Gli scienziati marini spesso si sentono come se stessero armeggiando nel buio. L'oceano globale copre circa il 71% del nostro pianeta ed è fondamentale per la vita così com'è sulla Terra. Ma finora solo il 20% circa del fondale marino è stato mappato direttamente.

Navi da ricognizione dotate di sonar chiamati ecoscandagli multifascio vengono utilizzate per misurare la profondità del fondo marino per comprenderla meglio. Ma la dimensione del lavoro è enorme. Una singola nave da ricognizione impiegherebbe circa 350 anni per mappare adeguatamente la maggior parte dei fondali marini più profondi di 200 metri, e ci vorrebbero altri 620 anni per mappare le aree meno profonde.

Dobbiamo mappare l'oceano più velocemente. Oggi, rilievi marittimi, o idrografia, è al centro di importanti iniziative internazionali, incluso uno che mira a vedere tutti i fondali oceanici mappati con dettagli senza precedenti entro il 2030.

Un modello globale più dettagliato e accurato della profondità dell'acqua rivelerebbe la forma del fondo marino, e i dati possono essere utilizzati per comprendere la composizione del fondale marino. Ciò aumenterà la sicurezza della navigazione marittima, informare le operazioni di sicurezza e difesa, migliorare gli studi oceanografici e climatici, sostenere vari settori dell'economia oceanica sostenibile e guidare le decisioni sulla conservazione degli habitat. Ma potrebbe anche comportare rischi e costi.

mare sconosciuto

Nel 2007, come studente cooperativo universitario che lavora presso il Geological Survey of Canada's Pacific Geoscience Center vicino a Victoria, AVANTI CRISTO., Ho aiutato a mappare gli habitat ei pericoli dei fondali marini al largo della costa occidentale.

Guardare queste aree mappate digitalmente del terreno sottomarino del Canada tra il nord dell'isola di Vancouver e il confine con l'Alaska è stato come guardare fuori dal finestrino di un aereo. Potevo vedere canyon prominenti e montagne imponenti nascoste in profondità sotto le onde. Sulla piattaforma continentale relativamente poco profonda giacevano i resti sommersi di morfologie costiere come le sponde dei fiumi, spiagge e delta. I popoli indigeni potrebbero aver camminato lì quando il livello del mare era molto più basso durante l'ultima era glaciale.

Abbiamo esaminato la profondità del fondale marino, noto come batimetria, che era stato raccolto dal Canadian Hydrographic Service con un ecoscandaglio multiraggio ad alta risoluzione montato sul ventre di una nave da ricerca. Questi sistemi sonar emettono segnali acustici a forma di ventaglio e ascoltano gli echi di ritorno del fondale marino. La profondità del mare viene calcolata misurando il tempo tra un ping e il ritorno della sua eco. Ma mentre i raggi sonori si diffondono attraverso acque più profonde e "dipingono" più fondali marini, la risoluzione della mappa diminuisce.

La batimetria dettagliata dei rilievi sonar multiraggio al largo della costa occidentale mi ha ricordato le scansioni planetarie di Star Trek. Ma quello che mi ha incuriosito di più sono state le lacune. C'erano vaste aree, sia in acque basse che profonde, che mancava di batimetria ad alta risoluzione. Mare incognito —mare sconosciuto.

Rimangono immensi paesaggi sparsi su gran parte della superficie solida del nostro pianeta che nessun essere umano ha mai visto o esplorato.

Mappare le lacune

La mappatura degli oceani è ora al centro di due importanti iniziative internazionali, il Decennio delle scienze oceaniche per lo sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite (2021-30) e il progetto Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030. Quest'ultimo mira a vedere tutti i fondali oceanici mappati entro il 2030 attraverso contributi di dati volontari da parte dei governi, industria, ricercatori e altri. Sebbene alcuni governi sostengano che potrebbe essere necessario più tempo per completare indagini dettagliate sulla costa.

La batimetria multiraggio è molto più dettagliata delle mappe dell'altimetria satellitare del terreno del fondale marino che forniscono gran parte delle immagini di sfondo per servizi come Google Maps. La batimetria satellitare ha una risoluzione media di circa otto chilometri, dove un pixel rappresenta un'area di otto chilometri per otto chilometri. Ciò significa che intere montagne sottomarine non possono essere catturate.

La maggior parte della superficie di elevazione di Marte, che manca di un involucro d'acqua, è stato mappato con telecamere a sonda spaziale con una risoluzione compresa tra 0,25 metri e sei metri. Ciò significa che abbiamo un'immagine più chiara del terreno su quel mondo alieno rispetto al nostro fondo oceanico. Però, il sonar multibeam può essere trasformato in una griglia con una risoluzione di pochi metri o migliore se raccolto da rilievi di navi in ​​acque poco profonde o da immersioni in fondali profondi con veicoli robotici.

Il prodotto batimetrico Seabed 2030 sarà costituito da griglie che variano in risoluzione per zone di profondità. Attraverso le regioni più profonde dell'oceano (da sei chilometri a 11 chilometri), gli sforzi di indagine potrebbero essere distillati a un singolo valore di profondità per ogni area di 800 metri per 800 metri. Per mari meno profondi di 1,5 chilometri, il progetto determinerebbe la profondità di 100 metri per unità di 100 metri (risoluzione della griglia di 100 metri).

Prima del lancio nel 2017 di Seabed 2030, solo il 6% circa del fondale oceanico era stato adeguatamente mappato. In soli cinque anni, la compilazione dell'area dettagliata è più che triplicata, raggiungendo il 20,6 per cento. Gran parte di questo rapido progresso è dovuto al rilascio pubblico dei dati esistenti.

Gli obiettivi di Seabed 2030 potrebbero essere raggiunti prima se le marine, compagnie petrolifere, ricchi proprietari di yacht e altri sono disposti a condividere i loro dati batimetrici inediti.

La frontiera dell'oceano

I concetti di esplorazione dell'oceano e dello spazio stanno convergendo. Le aziende e i governi stanno ora utilizzando veicoli autonomi (senza equipaggio) in missioni estese. Questi topografi robotici possono essere monitorati e diretti dai centri di controllo missione a terra, o lanciato da navi da ricerca con equipaggio. Meno persone in mare riducono i costi, problemi di sicurezza ed emissioni di carbonio.

I dati dei veicoli remoti possono essere caricati tramite Internet satellitare nel cloud. Quindi l'elaborazione automatizzata dei dati e gli strumenti di classificazione che sfruttano l'intelligenza artificiale potrebbero liberare i mappatori oceanici a terra per dedicare più tempo alla risoluzione di problemi scientifici e applicati.

La società può trarre grandi vantaggi da un aumento della quantità e della qualità dei dati sui fondali marini. Con una mappa aggiornata della forma e della consistenza del fondale marino, miglioreremo le simulazioni di come l'acqua è governata da un fondale irregolare, e come rallenta a causa dell'attrito del fondo. Questo può aiutarci a fare previsioni più accurate sulle maree, tsunami, onde e mareggiate. Ci aiuterà anche a capire come il trasferimento di calore da parte delle correnti oceaniche influenzi il tempo e il clima.

Man mano che la batimetria più dettagliata viene interpretata insieme a set di dati complementari, impareremo quali regioni dei fondali marini dovrebbero essere protette per conservare la biodiversità marina. Scopriremo anche i giacimenti dei minerali per le batterie delle auto elettriche e dei dispositivi mobili.

Una marea di dati cartografici sta rivelando il "pianeta oceano". Può l'umanità governarla con maggiore saggezza di quella che abbiamo avuto in passato?

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.