Cách đo độ sâu của đại dương
Câu trả lời ngắn gọn:
Sóng âm từ tàu và sóng vô tuyến từ vệ tinh là hai trong số những cách phổ biến nhất để đo độ sâu của biển.
Có nhiều sinh vật đại dương đáng sợ nhất mà con người đã tưởng tượng, như megalodon – một loài cá mập thời tiền sử có thể có kích thước bằng một chiếc xe buýt học sinh! Chúng ta không biết chúng đã sống sâu bao nhiêu trong đại dương. Tuy nhiên, nhờ vào công nghệ hiện đại, chúng ta có thể nói rằng cá mập ngày nay thường được tìm thấy ở độ sâu khoảng 2.000 mét (6.500 feet). Nhưng làm sao chúng ta biết được điều này?
Trong phần này, Chúng ta sẽ xem xét các phương pháp mà các nhà khoa học và nhà nghiên cứu sử dụng để đo độ sâu của đại dương một cách chính xác.
Giống như bề mặt đất liền với núi và đồi, đáy đại dương hoặc đáy biển không hoàn toàn bằng phẳng. Có bề mặt bằng phẳng, nhưng có đủ loại địa hình dưới nước như hẻm núi, rãnh và núi lửa dưới nước.
Độ sâu trung bình của đại dương là 3.700 mét (12.100 feet). Nhưng phần sâu nhất từng được ghi nhận nằm ở phía tây của Thái Bình Dương, trong rãnh Mariana, ở độ sâu khoảng 11.000 mét (36.200 feet).
Bathymetry (phép đo sâu) là một thuật ngữ khoa học để đo độ sâu của nước trong đại dương, biển, hồ và sông. Bản đồ Bathymetric tương tự như bản đồ trên đất liền ở chỗ chúng hiển thị các dạng địa hình dưới nước khác nhau trong một khu vực cụ thể. Các nhà khoa học và nhà nghiên cứu có thể sử dụng các phương pháp khác nhau để đo độ sâu biển, đại dương.
Chúng ta hãy xem xét các phương pháp khác nhau sau:
1. Sonar
Cách đo độ sâu đại dương phổ biến nhất và nhanh nhất là sử dụng âm thanh. Các con tàu sử dụng công nghệ gọi là sonar, viết tắt của điều hướng âm thanh và phạm vi, có thể lập bản đồ địa hình của đáy đại dương. Thiết bị này sẽ gửi sóng âm thanh xuống đáy đại dương và đo thời gian để tiếng vọng trở lại. “Tiếng vọng” là sóng âm thanh phản xạ từ đáy biển và quay trở lại thiết bị sonar.
Máy siêu âm đa tia (MBEs), một loại sonar phát ra sóng âm nhanh theo hình quạt để quét đáy của đáy đại dương, được Hiệp hội Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ (NOAA) sử dụng để đo độ sâu của đại dương. Các con tàu sử dụng sóng siêu âm di chuyển qua lại theo hình dạng lưới để vạch ra các khu vực cụ thể của đáy đại dương.
2. Radar và vệ tinh
Một giải pháp thay thế khác, mặc dù không nhanh bằng sonar, là radar . Tương tự như sonar, radar yêu cầu phát ra một loại sóng phát ra từ một vật thể và phản xạ trở lại. Điểm khác biệt là radar sử dụng sóng vô tuyến, một dạng sóng điện từ. Nhưng vì sóng điện từ di chuyển trong nước chậm hơn so với không khí và bị giảm đi khi chúng truyền qua nước, chúng lý tưởng hơn cho các phép đo khí quyển.
Tuy nhiên, có một phương pháp khác kết hợp radar với vệ tinh như một cách để đo độ sâu đại dương. Máy đo độ cao radar là một thiết bị đo khoảng cách từ đất liền đến không khí bằng cách xác định thời gian mất bao lâu để sóng vô tuyến phản xạ từ bề mặt trở lại vệ tinh. Bề mặt của đại dương, lồi ra ngoài và hướng vào trong theo những cách mà mắt chúng ta khó nhận ra, giống với địa hình của đáy đại dương, và do đó, máy đo độ cao radar có thể được sử dụng trên bề mặt đại dương để đo độ sâu của đại dương. Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng dữ liệu thu được từ máy đo độ cao radar để lập bản đồ các phần của đại dương và kỹ thuật này thậm chí còn được sử dụng trên các tàu vũ trụ như tàu nghiên cứu bề mặt sao Kim.
Mặc dù có những ưu điểm của việc sử dụng sóng siêu âm để đo độ sâu của đại dương, nhưng con tàu phải mất một thời gian rất dài để lập bản đồ một phần của đáy đại dương. Sẽ mất gần 125 năm để lập bản đồ đầy đủ về đáy biển, đó là lý do tại sao chỉ một phần nhỏ các đại dương trên thế giới được lập bản đồ. Nhưng vì bề mặt đại dương mô phỏng theo địa hình của đáy đại dương, nên người ta đã biết rõ đáy biển trông như thế nào.
Nhưng điều đó không làm giảm tầm quan trọng của việc đo độ sâu của đại dương và các ứng dụng đến từ dữ liệu đó. Các nhà khoa học đã có thể phát hiện ra các dạng sống khác nhau sống dưới đáy sâu – cũng như sử dụng dữ liệu cho các ứng dụng cụ thể như điều hướng, tạo bản đồ hàng hải và thậm chí là tăng cường các nỗ lực nghiên cứu trong việc bảo tồn môi trường.
Nhờ những tiến bộ trong công nghệ, chúng ta có các phương pháp đo độ sâu đại dương và tìm hiểu thêm về các sinh vật sống dưới biển cũng như mở rộng kiến thức về đại dương và tác động của chúng ta đối với nó.
Độ sâu đại dương được đo vào thời xưa
Trước khi phát hiện ra việc sử dụng âm thanh và radar để đo độ sâu đại dương, các thuyền trưởng và thủy thủ đoàn của họ đã sử dụng một cách khác để đo độ sâu của đại dương. Các thủy thủ sẽ sử dụng một công cụ gọi là dây chì, về cơ bản là một khối lượng chì được gắn vào một sợi dây được đánh dấu cứ sau 6 feet, chiều dài được gọi là fathom, với một miếng giẻ hoặc dải da. Sau đó, một thành viên thủy thủ đoàn sẽ ném sợi dây xuống nước, và khi khối lượng chì chạm đến đáy, thủy thủ sẽ đo và ghi lại khoảng cách đến đáy đại dương bằng cách sử dụng các dải trên dây.
Dây chì là phương pháp đo độ sâu có giá trị nhất để điều hướng và đã được sử dụng từ thế kỷ thứ năm trước Công nguyên. Công cụ này giúp các thủy thủ biết mực nước sâu bao nhiêu và tàu của họ có mắc cạn hay không. Phần đáy của quả cân chì được khum vào trong và chứa đầy dầu mỡ và được sử dụng để đưa các mẫu từ đáy đại dương lên nhằm giúp các thủy thủ xác định xem đáy đại dương là cát, sỏi hay bùn.