II.1 Oceanografía Geológica-Batimetria

(1)

Batimetría del Océano

Curso de Oceanografía

(2)

(3)

Batimetría de la Tierra



Batimetria – Es el relieve submarino:

(4)

¿Porque estamos interesados por la

geomorfología del piso oceánico?

(5)

(6)

(7)

(8)

Batimetría: Medición de la profundidad del océano

Avances en la batimetria

Ecosonda Sistema Multibeam Satélite Altimetria

8 Dr. Juan Carlos Chavez Comparan

(9)

Algunas Aplicaciones de Mapeo

Modelos de inundación de Tsunami

– Planificación de Evacuación Restauración de Hábitat Análisis de cambio de la línea de

costa

Análisis de Impacto por

Tormentas – Erosión Costera

Manejo de pesquerías Comerciales Diseño de Reservas Ecológicas

Respuesta de emergencias,

Evaluación de Impacto Seguridad de puertos

Mapas y Visualizaciones Servicios y Productos de Navegación

Energía de Oleaje Respuesta y monitoreo de derrames petroleros

(10)

Técnicas Batimétricas



Expedición

de Challenger

(1872-1876) -1er

levantamiento batimétrico sistemático



Descubren que el piso oceánico no es plano

- mucho relieve



Buque Alemán

Meteor

(1920’s) – 1er

levantamiento con ecosondeo



Los sonidos viajan mucho mejor a través del

agua



velocidad = distancia/tiempo

(11)

Técnicas Batimétricas



2da Guerra Mundial - U.S. Navy desarrolla

aún más la tecnología SONAR



Conocimiento del enemigo



Conocimiento del océano



1950’s - 1960’s - pulsos de onda corta de un

solo rayo de alta frecuencia



Batimetría de “rayo ancho”



Los rayos de sonido se dispersan al llegar al

fondo

(12)

(13)

Ecosonda es el método para medir profundidad usando poderosos pulsos de sonido. El tiempo que toma al pulso de sonido para viajar a través del agua hasta el piso y su regreso es una medición de la

profundidad.

Batimetria

(14)

Principio del

Ecosonda

Velocidad (v) del sonido en agua de mar ~ 1500 m/s

Tiempo (t) que toma por el sonido en regresar =t segundos

Profundidad (d) = v*t/2 = 1500*t/2 metros

--- [velocidad = distancia (d)/tiempo (t)]

(15)

15

Ecosonda

(16)

(17)

Técnicas Batimétricas



1970’s - revolución en mapeo batimétrico con

Batimetría de Rayo Múltiple “Multibeam”



Pulsos de sonido múltiples, enfocados, de alta

frecuencia y onda corta



Batimetría de

“Rayo Estrecho”

o

“Rayo Múltiple”



El Pulso de sonido se mantiene estrecho y enfocado hasta

el fondo



Profundidades mucho más precisas



e.g., el Sea Beam tiene 16 rayos, Sea Beam 2000 tiene 121,

(18)

Covertura de Fondo y Densidad de Datos por Método

Sondaleza Un rayo _{Rayos múltiples}

1-2 K Sondeos por levantamiento

500 - 750 K Sondeos por levantamiento

400 millones – 1 billón Sondeos por

levantamiento

(19)

Batimetria

Sistemas

Multibeam puede dar mas precisas mediciones que el ecosonda.

Sistemas

Multibeam colecta datos de mas de 121 pulsos de mediciones del contorno del piso oceánico.

(20)

Batimetria Multibeam

Image courtesy of NOAA

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Sonar de barrido lateral

Image courtesy of USGS Woods Hole

(22)

(23)

GLORIA Sonar Mosaic

_{Golfo de Mexico}

(24)

Imagen del Sonar

Mapa

Batimétrico Imagen

escaneada

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(27)

(28)

Imágenes de

Sonar de

barrido lateral

Barco hundido

Avión hundido

Sonar hace una foto con el sonido

(29)

Thurman and Burton

Sonar Deep-Tow

Deep-tow se acerca mas al fondo para tener mas alta resolución de imagen.

(30)

Modelo basado colecta de datos de

satélite

La altura de

la superficie

del mares

medido y

esta refleja

la topografía

del fondo

(31)

Batimetría

Satelite altimetria es una manera indirecta de medir la profundidad y detectar rasgos del piso oceánico. El satélite mide la altura de la

superficie del mar desde su orbita enviando pulsos rápidos de energía de radar sobre la superficie oceánica. Los rasgos del piso oceánico como montañas sumergidas – ver figura – tienen mas masa de agua de mar.

Esta masa extra levanta la superficie del mar manteniendo ligeros

“bordes” arriba de los rasgos. Asi podemos “ver” rasgos del piso marino midiendo variaciones de la altura de la superficie marina que estos

rasgos causan

(32)

Con el uso de los satélites de altimetría, los niveles de la superficie del mar puede ser medidos mas precisamente, mostrando la distorsión de la superficie.

Esta distorsión ocurre cuando la atracción extra

gravitacional de un rasgo “jala” el agua hacia los lados formando una montaña de agua arriba de esta.

Los Satélites pueden ser usados para establecer mapas de

contornos del piso oceánico

(33)

Ahora: Satelite Altimetria

(34)

Sonar

multibeam

(35)

Mapa Batimétrico Satelital

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

Refracción Sísmica

(41)

Perfiles Sísmicos

Se usa las ondas de sonido para que reboten sobre el fondo del océano y capas abajo de esta

Sonido de frecuencia baja llamado “sismico” A menor frecuencia, mayor la penetración

Se usa el tiempo de viaje para calcular la profundidad

(42)

Perfiles Sísmicos

(43)

receptores fuente

sedimentos

Capa 3 Capa 2

agua

(44)

Perfil de Reflexión Sísmica

Planicies Abismales

Piso marino Capas sedimentarias sub-superficiales

Perfil de la corteza ígnea

T iemp o (s eg ) Distancia (km) 44 Dr. Juan Carlos Chavez Comparan

(45)

Perfíl de

Reflexión

(46)

Knoll Challenger

Golfo de México

sal

Perfíl de

Reflexión

Sísmica

(47)

Sismologia Marina

(48)

segundos

Escarpe de

Campeche

Basamento sedimento

(49)

Perforación

Oceánica

(50)

Curva Hipsométrica

Muestra la

distribución de la superficie de la tierra a diferentes elevaciones

Thurman and Burton

Dos amplias áreas planas

Plataforma Continental 0-150 m de

profundidad

Planicies Abisales 4-6 km de profundidad

Plataforma

Continental _{Planicies Abisales}