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科學家完成繪製地球五分之一的海牀

喬納森·阿莫斯(Jonathan Amos) - BBC科學事務記者 2020/06/22 09:38 喬納森·阿莫斯(Jonathan Amos) - BBC科學事務記者 字級:
讀稿
科學家完成繪製地球五分之一的海牀

▲黑色的部分是需要進行現代化測量的部分,即是需要提高分辨率。(圖/Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030 Project)

我們對地球的無知程度開始有些許改善。

這項計劃試圖鼓勵創建完整的海底地圖,有關組織稱,現在這個任務已經完成了五分之一。

2016年,日本基金會宣佈展開大洋地勢圖海牀2030計劃(GEBCO Seabed 2030 Project )時,全球只有6%的海牀被以現代標凖測量。

現在這個數字升至19%,去年才16%。

2019年,大洋地勢圖(GEBCO)的地圖包含了約1,450萬平方公里的新測深(深度)數據,面積幾乎是澳大利亞的兩倍。

但是,地球上仍然有很大片未測量和繪製的海牀,去達至可接受的水平。

項目總監傑米·麥克邁克爾·菲利普斯(Jamie McMichael-Phillips)對BBC說,「今天我們處於19%的水平。這意味著我們還有81%的海洋尚待測量和繪製。這是未來十年我們要掌握的地方,面積是火星的兩倍左右。」

Sonar gondola
Fugro
船隻會配備這種聲波器試圖繪製海底的地層。

文首頂部的地圖展示了大洋地勢圖在未來幾年中面臨的挑戰。

黑色代表尚未對海牀形狀進行直接回波測量的區域。藍色代表水深(較深的是紫色,較淺的是較淺的藍色)。

如果說我們完全不知道黑色區域中有什麼是不正確的,衛星實際上已告訴我們很多東西。個別航天器配備高度計儀器,可以以水面上方的重力,來推斷海底地形,不過這只能在超過1公里的範圍內提供最佳解像率,而海牀2030計劃希望其解象率可以達到每處地點也是至少100米。

Ocean floor map from gravity
D.Sandwell et al/Scripps
衛星所推測的海底圖像並不夠凖確。

製作更好的海底地圖有多個原因。

它們對於導航以及鋪設水下電纜和管道必不可少。

它們對於漁業管理和保護也很重要,因為野生生物往往聚集在水下的山脈附近。每個海山都是一個生物多樣性熱點。

此外,崎嶇的海牀影響洋流的行為和水的垂直混合。

這是改進預測未來氣候變化模型所需要的信息,因為海洋對地球的熱量移動有至關重要的作用。而且,如果您想精確地了解世界不同地區的海平面將如何上升,則必須具備良好的海底地圖。

近期許多輸入到大洋地勢圖地圖中的數據,已經存在了一段時間,但是被「擱置」在公共領域之外。擁有此信息的公司,機構和政府現在將這些資料交出來,未來可能還有更多這種隱藏資源會公布。

Mariana Trench
BBC
馬利亞納海溝是太平洋最深的海底,但已經成功繪製了這部分的地圖。

與此同時,這項計劃亦可能需要新的收購,其中一些來自「眾包」(crowdsourcing)的巨大努力,來自大大小小的船舶,它們在遊走各地時,定期操作其回聲設備。即使是漁船和遊艇等小型船隻,也可以通過將數據記錄器連接到聲納和導航設備來發揮作用。

英國南極調查局(BAS)證明了一種非常有效的策略,該機構在地球上一些較偏遠的地區運作,只是簡單地把船舶的航行路線混在一起。

英國南極調查局科學家羅伯·拉特(Rob Larter)博士解釋說:「很早以前,我們就採用了這樣一種方式,在航行往目的地時收集數據,而不僅在目的地附近這樣做。」

「一個很好的例子就是最近的德雷克信道地區(南美洲和南極洲之間)的測深圖。不同的研究項目,要求他們在那處進進出出,獲得了很多數據。」

Robot boats
Ocean Infinity
這些機械潛艇協助繪製海底地圖。

新技術絶對是大洋地勢圖計劃追求的核心。

「無限海洋公司」(Ocean Infinity)是一家有名專門做海底勘探的英美合資公司,目前正透過一家名為「阿瑪達」(Armada)的海洋技術及數據子公司建造一個機器人水面艦隊,該初創公司的總經理丹·胡克(Dan Hook)表示,低成本無人駕駛的船隻可能是為2030地圖填補偏遠地區某些缺口的唯一途徑。

他對BBC說:「當您查看靠近海岸地區的海牀地圖時,您會很快意識到有助部分企業。例如是用於風電場還是電纜鋪設,很多人都想知道底下有什麼東西。但是在地球上那些非常偏遠的地區,這種情況實際上只是具有科學意義。」

傑米·麥克邁克爾·菲利普斯(Jamie McMichael-Phillips)有信心,如果眾人齊心協力,就可以實現項目目標。

「我很有信心,但要做到這一點,我們將需要夥伴關係。我們需要政府,我們需要行內的人,我們需要學者,我們需要慈善家和公民科學家。我們需要所有人團結起來,製造出對人類來說絶對基本和必不可少的海洋地圖。」

大洋地勢圖項目(GEBCO)的英文全稱是「General Bathymetric Chart of the Oceans」。它是唯一有權繪製整個海底地圖的政府間組織,它在世界水文日當天,宣佈了「海牀2030」項目的最新狀態。

 

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