.wiki/wiki/Hydrophone
23.https://globalquiz.org/pl/pytanie/co-to-jest-hydrofon/
24.https://www.joix.de/hydrophone/

Dzidki, od razu mówię, że to chyba moja najdokładniejsza i najdłuższa do tej pory dzidka edukacyjna, której przygotowanie zajęło mi aż kilka dni, więc od razu ostrzegam poszukujących krótszej rozrywki, że materiału jest sporo (a jeśli kogoś interesuje ten niepozorny, ale nader interesujący temat, jakim jest mapowanie dna oceanicznego, życzę miłej lektury).

Jak pewnie wiecie, głębiny oceanów nadal pozostają najmniej zbadanymi obszarami naszego globu. Do tej pory wiele tajemnic głębin pozostało niewyjaśnionych. Przez wiele lat temat mapowania był traktowany mocno po macoszemu, ale niedawno zapowiedziano, że do 2030 roku ma powstać pełna mapa dna oceanicznego. Co ciekawe, badanie dna morskiego często przeprowadza się przy pomocy sonarów, czyli urządzeń, którymi wykryto tajemnicze dźwięki, jak Bloop, Upsweep, Julia, Slowdown, Whistle i Train. Ale nie do końca – nie używa się do tego tylko hydrofonów zamontowanych na stałe w danym punkcie, ale do ruchomego obiektu (do tego wykorzystuje się także inne metody uzupełniające, jak lasery, satelity czy drony podwodne, ale o tym szerzej dalej).

Może temat wyda się wielu z Was nudny na pierwszy rzut oka, ale to tylko wrażenie – im bardziej się w to wgłębiałam w ostatnich latach, tym bardziej mnie pasjonowało. Bo przecież chodzi w dużej mierze o wykorzystanie fal akustycznych oraz innych metod umożliwiających badanie obiektów, które znajdują się na głębinach (w tym też zatopionych ruin, łodzi podwodnych oraz statków). Coraz bardziej mnie to intrygowało i stawiałam coraz więcej pytań: Jak odróżniają dno od zatopionych statków czy od przepływających zwierząt? Czy da się zbadać dno Rowu Mariańskiego i sporządzić jego mapę? Jak zbadać najdalej wysunięte miejsce na oceanie, czyli Punkt Nemo? Czy jest możliwe sporządzenie dokładnej mapy dna morskiego wokół Antarktydy? I kiedy powstanie pełna mapa dna oceanicznego? W tej dzidce postaram się nakreślić najistotniejsze kwestie dotyczące eksplorowania i sporządzania map topograficznych dna morskiego.

Czym w ogóle jest to całe mapowanie dna oceanicznego i na czym polega?

Oceany pokrywają aż ok. 70% powierzchni całego globu, a mimo tego nie zostały jeszcze zbyt dokładnie zbadane – zwłaszcza ich najgłębsze lub najdalej oddalone punkty czy miejsca, w których występuje dużo wirów wodnych bądź są niezwykle niebezpieczne, jak chociażby znany wszystkim dobrze Trójkąt Bermudzki. Warto podkreślić, że badanie dna morskiego i sporządzanie map przechodziło długą drogę – ustalono już na podstawie ponowienia części pomiarów, że błąd w samej głębokości niektórych miejsc zbadanych 20 lat temu może różnić się nawet o 1000 metrów. Dlatego też nie tylko konieczne jest zbadanie nieznanych dotąd obszarów, ale również ponowienie badań w już odkrytych punktach w celu sporządzenia bardziej szczegółowych map i skorygowania głębokości. Również obiekty mniejsze, niż kilkaset metrów okazały się niewidoczne na starych mapach – dlatego nowy program do mapowania dna morskiego ma na celu poprawę już istniejących i stworzenie całkiem nowych map w obszarach jeszcze nie zbadanych.

Mapowanie dna morskiego (inaczej obrazowanie dna morskiego) polega na pomiarze głębokości w danym akwenie – wykonywane w nich pomiary batymetryczne prowadzone są różnymi metodami (od technik sonarowych i lidarowych, po boje i wysokościomierze satelitarne). Do wykonywania map dna morskiego używa się głównie echosond (tzw. metoda sondowania echa), jednak w ostatnich latach nowe technologie rozwinęły się na tyle, że powstały nawet drony i bezzałogowe łodzie podwodne do skanowania dna oceanów. Oczywiście całe mapowanie odbywa się także z udziałem satelitów, które wspomagają monitorowanie dna oceanicznego oraz badają lodowce. Używa się także stałych podwodnych laboratoriów badawczych, hydrofonów oraz dokonuje pomiarów w głębinach przy pomocy batyskafów. Sejsmografy mają wykrywać podziemne próby jądrowe, anteny infradźwiękowe - eksplozje w atmosferze, stacje hydroakustyczne - podwodne testy, zaś zadaniem detektorów gamma jest namierzanie nawet niewielkiego stężenia w powietrzu cząstek radioaktywnych (tutaj warto wspomnieć, że śledziły one między innymi wędrówkę substancji uwolnionych podczas awarii elektrowni Fukushima Daiichi, zaś wcześniej wszczęły alarm po próbach atomowych przeprowadzonych przez Koreę Północną w 2006 oraz 2009 roku). Detektory gamma wykrywają również takie promieniowanie w oceanach.

Trudność w mapowaniu dna morskiego polega na tym, że niemożliwe jest zbadanie większości przy pomocy kamer czy zdjęć satelitarnych. Do tej pory pomiaru dokonywano przy pomocy sonarów i zajmowały się tym głównie naukowcy z NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration – amerykańska agencja zajmująca się między innymi prognozowaniem pogody oraz ostrzeżeniami sztormowymi, a także innych zjawisk zachodzących w oceanach i atmosferze), ESA (European Space Agency – Europejska Agencja Kosmiczna, która przeprowadza monitorowanie dna oceanicznego w oparciu o dane z satelity NASA Jason-1 i z satelity ESA CryoSat-2, którego głównym zadaniem jest badanie lodowców w regionach polarnych) oraz naukowcy z California's Scripps Institution of Oceanography (SIO). Od 2014 roku do programów badania dna oceanicznego przyłączyła się NASA, która wzięła aktywny udział poprzez program NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO – nazwany tak od najdalej oddalonego od lądu Punktu Nemo).

Korzyści mapowania dna oceanicznego

Warto również podkreślić, że znajomość kształtu dna oceanicznego ma wiele zastosowań, jak chociażby zapewnienie bezpiecznej nawigacji, zarządzanie zasobami i modelowanie klimatu, a także wiele innych. Co ciekawe, wiele nowoczesnych sieci komunikacyjnych mogłoby nie istnieć, gdyby nie dokładnie zbadane dna oceanów – to właśnie tu przeprowadzono wiele podwodnych kabli będących podstawą cyfrowego systemu i Internetu na całym świecie. Również pod wodą przebiega wiele rur zapewniających transportowanie surowców (jak chociażby gazu – chyba każdy będzie kojarzył Nord Stream 2 z powodu niedawnych wydarzeń).  Wykonanie dokładnego mapowania pomoże również znacznie lepiej zrozumieć cyrkulację oceanów czy wzrostu poziomu morza, przewidzieć fale tsunami, a także stworzy możliwość dokładnego śledzenia zmian klimatycznych.

Mapowanie dna morskiego systemem LIDAR

Naukowcy do mapowania dna oceanicznego używają głównie echosond i systemu LIDAR (ang. Light Detection and Ranging) wyposażonego w urządzenia służące do wykonywania pomiaru przy pomocy światła laserowego i jego odbicia odbieranego przez specjalny czujnik, który dokonuje pomiarów hydrograficznych do głębokości 70 m, które montowane są w specjalnych samolotach dokonujących mapowania w obszarach z czystą i przejrzystą wodą. Statki wyposażone w echosondy wykorzystywane są do przesyłania fal dźwiękowych na dno oceanu, gdzie zostają one odbijane od dna oceanicznego z powrotem na statek i rejestrowane. Naukowcy do pomiaru wykorzystują czas, w którym fala dźwiękowa odbija się od dna do statku, aby zmierzyć głębokość każdej części oceanu. LIDAR mierzy czas potrzebny, aby światło odbijało się od samolotu. Chociaż ta metoda ma ograniczone zastosowanie, pozwala naukowcom na mapowanie dużych odcinków dna oceanu.

Akustyczne mapowanie dna oceanicznego

Hydrofony (czyli inaczej mikrofony podwodne) stanowią część sieci globalnej zwanej IMS (International Monitoring System), której zadaniem jest rejestrowanie wszystkich, nie tylko podwodnych, testów broni atomowej. Całość systemu składa się z detektorów promieniowania gamma, sejsmografów, sprzętu do odbioru infradźwięków oraz aparatury hydroakustycznej. Na całym globie znajduje się obecnie ponad 300 takich urządzeń służących do monitorowania dna oceanu, co służy nie tylko do badań oceanograficznych i sejsmologicznych, ale również jest wykorzystywane w celach militarnych do śledzenia ruchów obcych sił. Co ciekawe, system IMS stworzono w celu przestrzegania jednego z najważniejszych międzynarodowych porozumień, czyli traktatu o całkowitym zakazie prób z bronią jądrową. Układ CTBT (Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty) został podpisany 24 września 1996 roku. Już wtedy respektowało go aż 156 krajów, jednak nie wszystkie chciały się przyłączyć argumentując, że zanim traktat wejdzie w życie, powinna najpierw zostać uruchomiona globalna sieć aparatury kontrolnej potrafiącej wykryć każdą próbę użycia broni atomowej niezależnie od tego, w którym miejscu na Ziemi została ona przeprowadzona – to właśnie w ten sposób utworzono stacje hydroakustyczne wyposażone w bardzo czułą aparaturę.

Satelitarne mapowania dna oceanów

Ocean można badać i eksplorować także z orbity Ziemi z wykorzystaniem satelitów. Misja CryoSat prowadzona przez ESA w 2014 roku została wykorzystana do stworzenia nowej mapy pola grawitacyjnego, ujawniającej tysiące wcześniej nieznanych morskich grzbietów, rowów oraz innych struktur oceanicznych. Nowe mapy dna oceanicznego odwzorowujące najsłabiej poznane części oceanów zawierają także wiele nieznanych dotąd informacji, które zmieniają spojrzenie na tematykę znanej do tej pory teorii formowania się i rozpadania kontynentów. Głównym zadaniem CryoSat jest wykonywanie precyzyjnych pomiarów wysokości globalnej pokrywy lodowej, co pomaga w zaobserwowaniu, jak w różnych sezonach oraz z powodu zmian klimatycznych zmienia się grubość lodu.

Stacje hydroakustyczne w badaniu oceanów

Wciąż rozbudowywana jest sieć stacji hydroakustycznych. Każda z nich składa się z sześciu niezwykle czułych hydrofonów ustawionych w taki sposób, żeby mogły zarejestrować dźwięki o niskich częstotliwościach, które docierają z odległości nawet tysięcy kilometrów (właśnie na takich stacjach NOAA od 1991 roku zaczęła rejestrować niezidentyfikowane dźwięki nieznanego pochodzenia, jak Upsweep, Bloop, Julia, Train, Whistle czy Slowdown). To pierwszy system globalnego monitoringu przeznaczony do wsłuchiwania się w dźwięki pochodzące oceanów. Ponadto infradźwięki, które informują o erupcjach wulkanów przydatne są także w badaniach zórz polarnych, burz i zjawisk magnetycznych w atmosferze. Aparatura hydroakustyczna potrafi również rozpoznać aktywność podwodnego wulkanu, powstanie nowej góry lodowej czy też przejście cyklonu przez konkretny obszar. Nastawione na niskie częstotliwości mikrofony potrafią też rejestrować odgłosy wielorybów (jak to było chociażby w przypadku niegdyś tajemniczego dźwięku Bioduck). Warto zaznaczyć również, że stworzenie jednej stacji hydroakustycznej to wydatek aż kilkudziesięciu milionów dolarów.

Sieć zaczęto rozbudowywać w latach 70. XX wieku od dwóch już istniejących stacji, które początkowo były wykorzystywane jedynie w celach militarnych, zaś od 1970 roku zostały zaadaptowane przez NOAA w celu prowadzenia badań dna oceanicznego. Jedną ze stacji hydroakustycznych zbudowali Amerykanie na pacyficznym atolu Wake, zaś drugą Brytyjczycy na wysepce Ascension, ulokowanej w sercu tropikalnego Atlantyku. Oba te kawałki lądu są zmilitaryzowane, pokryte poligonami, lotniskami i antenami – dane rejestrowane przez hydrofony trafiają do Wiednia, gdzie funkcjonuje cywilna centrala sieci monitoringowej NOAA. Kolejne hydrofony zainstalowano kolejno na: chilijskiej wyspie Robinson Crusoe położonej we wschodniej części południowego Pacyfiku (około 700 km od wybrzeży Ameryki Południowej), trzy stacje umieszczono na Oceanie Indyjskim - półwyspie Leeuwin w południowo-zachodniej Australii, na brytyjskim atolu Diego Garcia znajdującym się na środku oceanu kilka stopni poniżej równika, zaś ostatnia na francuskich Wyspach Crozeta (znajdujących się w odległości około 2000 km na południe od Madagaskaru).

Sejsmografy w badaniach dna oceanu

Warto także wspomnieć o roli sejsmografów w badaniu dna oceanicznego. Jak w ogóle mogą przyczynić się do takich badań? Chociaż wykorzystywane są do badania erupcji nie tylko na lądzie, ale i pod wodą, a także uszkodzeń spowodowanych przez eksplozje, warto zaznaczyć, że głównymi użytkownikami systemu sejsmografów są naukowcy (badają oni wybuchy podwodnych wulkanów, osuwanie się fragmentów gór lodowych, eksplozji, spadających do oceanów samolotów i satelitów, tonących statków uderzających o dno oceaniczne czy ocieranie się o siebie płyt tektonicznych oraz wiele innych). Ustalenie źródła dźwięku i kierunku jego pochodzenia pomaga nakierować w te miejsca statki wyposażone w ekosondy, co pomaga wykonać mapowanie i zarejestrowanie nowych zmian na danym obszarze w celu naniesienia ich na poprawioną mapę czy w przypadku obiektów – zbadanie ich z bliska przy pomocy batyskafu. Dane sejsmiczne trafiają również do centrów ostrzegania przed tsunami, żeby zapobiec katastrofom. Warto wspomnieć, że w wyniku działalności człowieka dno morskie zaczyna ulegać deformacji, przez co konieczne jest regularne przeprowadzanie badań oceanograficznych i sejsmograficznych w głębinach oceanu.

Historia obrazowania dna morskiego - Początki

Najwcześniejsze zarejestrowane metody pomiaru głębokości polegały na zastosowaniu linii obciążonych, jak wykazały badania archeologiczne z Egiptu – znaleziska szacuje się na okres ok. 1000 w. p. n. e. Metodę tą stosowano jedynie do pomiaru głębokości akwenu przez całe wieki (najczęściej jezior, rzek i wybrzeża). W 1700 roku po raz pierwszy zaczęto wprowadzać metodę mierzenia linią obciążeniową głębokości na otwartym morzu i zaczęto nanosić wyniki na mapę. Uległo to zmianie dopiero w latach XIX wieku przez ekspedycję drewnianym statkiem HMS Challenger w latach 1872-1875i była znana pod nazwą „Mountain in the Sea” i trwała aż 1000 dni – w tym czasie statek przemierzył 68 000 mil. Pomiaru już nie dokonywano ręcznie, lecz przy pomocy wciągarki, dzięki której możliwe było wykonywanie pomiaru znacznie większych głębokości w o wiele krótszym czasie. Jednak minusem była jedna głębokość na raz, dlatego metoda ta była dosyć wolna. Podczas całej ekspedycji zebrano dane aż z 362 stacji oceanograficznych (dokonano wtedy nie tylko pomiaru głębokości, ale również temperatury, stanu chemicznego wody, osadów głębinowych i prądów morskich). Dane zebrane podczas ekspedycji opublikowano aż w 50 tomach liczących sobie 29500 stron, zaś dokładne opracowanie wyników z wyprawy zajęło 23 lata. Jako ciekawostkę warto nadmienić, że miejsca pomiaru dokonywane podczas ekspedycji opisane w publikacjach naniesiono na mapę dna oceanicznego dopiero w 2003 roku.

Historia obrazowania dna morskiego – Echosondy jednowiązkowe

Na początku XX wieku mapowanie dna oceanu opierało się już na użyciu fal dźwiękowych wyprofilowanych w izobaty oraz wczesne mapy batymetryczne topografii szelfów, które pozwalały na dokładniejsze badania dna oceanicznego. Jednak warto zaznaczyć, że popełniano w nich wiele błędów przez złe określenie położenia geograficznego i nieprecyzyjne pomiary głębokości. Ze statku wysyłano impuls dźwiękowy, na podstawie którego głębokość określano poprzez podzielenie prędkości dźwięku (około 1500 metrów na sekundę) przez połowę czasu potrzebnego do zarejestrowania echa dna oceanicznego (połowę czasu, ponieważ całkowity obejmował odbicie echa od statku do dna morskiego i z powrotem). Były to wczesne systemy pomiaru głębokości w jednym punkcie, zwykle poniżej stępki statku – nazywano je echosondami jednowiązkowymi.

Historia obrazowania dna morskiego – Echosondy wielowiązkowe

Dopiero w 1957 roku Marie Tharp i Bruce Charles Heezen stworzyli pierwszą trójwymiarową mapę fizjograficzną basenów oceanicznych. Wykorzystano do tego komputery, które dzięki możliwości dokonywania szybkich obliczeń dużych ilości danych ułatwiły stworzenie tej mapy. Spowodowało to tworzenie wizualizacji dna morskiego metodą cyfrową, gdzie zaczęto je odwzorowywać z dosyć dużą szczegółowością. To właśnie dzięki nim we współpracy z nowopowstałą organizacją NOAA stworzono pierwszą cyfrową mapę dna oceanicznego w 1970 roku na podstawie rejestrowania dźwięków hydroakustycznych (od metod sonarowych i lidarowych po wysokościomierze). Coraz bardziej powszechne było mapowanie batymetryczne wielu wiązek, które od pojedynczych różniły się tym, że dźwięk jest przenoszony poniżej i na boki statku, dzięki czemu było możliwe uzyskanie pełnego obrazu dna oceanicznego, a nie jedynie pojedynczych punktów, jak w przypadku echosond jednowiązkowych. Dodatkowo, uzyskane pomiary były automatycznie rejestrowane na komputerze i przetwarzane w taki sposób, że mogły być zapisane w formie mapy.

Historia obrazowania dna morskiego – Batymetria laserowa

Dopiero pod koniec lat 70. XX wieku zaczęto prowadzić badanie dna oceanicznego z wysokości przy pomocy lotniczej batymetrii laserowej (ALB), która zapewniała obrazy o wyższej jakości i kolorze. Dzięki stałemu doskonaleniu metod i dużej ilości zebranych danych doprowadziło do wykreowania jednego z pierwszych kolorowych obrazów podwodnego środowiska tworzonych na komputerze. Dzięki pomiarom laserowym w 2013 roku opracowano nową międzynarodową mapę batymetryczną Oceanu Południowego (IBSCO). Cały proces trwał aż 5 lat. Mapa obejmuje 48 mln km². Obszar zmierzono aż do imponującej głębokości 7432 m (ten najgłębszy punkt jest zwany Głębią Factorian). Później rozszerzono pomiary również o obrazy z satelitów. Mapy dna oceanicznego wykonane na podstawie zdjęć satelitarnych można śledzić przy pomocy Google Earth z zaciszu swojego domu.

2G Robotics i mapowanie dna przy pomocy robota z laserem

W 2016 roku firma 2G Robotics dokonała przełomu w dziedzinie mapowania dna oceanicznego z wykorzystaniem robota typu ROV oraz zamontowanego na nim skanera laserowego ULS-500 służącego do skanowania dna oceanicznego. To właśnie w tym roku odbyły się testy praktyczne, gdzie przy pomocy wspomnianego robota pracownicy mapowali dno morskie Zatoki Monterey w Kalifornii metodą laserową, po czym automatycznie generowano na tyle dokładną mapę, że było na niej widać nawet pełzającego kraba. Skanery podwodne firmy 2G Robotics generują w czasie rzeczywistym modele 3D bardzo wysokiej rozdzielczości w rzeczywistej skali. Celem badania mogą być podwodne instalacje, wraki, organizmy i warunki danego otoczenia. Zastosowana technologia sprawia, że pozyskiwane dane są znacznie dokładniejsze, niż pozyskiwane są w oparciu o technologię bazującą na fotografii czy akustyce.

Projekt Seabed 2030 i wizja pełnej mapy dna oceanicznego

W 2017 roku powstał projekt Seabed 2030 mający na celu zmapowanie całego dna oceanicznego i udostępnianie danych dla Google Earth. Projekt powstał we współpracy The Nippon Foundation z GEBCO (General Batymetric Chart of the Oceans) i jest on częścią większej inicjatywy kierowanej przez ONZ, zwanej The Ocean Decade. O ile wcześniej nową metodą zmapowano jedynie 6% wszystkich oceanów, o tyle do końca 2021 roku było to już 19% (a dokładniej 14,5 mln m² dna oceanicznego, czyli niemalże dwukrotnie większa powierzchnia, niż wynosi terytorium Australii). W połączeniu z dotychczasowymi danymi ukazano szczegółowy obraz tysięcy podwodnych gór wznoszących się na kilometr lub więcej ponad dno oceanu, co umożliwiło również geofizyce nowe metody badania słabo poznanych czy niedostępnych basenów morskich, a nawet procesów, jakim jest chociażby rozrastanie się dna w rejonie grzbietu śródoceanicznego (inaczej spreading dna morskiego). Mapa została opisana w czasopiśmie „Science”.

Mówiąc o projekcie Seabed 2030 nie można również pominąć jego największego sponsora indywidualnego, jakim jest miliarder Victora Vescovo i załoga jego osobistego statku badawczego, DSSV Pressure Drop, którzy dokonali w zaledwie 10 miesięcy samodzielnie analizy największych głębin wszystkich pięciu największych oceanów Ziemi, do których Vescovo zszedł osobiście w niewielkiej podwodnej kapsule. Swoją misję zakończyli we wrześniu 2019 roku. Podczas eksploracji wykorzystano instrumenty batymetryczne, aby zmapować punkty, w których nurkował miliarder, na podstawie których sporządzono mapę obszaru odpowiadającego wielkością powierzchni Francji, z czego ponad połowa zbadanych przez niego terenów nigdy wcześniej nie była rejestrowana. Pomimo ekscentrycznego stylu życia, Victor Vescovo jako miłośnik oceanografii przysłużył się do rozwinięcia mapowania dna oceanu jak jeszcze żaden inny człowiek.

Terradepth i Abraham – Pierwsza autonomiczna łódź podwodna do mapowania

Ze względu na boom, jaki pojawił się w związku z konkurencją do mapowania dna oceanów, powstało wiele nowych technologii – w końcu stawką w grze jest stworzenie pierwszej pełnej mapy dna oceanicznego. Dlatego nic dziwnego, że coraz więcej firm czy organizacji przyłącza się do wyścigu, kto jako pierwszy tego dokona. Nie inaczej jest z firmą Terradepth z Teksasu, który opracował pierwszą autonomiczną, bezzałogową łódź podwodną Abraham napędzaną silnikiem Diesela zasilanego ogniwami wodorowymi, która ma na celu wykonywać samodzielnie obrazowanie dna morskiego aż przez 60 dni z rzędu ciągiem. Prototyp wkrótce rozpocznie testy w Zatoce Meksykańskiej, gdzie samodzielnie będzie zbierał dane, analizował je i na ich podstawie wyznaczał sobie nowe zadania, całkowicie bez udziału człowieka.

Drony podwodne w mapowaniu dna oceanicznego

Kolejnym zawodnikiem w wyścigu są podwodne drony, takie jak chociażby Orfeusz czy Salidrone wyposażone w kamery, które zostały stworzone w 2019 roku. Należący do NASA dron Orfeusz ma za zadanie poszukiwanie form życia w najgłębszych punktach oceanu, a przy okazji musi wykonywać mapowanie dna morskiego. Nie wiadomo, co tak naprawdę dzieje się w najgłębszych otchłaniach oceanu, szczególnie w strefie Hadal (której nazwa wywodzi się od Hadesa, greckiego boga świata podziemnego – stąd też analogicznie dronowi nadano nazwę Orfeusz, gdyż jego celem jest zejście do oceanicznego Hadesu), która zaczyna się od głębokości 6000 metrów. To właśnie w tej strefie występuje aż 45% wód oceanicznych, jednak ze względu na swoją głębokość nadal pozostaje ona tajemnicą. To właśnie do zbadania tych głębin został wyznaczony dron Orfeusz. Nie jest jeszcze znana dokładana data rozpoczęcia testów praktycznych na otwartych wodach.

Kolejnym zawodnikiem jest dron Salidrone zbudowany przez producenta dronów morskich Alameda. Jest to na razie największy bezzałogowy pojazd liczący sobie aż 22 metry długości, który posiada napęd wiatrowy i będzie wykonywał topografię dna morskiego bez zanurzania się dzięki wyposażeniu w sonar docierający do 7000 m głębokości. W założeniach producenta ma on nieprzerwanie wykonywać mapowanie dna przez okres 12 miesięcy. Został stworzony z myślą o misjach długoterminowych, których na celu jest badanie wpływu zmian dna morskiego na kształtowanie klimatu. Ma on dokonywać również pomiarów węgla w oceanie i analizę biomasy. Może on również zbierać DNA ze słupa wody. Testy rozpoczęto we wrześniu 2022 - zakończył się pomyślnie i uchwycił obraz z powierzchni morza z huraganu 4-tego stopnia Fiona.

Dodatkowe źródła dla zainteresowanych:

Mapowanie dna oceanicznego:

1.https://schmidtocean.org/cruise-log-post/seafloor-mapping-continues/
2.https://schmidtocean.org/cruise-log-post/the-ocean-havent-we-already-mapped-it/
3.https://schmidtocean.org/cruise-log-post/increasing-resolution/
4.https://csl.noaa.gov/groups/csl3/instruments/floe/programs.html
5.https://oceanx.org/
6.https://mlodytechnik.pl/technika/28989-czarne-dziury-oceanu
7.https://mlodytechnik.pl/news/22936-szczegolowa-mapy-dna-oceanow
8.https://divers24.pl/27207-mapowanie-dna-morskiego-z-wykorzystaniem-najnowszych-technologii/
9.https://mlodytechnik.pl/news/31051-ocean-poludniowy-nieco-mniej-tajemniczy-mamy-nowa-mape
10.https://pl.411answers.com/a/jakie-urzadzenie-sluzy-do-mapowania-dna-oceanu.html
11.https://geoforum.pl/news/18529/mapa-rzuca-nowe-swiatlo-na-dno-oceanow
12.https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2019.00241/full
13.https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C402127%2Cmapy-dna-morskiego---bogatsze-o-tysiace-gor.html
14.https://hmn.wiki/pl/Seafloor_mapping
15.https://centrumnauki.eu/o-dnie-oceanow-wiemy-niewiele/
16.https://www.pgi.gov.pl/gdansk/geologia-morza-i-wybrzeza/opracowania/6393-mapa-geologiczna-dna-baltyku.html
17.https://geekweek.interia.pl/nauka/news-naukowcy-zmapowali-dno-oceanu-poludniowego-wokol-antarktydy-,nId,6081941
18.https://www.bluelife.pl/rozpuszczanie-sie-dna-morskiego-spowodowane-zakwaszeniem-oceanow/
19.https://csl.noaa.gov/groups/csl3/instruments/floe/programs.html

HMS Challenger i Mountain in the Sea:

20.https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/03mountains/background/challenger/challenger.html
21.https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/03mountains/welcome.html
22.https://divediscover.whoi.edu/history-of-oceanography/the-challenger-expedition/
23.http://facta-nautica.graptolite.net/corvettes/Challenger.html

LIDAR:

24.https://oceanservice.noaa.gov/facts/lidar.html
25.https://www.deepreef.org/2009/10/01/lidar/
26.https://coast.noaa.gov/data/digitalcoast/pdf/lidar-101.pdf
27.https://www.researchgate.net/publication/331345622_Mapping_Ocean_Waves_using_LIDAR_Technology
28.https://hxgnspotlight.com/beneath-the-waves-promote-ocean-conservation-lidar-scanning/
29.http://ccom.unh.edu/theme/lidar

Seabed 2030:

30.https://www.portalmorski.pl/inne/45626-odwzorowano-juz-niemal-20-proc-dna-oceanow
31.https://www.gospodarkamorska.pl/rybolowstwo-globalna-mapa-dna-oceanow-powstaje-pomimo-kryzysu-50973
32.https://www.national-geographic.pl/artykul/do-2030-roku-ma-powstac-mapa-dna-wszystkich-oceanow
33.https://www.chip.pl/2022/07/mapowanie-dna-morskiego-seabed-2030

Satelity w badaniu dna morskiego i Google Earth:

34.https://earth.google.com/web/
35.https://gisplay.pl/nawigacja-satelitarna/4870-nowa-mapa-dna-oceanu.html
36.https://techno-senior.com/2019/09/23/eksploracja-oceanu-jest-mozliwa-z-domu-wystarczy-internet/
37.https://nauki-o-ziemi.narkive.pl/oaXZrmp4/co-to-za-podwodne-struktury-w-pobli-u-6-n-85-55-w

Terradepth i drony do mapowania dna oceanicznego:

38.https://spidersweb.pl/2021/06/terradepth-mapy-oceanow.html
39.https://businessinsider.com.pl/technologie/nauka/nasa-tesuje-podwodnego-drona-do-szukania-form-zycia/tekv5zx
40.https://www.bluelife.pl/14925-morski-dron/
41.https://www.saildrone.com/
42.https://www.saildrone.com/press-release/saildrone-video-hurricane-fiona
43.https://spidersweb.pl/2021/05/autonomiczne-drony-plywajace-saildrone.html

Dzidki, dzisiaj poruszę temat, który nie jest na pewno odpowiedni dla osób o słabych nerwach (ale nie będę też zamieszczać zbyt ohydnych zdjęć, bo nie wiem, czy tak przejdzie) – a mianowicie utylizację martwych wielorybów, które przez fale co jakiś czas są wyrzucane na plażę w wielu miejscach z dostępem do morza na całym świecie. Nie zamieszczę tego w dziale „Hard”… dlaczego? Bo jest to związane z naturalnym końcem życia zwierzęcia, zakończeniem jego cyklu często w sposób naturalny i równie dobrze takie materiały mogą pojawić się w filmach dokumentalnych. Nie będę też tego oznaczać 18+, bo to żadna erotyka, znęcanie się ani nic z tych rzeczy – ot, czysta wiedza o zakończeniu życia zwierzęcia, tylko trochę więcej tematyki, która u niektórych może tą odrazę jednak budzić. Dlatego dla bezpieczeństwa piszę ostrzeżenie dla osób wrażliwych za widok krwi i poćwiartowanych ciał zwierząt, a także tematy rozkładu, gnicia i gazów – dla zasady, żeby nie było, że nie ostrzegałam. Dlaczego usuwanie ciał martwych wielorybów wyrzuconych na plażę to taki duży problem i czemu angażuje aż tyle osób? Oczywiście ma to związek nie tylko z rozmiarem samego zwierzęcia, ale również procesem zachodzącym wewnątrz jego wnętrzności.

Dlaczego martwe wieloryby poddaje się utylizacji?

Każde zwierzę kiedyś kończy swój żywot… również wieloryby, u których długość życia często waha się od 100 do nawet 200 lat w zależności od gatunku. I problemem nie jest tylko ich wielkość, ale również procesy, które zachodzą wewnątrz ich ciał nawet po śmierci. Otóż układ pokarmowy wieloryba nawet po zakończeniu jego życia pracuje przez jeszcze nawet ponad 2 dni w zależności od gatunku, chociaż były też takie, które pracowały trzy dni. To teraz wyobraźcie sobie procesy trawienne, które dalej zachodzą w organizmie tak dużego zwierzęcia… nie pomijając również produkcji gazów (głównie siarkowodoru i metanu) – nie tylko w samych jelitach, ale również w żołądku. Nie wspominając już o gazach wydzielanych przez gnicie narządów wewnętrznych w martwym zwierzęciu, które jest poddane nadmiernej ekspozycji na słońce, przez co często wnętrze wieloryba szybciej wypełnia się gazami powodując rozepchanie go od środka i nadęcie niczym ogromny balon… a potem bam! Eksplozja! I to nie byle jaka, bo nie dość, że towarzyszy jej potężny odór, to jeszcze siła eksplozji może być tak duża, że może spowodować śmierć kilku blisko stojących ludzi lub skutkować poważnym uszkodzeniem ich ciała. Dlatego też pozostawienie takiego wieloryba na plaży bez zgłoszenia jest bardzo niebezpieczne – chociaż pomimo tego często gromadzi się wiele przechodniów, którzy pomimo ostrzeżeń przyglądają się zjawisku czy całej akcji utylizacyjnej… jednak niekiedy mogą tego pożałować, o czym dalej.

Utylizacja wielorybów – Bardzo kosztowny proces

Chociaż na pierwszy rzut oka utylizacja wieloryba może wydawać się czymś normalnym, tak naprawdę jest operacją wymagającą co najmniej obecności kilku specjalistów, a także ogromnego sprzętu, dużego zespołu osób zajmujących się utylizacją, pobrań próbek zwierzęcia w celu oceny przyczyn jego śmierci, czasami wielkogabarytowych środków transportu, a także… szybkiego przeprowadzenia wszystkich etapów utylizacji, gdyż taki osobnik może wybuchnąć powodując nie tylko zagrożenie dla otoczenia, ale również skażenie środowiska, jeśli był czymś zatruty lub chory – gdyż blisko brzegu zazwyczaj podpływają właśnie osobniki chore lub bardzo stare, kiedy czują, że ich koniec jest już bliski. Dlatego właśnie praca przy utylizacji takich zwierząt w krajach, gdzie problem jest częsty jest bardzo opłacalne – jeden dzień utylizacji takiego wieloryba o wadze 3 ton to ok. 180 tysięcy $, czyli koszt usunięcia osobników o dwukrotnie większej masie to 360 tysięcy $.

Jednak mimo tego, że wynagrodzenie pracowników fizycznych pracujących przy utylizacji w wielu krajach jest niezwykle wysokie, nie cieszy się zbytnim zainteresowaniem – wiąże się z nieprzyjemnym widokiem, strasznym odorem, brudną robotą i ryzykiem eksplozji, w wyniku której może dojść do uszkodzenia ciała czy nawet śmierci. W dodatku wymaga wytrzymałości fizycznej i szybkiego podejmowania działań. Do tej pory w tym zawodzie pracowała tylko jedna kobieta w zespole z Australii oraz pięć z Tajwanu. Takiej pracy zwykle podejmują się mężczyźni, chociaż nie ma przeciwwskazań, żeby kobiety też pracowały – na przykład podczas ćwiartowania zwierzęcia na łatwe do przeniesienia do transportu czy zakopania kawałki przy pomocy piły łańcuchowej.

Jak w ogóle przebiega utylizacja martwych wielorybów?

W wielu krajach, gdzie problem jest bardzo powszechny, monitorowaniem wybrzeży zajmuje się NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), która również pobiera próbki z ciał martwych wielorybów do ustalenia przyczyny ich śmierci. Jeśli to w wyniku starości – zwierzę ćwiartuje się i zakopuje na plaży albo rzuca kawałki do oceanu, aby mogły pożywić się nimi rekiny. Jednak jeśli zwierzę zmarło w wyniku choroby lub zatrucia (na przykład spożyciem zbyt dużej ilości plastiku), należy je rozłożyć i poddać utylizacji w specjalnym miejscu, a pocięte ciało przetransportować w kontenerach. Jeżeli zwierzę nie jest wzdęte i krótko leży na brzegu, a także nie było chore ani nie uległo śmierci w wyniku zatrucia, można podzielić je na kawałki przy użyciu niewielkiej ilości ładunków wybuchowych, które dokładane są stopniowo. Zazwyczaj zasypuje się później resztki piaskiem przywiezionym przyczepami, żeby uniknąć gnicia na słońcu i wydzielaniu uciążliwego odoru lub po prostu zakopuje w ziemi.

Błędy podczas utylizacji wielorybów i ich skutki

Jednak zanim doszło do ustalenia konkretnych procedur postępowania, ludzkość zaliczyła kilka wpadek w historii… jak chociażby słynny wybuch martwego wieloryba we Florencji w 1970 roku, który uważany jest za największy w historii. Jak do tego w ogóle doszło? Poza tym, że akcja przebiegała powoli, bo zwierzę było już bardzo wypełnione gazami, podłożono ładunki wybuchowe, aby znacznie łatwiej je poćwiartować… tyle, że podłożono ich o wiele za dużo… i pod bardzo wzdętego wieloryba o masie aż 6 ton! Nie trzeba chyba dużo mówić, żeby wyobrazić sobie, jakie to było w skutkach – wybuch był ogromny (skumulowany z dużej ilości ładunków wybuchowych i 6 ton wypełnionego siarkowodorem i metanem zwierzęcia). Widowisko przyszło „podziwiać” wiele gapiów, jednak wybuch spowodował nie tylko wiele uszkodzeń środowiska naturalnego, ale również rozrzucenie wnętrzności zwierzęcia w promieniu kilku kilometrów od miejsca wybuchu. Jakież musiało być zdziwienie gapiów, których zalały odłamki bardzo śmierdzących i ociekających krwią wnętrzności… Właśnie dlatego lepiej trzymać się od takich miejsc z daleka.

Kolejny przypadek miał miejsce w mieście Tainan na Tajwanie w 2004 roku, gdzie zapadła decyzja, aby całego 17-metrowego wieloryba przetransportować autolawetą do przewozu dużej ilości samochodów przez środek zatłoczonego miasta, aby ciało martwego zwierzęcia zbadać w ośrodku badawczym. Nie trzeba być Wróżem Maciejem, żeby przewidzieć, że wieloryb może wybuchnąć na środku ulicy powodując nie tylko uszkodzenie infrastruktury, ale też kilkadziesiąt osób rannych (na szczęście żadna nie stała na tyle blisko, aby były jakieś śmiertelne), a także zalanie kilku ulic ogromem krwi i wnętrzności, z których wydobywał się straszny odór (już nie mówiąc o przechodniach czy właścicielach lokali).

Kiedy do akcji wkracza… drogówka

Pomimo tego, że NOAA wytyczyła szczegółowe wytyczne postępowania w przypadku wyrzucenia na brzeg martwego wieloryba, część krajów, gdzie jest to zjawisko rzadkie lub nie przeznaczających odpowiednich nakładów finansowych dalej bagatelizuje problem, bo przecież nie jest to takie częste, jak chociażby w Australii czy Azji Południowej. I niestety… na tej liście jest też Polska, gdzie po 40-letniej przerwie w 2015 roku wyrzuciło wieloryba przy plaży w Stegnie, zaś w 2018 roku w Mierzei Wiślanej pomiędzy Skowronkami a Kątami Rybackimi. I zgadnijcie, kto zajął się utylizacją tych stworzeń… tak, drogówka. Niestety w wielu latach krajach takie akcje przeprowadza po prostu pomoc drogowa.

Dodatkowe źródła dla zainteresowanych:

1.http://www.nauklove.pl/uwazaj-martwe-wieloryby/
2.https://nauka.rocks/eksplodujacy-wieloryb/
3.https://myanimals.com/pl/nowosci/nowosci-nowosci/dzikie-zwierzeta/martwe-wieloryby-dlaczego-wybuchaja/
4.https://www.noaa.gov/
5.https://www.gospodarkamorska.pl/mw-sluzby-morskie-pomorskie:-martwy-wieloryb-usuniety-z-plazy-kolo-katow-rybackich-32308
6.https://pl.wordssidekick.com/24821-how-do-you-dispose-of-dead-whale
7.https://letstalkscience.ca/educational-resources/stem-in-context/can-whales-really-explode
8.https://www.wired.com/2016/05/get-rid-dead-rotting-whale-beach-hint-dont-blow/
9.https://www.kqed.org/science/1943544/what-happens-to-the-bodies-of-dead-whales
10.https://theconversation.com/dead-whales-are-expensive-whose-job-is-it-to-clear-them-up-37528
11.https://www.rnz.co.nz/news/world/450017/when-a-whale-dies-it-becomes-a-stinky-feast-for-sharks-tiny-shore-animals-and-scientists
12.https://www.theguardian.com/environment/2022/sep/23/whale-strandings-what-happens-after-they-die-and-how-do-authorities-safely-dispose-of-them
13.https://www.laitimes.com/en/article/gxd1_h9q8.html

Dzidki, jak zapewne wiecie, w głębinach oceanu nie ma mowy o ciszy – hałas powoduje wiele rzeczy: statki, wieloryby, delfiny, orki, uderzające o kamienie fale, erupcje podwodnych wulkanów, łodzie podwodne czy ocierające się o siebie płyty tektoniczne, a nawet wiele więcej. Od wielu lat National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) prowadzi badania akustyki w oceanie przy pomocy Sound Surveillance System (SOSUS) wyposażonego w sonary pasywne, co pozwoliło nie tylko na rozpoznanie zwyczajów organizmów żywych czy tyczenie głębokości dna oceanu w danym punkcie, dla również w ustalaniu punktów oceanicznych trzęsień ziemi. Jednak od 1991 roku zaczęto rejestrować bardzo głośne i specyficznie brzmiące dźwięki pomiędzy południowo-zachodnim krańcem Ameryki Południowej a północno-wschodnim Australii. Są to dźwięki bardzo głośne, ale nadawane na niskich częstotliwościach i rozłożone w czasie, dlatego niekiedy trzeba je odtwarzać w przyspieszeniu, aby ich szczegóły były lepiej rozpoznawalne przez ludzki słuch. Najwięcej z niezidentyfikowanych dźwięków o dużej głośności zarejestrowano w 1997 roku (aż 4 z 6). Jeśli pamiętacie Bloop, Upsweep i Julię, to teraz przyszedł czas na te, o których niewiele wiadomo, czyli: Slowdown, Train i Whistle. Nagrane przy pomocy hydrofonu dźwięki do tej pory nie zostały dobrze zidentyfikowane – do dzisiaj pozostając zagadką dla oceanografów i sejsmologów, którzy po dziś dzień starają się rozwiązać zagadkę.

Slowdown – Spowalniający dźwięk i legenda o Krakenie

Slowdown został zarejestrowany po raz pierwszy dnia 19 maja 1997 roku na Oceanie Pacyficznym. Charakteryzuje go stale zmniejszająca się prędkość przez cały czas jego występowania, zaś czas jego trwania wynosił około 4 minuty 46 sekund. Po analizie fal akustycznych wysnuto pierwszą teorię, a mianowicie, że może to być gigantyczna kałamarnica, gdyż fale akustyczne bardzo się pokrywały z tym gatunkiem. Z początkiem obstawiano kałamarnicę olbrzymią, jednak… biorąc pod uwagę zadziwiającą głośność dźwięku, musiałaby ona być znacznie większa od dotychczas nam znanych. Nawet dotychczas zarejestrowane osobniki kałamarnicy olbrzymiej o długości przekraczającej 18 m nie byłyby w stanie wydać aż tak głośnego dźwięku. Dlatego też zaczęto spekulować, czy możliwe jest, żeby osobniki tego gatunku osiągały jeszcze większe rozmiary… i to o wiele większe. Media dosyć szybko podłapały temat i zaczęły snuć domysły opierające się o legendę o potworze z mackami z dawnych opowieści, który zatapiał całe statki… czyli o Krakenie. Jednak NOAA szybko zdementowała plotki, gdyż zwierzę musiałoby mieć nawet ponad 60 m długości, co oznacza, że trudno byłoby przegapić aż takiego osobnika. Przy bardziej wnikliwej analizie wyszło, że fale akustyczne nie do końca się pokrywają, a jedynie ich część. Dlatego bardziej skłaniano się do kolejnej teorii na temat niezwykle wolno obsypującego się kawałka góry lodowej, która pomału osuwała się do oceanu z niewielkiej wysokości, zaś odłamek musiał być niezwykle ciężki, stąd też taki specyficzny dźwięk. Jednak teorii tej nigdy nie udało się w pełni potwierdzić. Dźwięk ten rejestrowano kilkukrotnie w nieregularnych odstępach aż do 2008 roku – po nim w miejscu zarejestrowania pierwszego Slowdown pojawił się zupełnie odwrotny dźwięk – przybierający na szybkości, który nazwano „Speedup”. Ze względu na to, że fale akustyczne nie pokrywały się z tymi spadającymi do wody, podejrzewano, że te z kolei są wywołane przez asejsmiczną sferę reagującą na przypływ, które zostało to zinterpretowane dokładniej jako odzwierciedlenie energii akustycznej uziemionej góry lodowej reagującej na zmieniające się pływy.

Whistle – Bardzo głośny, tajemniczy gwizd z odmętów oceanu

Whistle to dźwięk o dużej głośności brzmiący jak cichy gwizd trwający prawie 14 minut. Został on zarejestrowany 7 lipca 1997 roku na Pacyfiku przez zaledwie jeden hydrofon (podwodny mikrofon) należący do NOAA. Jest to najkrócej trwający z niezidentyfikowanych dotychczas dźwięków o dużej głośności zarejestrowanych w głębinach oceanu. Ten dźwięk pozostaje jednym z najtrudniejszych do zidentyfikowania, gdyż był jednorazowy, występował na bardzo dużej głębokości i do tej pory nie pojawiła się żadna kolejna szansa na dokonanie jego pomiaru. Po kilkudziesięciokrotnym sprawdzeniu długości fal akustycznych przez sejsmologów, kiedy odkryto, że blisko miejsca jego zarejestrowania znajduje się skupisko podwodnych wulkanów, wysnuto wstępną teorię, że mógł to być dźwięk wydany przez jeden z nich, gdyż był podobny do tego wydanego przez podwodny wulkan Marina znajdującego się nieopodal zachodniej Samoa. Jednak nigdy nie potwierdzono tej teorii ze względu na to, że takie badania wymagają minimalnie trzykrotnego powtórzenia sekwencji dźwięków o podobnej częstotliwości i prędkości.

Train – Czyżby podwodny pociąg?

Dźwięk przypominający jadący pociąg, który został zarejestrowany dnia 5 marca 1997 roku przez hydrofony NOAA i trwający niecałe 10 minut. Jest jedynym znajdujący się dalej od pozostałych pięciu niezidentyfikowanych dźwięków. Zlokalizowany został bliżej Morza Rossa niedaleko Przylądka Adare na Antarktydzie, przez co powstała teoria, że dźwięk ten został wywołany bardzo powoli osuwającym się do morza kawałkiem lodowca, co w efekcie przypomina jadący po torach pociąg. Dźwięk jest prawie stały przy około 32-35 Hz. Wysnuto teorię, że został najprawdopodobniej wygenerowany przez bardzo dużą górę lodową, która osiadła na Morzu Rossa. Dźwięk jest generowany, gdy góra lodowa powoli się porusza i ciągnie duży odłamek po dnie morskim, które jest tam zamarznięte, dlatego jego wystający odłamek nieco odbija się od niego – to właśnie stąd ma pochodzić dźwięk przypominający jadący pociąg. Jednak podobny dźwięk nie powtórzył się do tej pory, dlatego teoria nie została jeszcze potwierdzona.

Rozwiązanie zagadki Bio Duck po ponad 50 latach pomiarów

W 2013 roku rozwiązano dopiero tajemnicę zarejestrowanego dziwnego dźwięku odkrytego w 1960 roku nieopodal Antarktydy, któremu nadano miano Bio Duck ze względu na to, że przypominał kwakanie. Od tamtego razu dźwięk zarejestrowano wielokrotnie, jednak przez ponad 50 lat naukowcy nie mogli ustalić jego źródła. Początkowo zakładano tak, jak w większości przypadków niezidentyfikowanych dźwięków, czyli osuwanie się fragmentów góry lodowej do wody. Jakież było więc zdziwienie, że charakterystyczne „kwaknięcia” (o częstotliwości od 60 do 100 Hz powtarzające się plus minus co 3.1 sekundy) wydają organizmy żywe, a konkretniej duże ssaki morskie, jakimi są płetwale antarktyczne. Przez 53 lata nagrano sumarycznie aż ponad 26 godzin w postaci 32 rejestrów i dopiero po tym czasie odkryto, co jest ich źródłem. Okazało się, że dźwięk wydawany przez te stworzenia zmienia się, kiedy docierają do bardzo grubych kawałków lodu, co umożliwia im zwiększenie słyszalności w trudnych warunkach i komunikację ze swoim stadem, co pomaga im znaleźć drogę, którą mogą przepłynąć bez utknięcia pomiędzy dryfującymi kawałkami gór lodowych.

Tajemniczy gwizd z Karaibów

W 2016 roku na Morzu Karaibskim namierzono dźwięk o niezwykle niskim natężeniu, który znajduje się daleko poza zakresem słyszalności ludzkich uszu. Naukowcy z Uniwersytetu w Liverpoolu odbywali w tamtym czasie wyprawę na Ocean Atlantycki, kiedy rejestracja tego dźwięku na Morzu Karaibskim zwróciła ich uwagę. Dzięki aparaturze do pomiaru akustyki podwodnej odnotowano dźwięk przypominający gwizd. Wszystko wskazywało na dźwięk pochodzący od ogromnego obiektu  znajdującego się pod wodą, jednak nie było wiadomo, czy pochodził od żywego stworzenia czy może miał swoje źródło w innym zjawisku, jak osuwanie się niedużych odłamków gór lodowych czy erupcja niezbyt dużych podwodnych wulkanów. Nie był on aż tak głośny, jak sześć słynnych niezidentyfikowanych dźwięków (Bloop, Julia, Upsweep, Train, Whistle, Slowdown). Jednak bardziej wnikliwa analiza fal akustycznych pomogła szybko ustalić ich źródło. Jednak to, co odkryli zaskoczyło ich – były to fale oceaniczne na tyle duże, że wchodziły w interakcję z dnem. Jest to zjawisko interferencji fal morskich, gdzie dochodzi do powstania dźwięku przypominającego poniekąd śpiew (być może to właśnie dlatego powstała legenda o zgubnym śpiewie syren na Karaibach). Nazywa się je falami Rossby'ego lub falami planetarnymi (druga nazwa wzięła się z tego, że charakterystyczne gwizdy mogą być rejestrowane nawet z kosmosu), gdyż ich dynamika jest związana ze zmianą siły Coriolisa wraz z szerokością geograficzną, przez co uderzając o dno wydają charakterystyczny dźwięk, który podczas przyspieszenia przypomina przyjemny zespół gwizdów, które przypominają niemalże śpiew.

Dodatkowe źródła dla zainteresowanych:

1.https://www.pmel.noaa.gov/acoustics/sounds/noise97139.html
2.https://www.pmel.noaa.gov/acoustics/sounds/whistle.html
3.https://www.pmel.noaa.gov/acoustics/sounds/train.html
4.https://mlodytechnik.pl/technika/30104-tajemnicze-dzwieki-z-glebin
5.https://www.mentalfloss.com/article/62731/9-strange-sounds-no-one-can-explain
6.https://coil.com/p/WannaWanga/Unexplained-Sounds/W53AOz4IF
7.https://journals.biologists.com/jeb/article/213/21/3748/9994/Sound-detection-by-the-longfin-squid-Loligo
8.https://www.remcodiving.com/mysterious-sounds-recorded-in-the-ocean/
9.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24759372/
10.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28280544/
11.http://www.acoustics.asn.au/conference_proceedings/AAS2004/ACOUSTIC/PDF/AUTHOR/AC040012.PDF
12.https://www.scientificamerican.com/podcast/episode/why-a-bio-duck/
13.https://phys.org/news/2014-04-mysterious-bio-duck-southern-ocean-minke.html
14.https://www.huffpost.com/entry/caribbean-rossby-whistle_n_576b5b45e4b09926ce5dcab3
15.https://globalnews.ca/news/2779273/caribbean-sea-makes-whistling-sound-that-can-be-heard-from-space/
16.https://www.sciencealert.com/a-strange-low-pitched-sound-is-coming-from-the-caribbean-sea
17.https://www.wikiwand.com/en/List_of_unexplained_sounds
18.https://www.wikiwand.com/en/National_Oceanic_and_Atmospheric_Administration
19.https://www.wikiwand.com/en/Equatorial_Pacific_Ocean_autonomous_hydrophone_array

Dzidki, jeśli zainteresowały Was niezidentyfikowane, głośne dźwięki dobywające się z dna oceanu, jak Bloop czy Upsweep, być może zainteresuje Was również Julia – najmłodszy z odkrytych dźwięków, który też zarejestrowano kilkukrotnie. Został zarejestrowany przez NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) dnia 1 marca 1999 roku, który trwał przez 2 minuty 43 sekundy (jedni twierdzili, że dźwięk trwał 15 sekund, inni słyszeli go jeszcze przez ponad 2 minuty, dlatego bardzo ciężko było ustalić jego rzeczywistą długość). Był na tyle głośny, że było go słychać przez cały zestaw równikowych hydrofonów Pacyfiku. Opisywany jest jako dźwięk „skomlący” czy „ujadający”. Co zatem odróżnia go od innych tego typu dźwięków? Otóż interesujące zdjęcia satelitarne wykonane przez NASA w miejscu występowania tego dźwięku.

Najmłodszy dźwięk z głębi oceanu i sonarowe rozpoznanie dna oceanu

W 1999 roku amerykańska instytucja rządowa NOAA zajmująca się prognozowaniem pogody, przewidywaniem klęsk żywiołowych, sztormów i wielu innych ekstremalnych zjawisk pogodowych zarejestrowała skomlący, głośny dźwięk, który nazwano „Julia”. Jest to ostatni z sześciu zarejestrowanych podwodnych dźwięków nieznanego pochodzenia. Niniejszej rejestracji dokonano przy pomocy zdemobilizowanego systemu wojskowego SOSUS (Sound Surveillance System), który jest specjalnym systemem obserwacji akustycznej - dokonuje jej przy pomocy sensorów pasywnych. Urządzenie to potrafi rejestrować dźwięki z wielkich przestrzeni oceanicznych. Początkowo wykorzystywany był do namierzania radzieckich okrętów podwodnych, jednak z czasem zmieniono je w narzędzie pomiarowe do badania dna oceanu wykorzystując zasięg sonarowy.

Również w późniejszych latach powtarzające się dźwięki „Julia” zostały zarejestrowane w ramach Projektu Monitoringu Akustycznego Programu VENTS (The Acoustic Monitoring Project of the VENTS Program), który zaczęto prowadzić od sierpnia 1991 roku przy użyciu sieci Systemu Kontroli Dźwiękowej Amerykańskiej Marynarki Wojennej oraz podwodnych hydroskopów. Warto podkreślić, że zasięg sonarowego rozpoznania oceanicznego obejmuje mniej niż 1% obszaru dna oceanów, zaś pełne pokrycie ich hydrofonami, do którego niestety jest jeszcze bardzo daleko, pozwoliłoby wyjaśnić liczne zagadki (nie tylko zaginione wraki czy samoloty, ale również niezidentyfikowane dźwięki, których źródło można byłoby wtedy znacznie łatwiej ustalić). Ponadto udałoby się w znacznie większym stopniu eksplorować dno oceaniczne, zgłębić życie wielu gatunków morskich czy zaobserwować inne zjawiska, jak erupcje podwodnych wulkanów czy tarcie płyt tektonicznych.

Powtarzające się rejestracje dźwięku Julia a teoria nowego gatunku

Począwszy od 1999 roku, wszystkie zarejestrowane do tej pory dźwięki „Julia” blisko miejsca jego występowania były wystarczająco głośne, aby mogły je odebrać dwie różne stacje, oddalone od siebie o kilka kilometrów. Oceanolodzy przypuszczali, że skomlące sygnały mogły pochodzić od jakiegoś gigantycznego morskiego stworzenia czającego się w głębi oceanu. Z początku badacze z NOAA wykluczyli źródło biologiczne zarejestrowanego dźwięku, zakładając, że nawet jeśli jakieś żywe stworzenie byłoby na tyle głośne, to sam skomlący dźwięk wydaje się zbyt jednorodny, aby mógł stanowić źródło komunikacji podwodnego zwierzęcia o dużych rozmiarach.

Co ciekawe, pomysł ten porzucono na lata obstając przy prawdopodobnej teorii ogromnego skupiska podwodnych wulkanów, jednak później powrócono do niego przez bardzo ciekawe zjawisko. Przy obserwacji miejsca wystąpienia dźwięku Julia ponownie zarejestrowano dźwięk w 2016 roku (trwający tym razem według jednych 15 sekund, zaś innych mniej, niż 2 minuty), zaś satelita należący do NASA uchwycił obraz ogromnego zacienionego miejsca w oceanie. Rozpoczęło to wznowienie spekulacji na temat oceanicznych gatunków o ogromnych rozmiarach, które mogą być znacznie większe, niż znany nam na razie płetwal błękitny – zwłaszcza, że w jednym miejscu pojawienia się zacienienia widziano fragment przypominający płetwę. Może to być albo nowy gatunek albo po prostu któryś już znany, jaki pojawił się w odpowiednim miejscu i czasie na zacienionym fragmencie. Warto wspomnieć, że w miejscu występowania dźwięku Julia zaobserwowano podobne zacienienie jeszcze w 2012 roku, ale nie towarzyszył mu charakterystyczny dźwięk. Dlatego dopiero wydarzenie z 2016 roku sprawiło, że zamontowano więcej hydrofonów do obserwacji tego miejsca. Gdyby istniało stworzenie będące w stanie wydawać tak głośne dźwięki, jak Julia, Bloop, Upsweep, Whistle, Train czy Slow Down, z całą pewnością byłoby znacznie większe od płetwala błękitnego.

Czy zawsze przyczyną głośnych dźwięków są odłamki góry lodowej?

Początkowo również dźwiękowi Julia, podobnie jak innym niezidentyfikowanym głośnym dźwiękom z głębin przypisywano, że jej źródłem są ogromne odłamki lodowców wpadające do wody… jednak fale nie pokrywały się prawie wcale, dlatego z czasem wycofano się z tej teorii. Początkowo NOAA twierdziła, że źródłem dźwięku była najprawdopodobniej duża góra lodowa, która osiadła na mieliźnie u wybrzeży Antarktydy. Był wystarczająco głośny, aby można go było usłyszeć w całym autonomicznym zestawie hydrofonów równikowego Oceanu Spokojnego. Ostatni z niezidentyfikowanych dźwięków Julia trwał około 15 sekund (inni twierdzili, że słyszeli go przez jeszcze ponad 2 minuty). Ze względu na niepewność co do kąta nadejścia sygnału, punkt początkowy może znajdować się między Cieśniną Bransfielda a Przylądkiem Adare.

Julia a duże skupisko podwodnych wulkanów

W miejsce teorii o dźwięku spadających do oceanu dużych kawałków gór lodowych postawiono inną, bardziej prawdopodobną. A mianowicie, że źródłem głośnego, podwodnego dźwięku mógł być przebieg  procesu wulkanicznego. Snuto przypuszczenia, że mógł być to efekt powoli wydobywającej się lawy, która generowałaby podobne do wrzątku skwierczenie nieustannie napotykając na zwały słonej wody. Oczywiście wszystko na znacznie większą skalę. W celu weryfikacji przypuszczeń, badacze zastosowali zaawansowaną metodę triangulacji poszukując źródła wydobywającego się dźwięku przy użyciu aż ośmiu hydrofonów SOSUS, czyli amerykańskiego systemu obserwacji akustycznej przestrzeni oceanicznych przy pomocy sensorów pasywnych. Wszystkie zarejestrowane przez hydrofony dźwięki wskazały aktywny sejsmicznie punkt na południowym Pacyfiku, mniej więcej w połowie drogi między Nową Zelandią a Chile (zweryfikowano, że łańcuch podwodnych gór znajdujący się we wskazanym przez nich regionie występowania dźwięku, okazał się w rzeczywistości gigantycznym skupiskiem wulkanów), jednak ich częstotliwość nie pokrywała się z Julią, dlatego też pozostało to dalej w sferze teorii, a dźwięk pozostał wciąż niezidentyfikowany aż do czasu, kiedy postawiona teza nie będzie potwierdzona przy pomocy bardziej zaawansowanej aparatury.

Dodatkowe źródła dla zainteresowanych zagadnieniem:

1.https://www.pmel.noaa.gov/acoustics/sounds/julia.html
2.https://www.pmel.noaa.gov/news-story/just-how-loud-it-out-there
3.https://www.mentalfloss.com/article/62731/9-strange-sounds-no-one-can-explain
4.https://otakukart.com/340329/the-unfamiliar-sound-julia-everything-we-know/
5.https://coil.com/p/WannaWanga/Unexplained-Sounds/W53AOz4IF
6.https://www.thecryptocrew.com/2014/05/iceberg-or-monster.html
7.https://scienews.com/pl/d-wi-k-i-akustyka/12194-jakie-s-mistyczne-d-wi-ki-pod-wod-w-oceanie-i-sk-d-one-si-bior.html
8.https://mlodytechnik.pl/technika/28989-czarne-dziury-oceanu
9.https://mlodytechnik.pl/technika/30104-tajemnicze-dzwieki-z-glebin
10.https://www.wikiwand.com/en/List_of_unexplained_sounds

Dzidki, pamiętacie najgłośniejszy podwodny zarejestrowany dźwięk, czyli Bloop? O ile on sam może i jest najgłośniejszy, o tyle nie brzmi najbardziej niepokojąco, a jego częstotliwość w miarę pokrywa się z dźwiękami osuwających się lodowców, ocierających o siebie pod wodą płyt tektonicznych oraz z odłamkami meteorytów wpadającymi do wody – wszystkie te dźwięki łączy charakterystyczny odgłos „bloop”. Jednak inaczej jest w przypadku najgroźniej brzmiącego z 6 niezidentyfikowanych podwodnych dźwięków, czyli Upsweep – jego częstotliwość nie pokrywa się z niczym nam znanym, zaś sam dźwięk brzmi strasznie niepokojąco… ale to nie jedyny martwiący naukowców sygnał.

Upsweep – Najbardziej niezidentyfikowany ze wszystkich podwodnych dźwięków

Dźwięk nazwany Upsweep został zarejestrowany w sierpniu 1991 roku przez amerykańską instytucję rządową NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), która zajmuje się prognozowaniem pogody oraz przewidywaniem klęsk żywiołowych, sztormów oraz wielu innych ekstremalnych zjawisk pogodowych. Jest to pierwszy z sześciu zarejestrowanych podwodnych dźwięków nieznanego pochodzenia. Rejestracji dokonano przy pomocy zdemobilizowanego systemu wojskowego SOSUS (Sound Surveillance System), który jest specjalnym systemem obserwacji akustycznej - dokonuje jej przy pomocy sensorów pasywnych. Urządzenie to potrafi rejestrować dźwięki z wielkich przestrzeni oceanicznych. Początkowo wykorzystywany był do namierzania radzieckich okrętów podwodnych, jednak z czasem zmieniono je w narzędzie pomiarowe do badania dna oceanu wykorzystując zasięg sonarowy.

Upsweep zarejestrowano na Oceanie Pacyficznym w głębinach na zachód od południowego krańca Ameryki Południowej, jednak jest położony znacznie bliżej Australii, niż zarejestrowany 6 lat później Bloop (mniej więcej w połowie drogi pomiędzy Ameryką Południową a Australią). Składa się z długiego ciągu wąskopasmowych, narastających dźwięków trwających kilka sekund podczas trwania całego zjawiska, które podczas pierwszej rejestracji osiągnęło imponującą długość 9 minut i 35 sekund. Co ciekawe, poziom jego źródła jest wystarczająco wysoki, aby był rejestrowany na całym Oceanie Pacyficznym (pomimo tego, że Bloop jest najgłośniejszy, Upsweep również jest bardzo donośny – a także również głośniejszy, niż dźwięki wydawane przez płetwale błękitne). Źródło może być w przybliżeniu lokalizowane 54°00′00″S 140°00′00″W. Jest to okolica bliska miejsca wulkanicznej aktywności sejsmicznej, jednak pomimo tego pochodzenie dźwięku jest w dalszym ciągu nieznane, gdyż częstotliwość Upsweep nie pokrywa się z erupcją żadnych wulkanów (lądowych i podwodnych). Dodatkowo ogólny poziom źródła spada od pierwszego zarejestrowania w 1991 roku, ale w dalszym ciągu dźwięki są regularnie rejestrowane przez oceanografów i sejsmografów NOAA.

Cykliczność Upsweep – Na co może wskazywać?

Poza częstotliwością niepodobną do żadnego znanego dotychczas zjawiska, jest jeszcze jedna rzecz, która martwi w dźwięku Upsweep i wyróżnia go na tle wszystkich 6 niezidentyfikowanych dźwięków (Julia, Train, Slowdown, Whistle, Bloop i oczywiście Upsweep), a mianowicie… jest on jedynym dźwiękiem sezonowym, który powtarza się cyklicznie w tym samym miejscu (aż dwa razy do roku – na wiosnę i jesień, jednak nie wiadomo, czy jest to zależne od jego źródła czy też sezonowych zmian środowiska propagacji). Niestety głębiny w miejscu jego występowania są nadal niezbadane i zbyt głębokie, aby móc określić jego przyczynę. Jego regularność może wskazywać zarówno na jakieś nieznane nam klęski żywiołowe, do których dochodzi w głębinach oceanu i z jakiejś przyczyny występują regularnie, jak i… na nowy gatunek o niewyobrażalnych rozmiarach i wydawane przez niego dźwięki godowe (gdyż wiele gatunków żyjących pod wodą wydaje specyficzne, niczemu niepodobne dźwięki w okresie godowym).

Jednak naukowcy nie chcą niczego zakładać, póki nie zbadają dokładniej przyczyny występowania dźwięku, ale nie wykluczają tej możliwości – zwłaszcza, że dźwięk ten nie jest podobny do żadnego ze znanych dotychczas gatunków występujących w morzach czy oceanach, zaś budowa ich strun głosowych sprawia, że teoria ta jest raczej wykluczana i poddawana dużym wątpliwościom. Pomimo występowania nieopodal miejsca zwiększonej aktywności wulkanicznej, sama częstotliwość zarejestrowanego dźwięku nie pokrywa się z nią, stąd też powstała teoria, że być może jest to nowy gatunek, który po prostu upodobał sobie życie w takim miejscu. Dodatkowo, im większa głębokość, tym większe ciśnienie, a co za tym idzie – mniejsze zagęszczenie organizmów żywych, co oznacza, że potencjalny gatunek dużych rozmiarów miałby szansę rozwijać się w takim mało zamieszkanym miejscu, jednak musiałby spełniać wiele warunków, które umożliwiałyby mu dostosowanie się do takiego środowiska. Na tą chwilę jest tyle wykluczających się teorii dotyczących źródła Upsweep, że żadna z nich nie została potwierdzona. Jednak to właśnie ta cykliczność budzi największe wątpliwości, a jednocześnie umożliwia odkrycie źródła, jeśli technologia pomiarowa rozwinie się dostatecznie, aby umożliwić przeprowadzenie bardziej szczegółowych badań.

Inne dźwięki nieznanego pochodzenia

Dopiero po Upsweep zaczęły pojawiać się kolejne niezidentyfikowane dźwięki, które zarejestrowano w następującej kolejności:

• Train (dźwięk przypominający jadący pociąg zarejestrowany 5 marca 1997 r. – jedyny znajdujący się dalej od pozostałych 5 niezidentyfikowanych dźwięków, bliżej Morza Rossa niedaleko Cape Adare na Antarktydzie, przez co powstała teoria, że dźwięk ten został wywołany bardzo powoli osuwającym się do morza kawałkiem lodowca);

• Slowdown (najdłużej trwający z zarejestrowanych przez NOAA niezidentyfikowanych dźwięków nieznanego pochodzenia, którego prędkość zmniejszała się przez cały czas jego występowania - został zarejestrowany19 maja 1997 r.);

• Whistle (dźwięk o dużej głośności brzmiący niczym gwizd został zarejestrowany 7 lipca 1997 r. przez tylko jeden z hydrofonów, czyli podwodnych mikrofonów stosowanych przez NOAA – był jednorazowy, bardzo krótki i występował na dużej głębokości, co utrudnia snucie teorii na temat jego pochodzenia czy prowadzenie dalszych badań w celu ustalenia jego źródła);

• Bloop (zarejestrowany w sierpniu 1997 r., jednak brakuje danych o dokładnym dniu jego odnotowania – wspomniany już w innej dzidce najgłośniejszy z niezidentyfikowanych podwodnych dźwięków zarejestrowanych przez NOAA, który powtórzył się w tym samym miejscu jeszcze kilkukrotnie na przestrzeni lat Przypomina on charakterystyczne bulgotanie, skąd nazwa. Powstały liczne teorie na temat jego źródła, w tym ta o C’thulhu. Zapomniałam poprzednio dodać, skąd te przypuszczenia – otóż źródło zarejestrowania Bloopa znajdowało się blisko punktu z opowiadań H. P. Lovecrafta – miasta R’yleth powstałego jeszcze w czasach, kiedy nie było ludzi, zaś w budowlach tego miasta zamknięty był sam Wielki Przedwieczny – C’thulhu wraz z innymi istotami morskimi);

• Julia (zarejestrowany przez NOAA dnia 1 marca 1999 r. dźwięk opisywany jako „skomlący” – trwał przez 2 minuty 43 sekundy i był na tyle głośny, że było go słychać przez cały zestaw równikowych hydrofonów Pacyfiku).

Dodatkowa literatura dla zainteresowanych zagadnieniem:

1.https://www.pmel.noaa.gov/acoustics/sounds/upsweep.html
2.https://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/sound01/background/seasounds/seasounds.html
3.https://www.livescience.com/24303-spooky-science-unexplained-ocean-sounds.html
4.https://mlodytechnik.pl/technika/30104-tajemnicze-dzwieki-z-glebin
5.https://www.nhpr.org/post/mysterious-sounds-depths-sea-sky-overhead
6.https://www.livescience.com/24303-spooky-science-unexplained-ocean-sounds.html
7.https://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/unexplained-phenomena/10-unidentified-sounds.htm
8.https://scienews.com/pl/d-wi-k-i-akustyka/12194-jakie-s-mistyczne-d-wi-ki-pod-wod-w-oceanie-i-sk-d-one-si-bior.html
9.https://www.deepseanews.com/2010/04/mysterious-sounds-from-the-deep/
10.https://www.mentalfloss.com/article/62731/9-strange-sounds-no-one-can-explain
11.https://cosmosmagazine.com/earth/earth-sciences/5-sounds-science-cant-explain/
12.https://markosun.wordpress.com/2014/06/17/unexplained-strange-sounds-from-the-ocean/
13.https://www.wikiwand.com/en/List_of_unexplained_sounds