it ain’t the sound of silence

it ain’t the sound of silence

it ain’t the sound of silence

Wie gewöhnlich: für eine deutschte Übersetzung weit nach unten scrollen

Hydroacoustics is a particularly necessary a part of marine science. That’s why no less than one individual sits within the hydroacoustics laboratory daily of measurement. With its screen-plastered partitions, the laboratory reminds a bit of little bit of a spy heart. It permits us to be sure that the tools is working easily and that knowledge is collected constantly.

Florian Petersen throughout cruise SO277 (Foto: Thore Sager)

We had a chat with Florian Petersen to achieve an outline of what we are literally taking a look at, however first issues first;
Florian, inform us, how do you spend your working hours?
I’ve been working as a doctoral scholar on the GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Analysis in Kiel for two years now and I’m engaged in measuring deformation and motion on the seafloor. For this I mix seismology and marine geodesy. My principal subject of labor is the subduction zone in northern Chile, which has been seismically very energetic lately and nonetheless raises many questions. GEOMAR, along with the Earthquake Service of Chile, has carried out many measurements at sea within the final years to get a greater understanding of the subduction zone and the earthquake hazards. I actually began as a scholar at GEOMAR seven years in the past and gained a number of expertise on seagoing expeditions.

Which hydroacoustic devices will we use on this cruise and for what function?
The RV SONNE has numerous totally different hydroacoustic methods, all of which carry out totally different duties:
1.)          Multibeam echo sounders:
We use two totally different multibeam echo sounders, which have totally different frequencies. The EM122 is for mapping the deep sea and covers massive areas. The EM710 provides a a lot larger decision in shallower waters as a result of it emits at a a lot larger acoustic frequency. The water depths off Malta are a lot shallower than1000 m, so we presently solely use the EM710. Nevertheless, earlier offshore Sicily, we used each methods. The flank of Mount Etna may be very steep and subsequently the water depth adjustments drastically over quick distance. On the prime of the slope there are probably geological faults and additional seawards we used the deep sea echo sounder to enhance current maps.
2.)          Parasound:
Right here on board we now have a sediment echo sounder, which permits us to look into the seafloor. That is necessary and helpful info if we wish to take sediment cores from the seafloor or if we’re utilizing electromagnetics. Moreover, the details about the acoustic reflectivity of the seafloor helps us to interpret seismic knowledge.
3.)          EK60 & ADCP
Potential groundwater seepage on the seafloor is carefully associated to rising gasoline bubbles within the water column. The EK60 hydroacoustic methods and the ADCP additionally map the water column very effectively and thus assist us to detect rising gasoline bubbles and ocean currents within the water. This knowledge is necessary for us to plan additional measurements like CTD and AUV dives.
4.)          USBL Positioning System
One other completely important acoustic system that we use on nearly all devices is an underwater positioning system. Since GPS doesn’t work underwater, we are able to use the journey occasions of acoustic indicators to calculate ranges and thus place devices exactly on the seafloor.

Water coloumn picture with seafloor seen in purple (supplied by Morelia Urlaub)

Right here off Malta we primarily use the multibeam and the parasound, a sediment echo sounder. What are the variations between these devices?
Each methods are sometimes utilized in mixture, for the reason that multibeam offers details about the depth of the seafloor and the parasound in regards to the uppermost seafloor sediment layers.  For each methods the acoustic frequencies are essential. The parasound makes use of decrease frequencies which may penetrate additional into the seafloor. The Multibeam makes use of larger frequencies which give a superb decision and with which we are able to cowl a bigger space of the seafloor directly.

What sort of knowledge is precisely recorded and the way is it processed to create a picture?
The multibeam constantly information the ocean depths beneath the ship, in a swath about seven occasions as extensive because the water is deep. This knowledge is then processed right into a 3D mannequin of the seabed, which can kind one other a part of the geological interpretation. The worlds seafloor continues to be largely unexplored and unknown, so these knowledge are necessary. Additionally, the newly created maps of recognized areas have gotten increasingly more correct as a result of technological advances.

What do we now have to concentrate to throughout our measurements?
It is necessary that we verify the info fastidiously to keep away from misinterpreting doable artifacts brought on by system errors or reflections within the water column. Additionally it is necessary to concentrate to the anticipated depths and slopes with a purpose to select the proper system. instance is the slope of Mount Etna. It’s so steep that we can’t use parasound there. The sign is deflected to such an extent that we hardly get any details about the composition of the seabed. The sediments mendacity on the seafloor are additionally an necessary issue that influences our measurements. Volcanic ash or lava have very excessive acoustic velocities, a lot larger than the 1500 m/s typical for seawater. This excessive distinction prevents the additional penetration of acoustic indicators and we don’t obtain any info.

fuming Mount Etna throughout sundown hours (Foto: Jonas Liebsch)

Subject “treasure hunt”: What did you discover so thrilling in your earlier measurements?
Recording seabed topography might be very thrilling. Many of the details about the seafloor is obtained by satellite tv for pc measurements, which may solely present massive constructions like mountains or tectonic plate boundaries on the seafloor. Usually, we now have needed to take away mountains within the deep sea from satellite-derived maps, as a result of they don’t even exist. Or the opposite means round; we now have already found many underwater volcanoes that have been utterly unknown. Right here off Malta, with shallow waters, we are able to additionally uncover shipwrecks. However in any case, it’s at all times thrilling to see what the seafloor appears to be like like, as a result of we are sometimes the primary to see it!

We want to thank Florian very a lot for taking the time for us and we’ll proceed to maintain our eyes on the ocean flooring!
Additional details about the analysis Florian is concerned in might be discovered at:

Present Place: 36° 02,364′ N 014°21,406′ E
Authors and pictures: Johanna Klein, Thore Sager, Helene Hilbert and Anina-Kaja Hinz

Hydroakustik ist ein extrem wichtiger Bestandteil der Meereswissenschaften. Daher sitzt auch an allen Messtagen mindestens eine Individual im Hydroakustiklabor, das mit seinen unzähligen Bildschirmen ein bisschen was von einem Geheimdienstzentrum hat, um sicher zu gehen, dass die Geräte intestine laufen und kontinuierlich Daten gesammelt werden. Wir haben uns mit Florian Petersen unterhalten, um euch einen Überblick zu geben, was wir auf diesen ganzen Bildschirmen denn eigentlich betrachten.

Florian Petersen und Lea Rhode bei der Vorbereitung der Geodäsiestationen
(Foto: Thore Sager)

Florian, verrate uns doch erst mal, womit vertreibst du dir grundsätzlich so die Arbeitszeit?
Ich bin seit 2 Jahren Doktorrand am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und beschäftige mich mit der Messung von Deformation und Bewegung am Meeresboden. Dazu verbinde ich Seismologie und Marine Geodäsie. Mein Hauptarbeitsgebiet ist die Subduktionszone in Nord Chile, die in den letzten Jahren seismisch sehr aktiv conflict und noch immer viele Fragen aufwirft. Das GEOMAR hat, zusammen mit dem Erdbebendienst von Chile, in den letzten Jahren viele Messungen auf See durchgeführt, um ein besseres Verständnis für die Subduktionszone und die Erdbebengefahren zu bekommen. Ich selbst habe vor sieben Jahren als Scholar am GEOMAR angefangen und viel Erfahrung auf Schiffexpeditionen gesammelt.

Welche hydroakustischen Instrumente nutzen wir wofür auf dieser Fahrt?
Die FS SONNE verfügt über eine Reihe verschiedener hydroakustischen Systeme, die alle unterschiedliche Aufgaben erfüllen:

  1. Fächerecholote:
    Wir nutzen zwei verschiedene Fächerecholote, die durch ihre verschiedenen Frequenzen unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Das EM122 ist zur Kartierung der Tiefsee und kann große Flächen abdecken. Das EM710 bietet in geringer Wassertiefe eine deutlich höhere Auflösung, da es eine wesentlich höhere akustische Frequenz aussendet. Die Wassertiefen vor Malta sind deutlich unter 1000 m, daher ist hier nur das EM710 aktiv. Vor Sizilien haben wir allerdings beide verwendet, da die Flanke des Ätnas sehr steil ist und sich damit die Wassertiefe auf kurzer Strecke drastisch ändert. Hangaufwärts sind dabei mögliche geologische Störungen zu finden, und weiter seewärts haben wir das Tiefseeecholot eingesetzt, um vorhandene Karten zu verbessern.
  2. Parasound:
    Hier an Bord verfügen wir über ein Sedimentecholot, das es uns ermöglicht, ein paar Meter in den Meeresboden hineinzuschauen. Diese Informationen sind wichtig, wenn wir Sedimentkerne vom Meeresboden nehmen wollen oder wenn wir Elektromagnetik fahren. Außerdem helfen uns die Info über die akustische Reflektivität des Meeresbodens seismische Daten zu interpretieren.
  3. EK60 & ADCP
    Mögliche Grundwasseraustritte am Meeresboden sind eng verbunden mit aufsteigenden Gasblasen in der Wassersäule. Die hydroakustischen Systeme EK60 und das ADCP bilden auch die Wassersäule sehr intestine ab und helfen uns so, aufsteigende Gasblasen und Meeresströmungen im Wasser aufzuspüren. Diese Daten sind wichtig, damit wir dann weiterführende Messungen, wie CTD und AUV Tauchgänge, planen können.
  4. USBL Positionierungssystem
    Ein weiteres, absolut essenzielles akustisches System, das wir an quick allen Instrumenten verwenden, ist ein Unterwasser Positionierungssystem. Da GPS unter Wasser nicht funktioniert, nutzen wir die Laufzeiten und Phasenverschiebungen von akustischen Signalen, um Instrumente präzise am Meeresboden zu positionieren.
So hübsch können manipulierte Daten sein: unser surrealer Schmetterling
(supplied by Morelia Urlaub)

Hier vor Malta nutzen wir vor allem das Fächer- und das Sedimentecholot, bzw. Multibeam und Parasound. Wo liegen die Unterschiede zwischen den Geräten?
Beide Systeme werden oft zusammen verwendet, da das Multibeam Informationen über die Tiefe des Meeresbodens liefert und das Parasound über die obersten Sedimentschichten darunter. Entscheidend sind die akustischen Frequenzen der beiden Systeme. Das Parasound nutzt tiefere Frequenzen als das Multibeam, die weiter in den Meeresboden eindringen können. Dafür können wir mit dem Multibeam einen größeren Bereich am Meeresboden abdecken.

Was für Daten werden genau aufgezeichnet und wie werden diese dann weiter verarbeitet, um ein Bild zu erzeugen?
Das Multibeam zeichnet kontinuierlich die Meerestiefen unter dem Schiff auf, in einem Streifen der etwa sieben Mal so breit ist wie das Wasser tief. Diese Daten werden dann zu einem 3D Modell des Meeresbodens verarbeitet, das einen weiteren Teil der geologischen Interpretation ausmachen wird. Der Meeresboden auf der Erde ist noch immer zu einem großen Teil unerforscht und unbekannt, daher sind diese Daten wichtig. Auch werden die neu erstellten Karten über bekannte Gebiete durch technologischen Fortschritt immer genauer.

Worauf muss bei unseren Messungen geachtet werden?
Wichtig ist, dass wir die Daten genau prüfen um mögliche Artefakte, die durch System Fehler oder Reflexionen in der Wassersäule entstehen, nicht falsch zu interpretieren. Auch muss darauf geachtet werden, welche Meerestiefen und Hangneigungen erwartet werden, um das richtige System zu verwenden. Als gutes Beispiel dient der Grasp des Ätna Vulkans. Die Flanke ist so steil, dass wir dort kein Parasound nutzen können. Das im Meeresboden reflektierte Sign wird dermaßen abgelenkt, dass wir kaum Informationen über die Beschaffenheit bekommen. Die am Meeresboden liegenden Sedimente sind auch ein wichtiger Faktor, der unsere Messungen beeinflusst. Vulkanische Asche oder Lava haben sehr hohe akustische Geschwindigkeiten, viel höher als die für Meerwasser typischen 1500 m/s. Dieser große Unterschied verhindert das weitere Eindringen von akustischen Signalen und wir erhalten keine Informationen.

Thema „Schatzsuche“: Was hast du in deinen bisherigen Messungen so Spannendes gefunden?
Das Aufzeichnen von Meeresbodentopographie kann sehr spannend sein. Die meisten Informationen über den Meeresboden haben wir durch Satellitenmessungen, die nur große Strukturen wie Gebirge oder Erdplattengrenzen am Meeresboden darstellen können. Oft haben wir schon Berge in der Tiefsee, die auf Karten eingezeichnet sind, von der Karte streichen müssen, da sie gar nicht existieren. Oder genau anderes herum; wir haben bereits viele bis dahin unbekannte Unterwasservulkane entdeckt. Hier vor Malta, mit niedriger Wassertiefe, können wir auch Schiffswrack entdecken. Aber es ist grundsätzlich immer spannend zusehen wie der Meeresboden eigentlich aussieht, denn oft sind wir die ersten die ihn zu Gesicht bekommen!

Wir bedanken uns recht herzlich bei Florian, dass er sich Zeit für uns genommen hat und werden die Augen weiterhin auf den Meeresboden gerichtet lassen!
Weitere Informationen über die Forschung an der Florian beteiligt ist, findet ihr unter:

Gegenwärtige Place: 36° 02,364′ N 014°21,406′ E
Textual content und Fotografie: Johanna Klein, Thore Sager, Helene Hilbert and Anina-Kaja Hinz

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