Deze nieuwe kaarten onthullen duizenden onbekende onderwaterbergen en heuvels die diepzee-ecosystemen vormgeven en aanwijzingen geven over de geologische geschiedenis van de aarde. Met deze doorbraak kunnen wetenschappers snel complete kaarten van de oceaanbodem maken, decennia vóór wat mogelijk is met alleen sonarkartering.
We hebben gedetailleerdere kaarten van het maanoppervlak dan van de oceaanbodem van de aarde. Decennia lang hebben wetenschappers gewerkt aan het veranderen van deze situatie. Nu heeft een team van door de NASA gesteunde onderzoekers aanzienlijke vooruitgang geboekt door gegevens van de SWOT-satelliet (Surface Water and Ocean Topography) te gebruiken om een van de meest gedetailleerde kaarten van de oceaanbodem tot nu toe te maken.
Het nauwkeurig in kaart brengen van de oceaanbodem is om vele redenen van cruciaal belang: van veilige navigatie en het leggen van onderwatercommunicatiekabels tot het begrijpen van diepe oceaanstromingen, getijden en geologische processen zoals platentektoniek. Kenmerken van de zeebodem, zoals onderwaterbergen (onderzeese bergen) en kleinere constructies die bathyale heuvels worden genoemd, helpen de stroom van warmte en voedingsstoffen in de diepe oceaan te beheersen, waardoor de omstandigheden worden gecreëerd waarin het leven in zee kan overleven.
Hoewel met sonar uitgeruste schepen zeer gedetailleerde beelden van de oceaanbodem kunnen vastleggen, is momenteel slechts ongeveer 25% van de oceaan op deze manier in kaart gebracht. Om een completer beeld van de oceaan te krijgen, wenden onderzoekers zich steeds vaker tot satellieten.
Omdat geologische kenmerken zoals onderzeese bergen en afgrondheuvels massiever zijn dan hun omgeving, oefenen ze een iets sterkere zwaartekracht uit, waardoor kleine, meetbare uitstulpingen in het oceaanoppervlak erboven ontstaan. Deze subtiele zwaartekrachtsignaturen helpen onderzoekers bij het voorspellen van de soorten zeebodemkenmerken die deze uitstulpingen vormen.
SWOT is een onderzoek uitgevoerd door de National Aeronautics and Space Administration (NASA) en het Franse Nationale Centrum voor Ruimteonderzoek (CNES), dat elke 21 dagen ongeveer 90% van de wereld bestrijkt. Door herhaalde waarnemingen is de satelliet gevoelig genoeg om deze subtiele verschillen in de hoogte van het zeeoppervlak, veroorzaakt door landvormkenmerken, met nauwkeurigheid op centimeterniveau vast te leggen. Met behulp van een jaar aan SWOT-gegevens concentreerden geofysicus David Sandwell van Scripps Institution of Oceanography en zijn collega's zich op onderzeese bergen, afgrondheuvels en continentale marges onder water waar de continentale en oceanische korst samenkomen.
Hun kaartresultaten zijn duidelijk zichtbaar op de wereldkaart (boven) en in gedetailleerde weergaven boven en onder. Gebieden met verminderde zwaartekracht (paars) worden geassocieerd met zeebodemdepressies, terwijl gebieden met verhoogde zwaartekracht (groen) de locatie van grotere, hogere landvormen aangeven.
Eerdere oceaanwaarnemingssatellieten hebben gigantische versies van soortgelijke zeebodemkenmerken gedetecteerd, zoals onderzeese bergen van meer dan ongeveer 1 kilometer hoog. SWOT-satellieten kunnen onderzeese bergen op minder dan de helft van die hoogte detecteren, waardoor het aantal bekende onderzeese bergen mogelijk toeneemt van 44.000 naar 100.000. Deze onderwaterbergen strekken zich uit tot in het water en beïnvloeden de diepe oceaanstromingen. Dit zorgt ervoor dat voedingsstoffen zich ophopen langs de hellingen, waardoor organismen worden aangetrokken en oases worden gecreëerd op de anders dorre zeebodem.
"De SWOT-satelliet heeft ons vermogen om de zeebodem in kaart te brengen aanzienlijk verbeterd", zei Sandwell. Sandwell brengt sinds de jaren negentig de zeebodem in kaart met behulp van satellietgegevens en was een van de onderzoekers die verantwoordelijk was voor het maken van een SWOT-gebaseerde kaart van de zeebodem, gepubliceerd in het tijdschrift Science in december 2024.
Het verbeterde perspectief van SWOT geeft onderzoekers ook een dieper inzicht in de geologische geschiedenis van de aarde.
"Abyssale heuvels zijn de rijkste landvormen op aarde en bedekken ongeveer 70 procent van de oceaanbodem", zegt Yao Yu, oceanograaf bij Scripps Institution of Oceanography en hoofdauteur van het artikel. "Deze heuvels zijn slechts een paar kilometer breed en moeilijk waar te nemen vanuit de ruimte. We waren verrast dat SWOT ze zo duidelijk kon waarnemen."
Diepzeeheuvels vormen parallelle linten, zoals richels op een wasbord, die zich vanaf de plaat naar buiten uitzetten. De oriëntatie en omvang van deze banden kunnen onthullen hoe de platen in de loop van de tijd zijn bewogen. Diepzeeheuvels hebben ook een wisselwerking met getijden en diepzeestromingen, maar onderzoekers begrijpen het nog niet helemaal.
De onderzoekers verzamelden informatie over bijna alle kenmerken van de zeebodem die ze verwachtten te vinden in SWOT-metingen. Nu concentreren ze zich op het verfijnen van hun beeld van de zeebodem door de diepte van waargenomen kenmerken te berekenen. Dit werk vormt een aanvulling op de inspanningen van de internationale wetenschappelijke gemeenschap om tegen 2030 de hele zeebodem in kaart te brengen met behulp van scheepssonar. "We zullen tegen die tijd niet alle kartering aan boord kunnen voltooien", zei Sandwell. “Maar SWOT zal ons helpen deze leemte op te vullen en ons dichter bij het bereiken van onze doelstellingen voor 2030 brengen.”
NASA Earth Observatory-kaart gemaakt door MichalaGarrison met behulp van SWOT-gegevens verstrekt door Yu, Y. et al. (2024). Video geproduceerd door NASA Scientific Visualization Studio. Het verhaal is geschreven door Jane Lee van het Jet Propulsion Laboratory en aangepast van Earth Observatory.
Samengesteld uit /scitechdaily