lunedì 9 giugno 2014

Images from the ocean depths

After a couple of days spent in collecting oceanographic and biological samples and data, finally it is the turn of geology (and geophysics too).

We had the first taste yesterday afternoon, when a box-corer was deployed to the sea bottom.
A box-corer is a device with the (obvious) shape of a square box (about 30 x 30 x 50 cm) with an open bottom. When launched into a soft substrate, it “sinks” into the sediments and casts a sample of the first decimeters of the sea bottom. As soon as it is lifted, a couple of “doors” close the bottom of the box, and the sediment sample is recovered to be divided into smaller samples and studied by different specialists as sedimentologists and micro-fossil experts.
I was in the Hangar with my camera and could follow all the operations: very interesting and surprising, especially the sight of some tiny black worms peering from their tubular “homes” dug in the mud.


the box-corer
(image: G. Realdon)

Today the research activities were even more spectacular and inspiring: the whole group of geologists, geophysicists and engineers gathered in the Operation Room to produce an acoustic imaging of the sea bottom by means of multi-beam swath bathymetry and sub-bottom profiling.
I have to spend a couple of words to explain what these technical words mean to non-specialists like me.
Multi-beam swath bathymetry consists in drawing a 3D map of the seafloor by means of a technology derived from sonar, but based on arrays of sound sources and receivers. While the ship is slowly moving, the beams produced by the sound sources scan the bottom surface, giving rise to “echoes” which, processed by computer, are transformed into a 3D image with different (false) colors to highlight the relief.
The result has something of magic: while the bright image of the sea bottom was developing on the monitor I could feel a bit of excitement even among the scientists, whispering in a low voice with their eyes fixed on the remote submarine landscape.
While multi-beam swath bathymetry explores the topography of the surface, sub-bottom profiling gives a 2D image of the strata under the sea bottom, a sort of a “slice” cut into the first dozens of meters of the substrate. Also this technology is based on sound waves: in this case the timing of sound reflections is transformed into distances between strata.
If multi-beam swath bathymetry and sub-bottom profiling were fascinating, what came later was even more exciting: a sampling of bottom sediments by means of a Calypso corer, a giant of its kind.
If you want to know the rest of the story, follow me in the next post!


multi-beam swath bathymetry in progress
(image: G. Realdon)

Dopo un paio di giorni trascorsi a raccogliere campioni e dati oceanografici e biologici, oggi finalmente tocca alla geologia (e anche alla geofisica).

Ieri pomeriggio abbiamo avuto un assaggio quando è stato calato sul fondo il box-corer.
Il box-corer è un dispositivo a forma (ovviamente) di scatola, grande circa 30 x 30 x 50 centimetri, aperto sul fondo. Quando viene calato su un substrato soffice, “affonda” nei sedimenti prelevando un campione dei primi decimetri di fondo marino.
Appena esso viene sollevato, si chiudono due “porte” sul fondo del box-corer e il campione di sedimento viene recuperato per essere frazionato in “mini-carote” e studiato da diversi specialisti, come sedimentologi ed esperti di micro-fossili.
Io ero nell’Hangar con la mia fotocamera ed ho potuto seguire tutte le operazioni, molto interessanti e anche sorprendenti, come la vista di alcuni sottili vermi neri che spuntavano dai loro tubi affossati nel fango.


  a tube-dwelling worm from the seafloor
(image: G.Realdon)

Oggi le attività di ricerca erano ancora più affascinanti: un intero gruppo di geologi, geofisici ed ingegneri si è radunato nella Operation Room per realizzare un imaging acustico del fondale marino per mezzo della batimetria swath multi-fascio e del sub-bottom profiling.
Prima di raccontare devo spendere un paio di parole per spiegare cosa significano questi temini tecnici per non specialisti come me.
La batimetria swath multi-fascio consiste nel realizzare mappe 3D del fondo marino per mezzo di una tecnologia derivata dal sonar, ma basata su schiere di sorgenti sonore e di ricevitori.
Mentre la nave avanza a bassa velocità, i fasci prodotti dalle sorgenti sonore scansionano il fondo del mare, dando origine a “echi” che, elaborati dal computer, vengono trasformati in un’immagine 3D con differenti (falsi) colori per evidenziare il rilievo.
Il risultato di questo processo ha qualcosa di magico: mentre sul monitor si  veniva a creare l’immagine colorata del fondo marino, potevo percepire un po’ di eccitazione anche tra i ricercatori, mentre bisbigliavano a bassa voce con gli occhi fissi su quell lontano paesaggio sottomarino.
Mentre la batimetria swath multi-fascio esplora la topografia del fondo mare, il sub-bottom profiling fornisce un’immagine 2D degli strati sottostanti, una specie di “fetta” tagliata attraverso le prime decine di metri al di sotto del fondale. Anche questa tecnologia è basata sulle onde sonore: in questo caso le differenze nei tempi di riflessione sono trasformate in distanze tra gli strati.
Se la batimetria swath multi-fascio e il sub-bottom profiling mi hanno affascinato, ciò che è venuto dopo è stato ancora più eccitante: un campionamento dei sedimenti dal fondo per mezzo di un Calypso corer: un vero gigante nella sua categoria.

Se volete sapere come va a finire, seguitemi nel prossimo post!

sub-bottom profiling S-W of Spitsbergen
(image: G.Realdon)


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