Как изучают Мировой океан: читать начало книги онлайн

Рис. 9.2. Пути движения двух судов, работающих совместно.

Именно поэтому мы периодически слышим сообщения о том, что найдено очередное затонувшее судно. При этом в районе его нахождения гидрографические работы могли выполняться не один раз, но всегда затопленное судно оказывалось необнаруженным. Это одна из причин, по которой 99,5 % акватории Мирового океана остается необследованной. Выйдя в море и нырнув с аквалангом, всегда есть возможность найти древний затонувший корабль с пушками, а если повезет, то и с золотыми монетами (рис. 9.3 [27]).

Рис. 9.3. Старинный корабль с артиллерийскими орудиями, обнаруженный в ходе обследования дна.

Понимая, что для подробного изучения дна необходимы приборы, способные обследовать не только одну линию, расположенную под килем судна, а целую полосу, ученые во 2-й половине XX в. разработали подобные технические средства. Они позволяют изучать целые площади, а не одиночные галсы. Такие технические средства носят название площадные средства изучения дна.

Рассмотрим, как они работают, их преимущества и недостатки.

9.1. Многолучевой эхолот

Сейчас наиболее перспективными средствами площадного обследования дна являются многолучевые эхолоты (МЛЭ). Название прибора говорит само за себя.

Многолучевые эхолоты формируют гидроакустические сигналы по многим направлениям, перпендикулярно пути движения судна (перпендикулярно диаметральной плоскости судна). Прием каждого отраженного сигнала производится отдельно. Каждое подобное направление излучения и приема сигнала называется лучом, а весь прибор соответственно – многолучевой эхолот.

В результате измерения глубин МЛЭ, по мере продвижения судна по галсу, получают информацию о глубинах сразу в полосе, т. е. выполняют «площадную съемку». По результатам полученных данных создается цифровая модель дна. МЛЭ можно установить как на судно, так и на подводный аппарат, который сможет идти на небольшом удалении от дна и получать его более подробное изображение.

На рис. 9.4 [27] видно, что обследуется сразу целая полоса дна, которая тем шире, чем больше глубина под килем судна.

Оператор, наблюдая процесс съемки рельефа дна на экране монитора, сразу получает данные о подводном рельефе и об объектах, находящихся на дне. Из рис. 9.4 видно, что подводный аппарат, идущий на небольшом расстоянии от дна, с установленным на нем многолучевым эхолотом, может очень тщательно проверить состояние подводного трубопровода.

Рис. 9.4. Обследование дна многолучевым эхолотом.

Казалось бы, что с широким внедрением в практику выполнения гидрографических работ подобных технических средств проблема подробного обследования дна будет решена и океан больше не будет хранить в себе тайны. Это не так.

Во-первых, и это касается всех средств изучения океана, Мировой океан настолько велик, что на полное обследование дна потребуется несколько сотен лет непрерывной работы исследовательских судов всех стран вместе взятых. Поэтому многолучевым эхолотом подробно обследуют только те районы, где происходит активная морская деятельность: судоходство, строительство буровых платформ, прокладка трубопроводов и кабелей. В остальных акваториях Мирового океана – там, где суда появляются достаточно редко, промер выполняется обычным однолучевым эхолотом. Причем междугалсовое расстояние составляет от нескольких сотен метров до десятков, а в некоторых частях даже сотен километров, которые так и остаются необследованными.

Во-вторых, и это уже касается именно многолучевого эхолота, хотя лучей и много, но между ними все же остаются необследованные участки. Обследованные участки на дне аналогичны следу гребенки, оставляемому на песке. Фактически обследованная полоса выглядит так, как показано на рис. 9.5 [2].

Рис. 9.5. Участки дна, обследованные многолучевым эхолотом.

Расстояние между обследованными полосами заполняется данными, полученными методом осреднения, и на экране монитора оператор видит уже обработанное изображение, как показано на рис. 9.6 [2].

Рис. 9.6. Окончательно обработанное изображение дна, обследованного с использованием многолучевого эхолота.

Поэтому, как бы хорош не был многолучевой эхолот и как бы красиво не выглядела картина дна, полученная с его использованием, применять МЛЭ для поиска важных подводных объектов не рекомендуется.

Давайте рассчитаем размер объекта, который может быть пропущен. Для этого воспользуемся простыми формулами, которые вы изучаете на уроках геометрии (рис. 9.7).

Рис. 9.7. Расчет размера подводного объекта, который может быть пропущен при обследовании дна многолучевым эхолотом.

Первые модели многолучевых эхолотов имели 16 или 32 луча (направления посылок гидроакустических сигналов). По мере развития науки и техники их количество увеличивалось, и в настоящее время в большинстве моделей МЛЭ насчитывается 128, 256 гидроакустических лучей. В некоторых моделях встречается 512 или даже 1024 луча. Но сколько бы их не было, всегда между ними остается необследованное пространство, которое растет с увеличением глубины.

Ширина промежутков, образующихся между измеряемыми глубинами, может превышать десятки и даже сотни метров, что свидетельствует об ограниченных возможностях МЛЭ по обнаружению подводных объектов.