فهم المسح الهيدروغرافي ودورها في رسم الخرائط في قاع البحار

وتشكل الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية الطريقة الرئيسية لجمع بيانات دقيقة عن شكل قاع المحيط وعمقه وتكوينه، إذ تقوم هذه الدراسات الاستقصائية بنشر نظم متطورة من السفن السطحية أو المركبات ذات المياه الجوفية المستقلة، وتنتج عنها خرائط قياسية عالية الاستبانة تكشف عن التضاريس التفصيلية للمناظر الطبيعية المغمورة، وتتجاوز هذه الدراسات قياسات العمق البسيطة - وتُحدِّد طبقات التسونامي، والهياكل الأساسية غير المنظورة.

The Connection Between Submarine Landslides and Tsunamis

إن الانهيارات الأرضية المغمورة هي تحركات واسعة النطاق للرسوب أو الصخور أو الحطام الذي يحدث في قاع البحر، وغالبا ما يحدث على المنحدرات القارية أو بالقرب من الجزر البركانية، وهذه الأحداث يمكن أن تكون هائلة، وتمزق الكيلومترات المكعبة من المواد في حدث واحد، وعندما تنزلق الغواصة الكبيرة من التربة فجأة إلى أسفل المنحدر، فإنها تضغط على المياه فوقه، مما يؤدي إلى حدوث سلسلة من موجات التشريد

How Hydrographic Surveys Detect Submarine Landslide Hazards

تحديد مواقع الفشل في الماضي

وتُعد الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية مُنذَجة بشكل خاص عند الكشف عن الندوب والودائع التي خلفتها الانهيالات الأرضية المغمورة في الماضي، وتنتج أجهزة الصوت المتعددة الأحواض قياسات حمّامية في المجرى المائي يمكن أن تحل سمات مثل ندباتات الرأس، والجدارات الجانبية، والقطع في قاع البحر، وتظهر مؤشرات التخلف هذه التي تُحدّد فيها كميات كبيرة من الرواسب.

تقييم الاستقرار في المنحدرات

فبعد رسم خرائط للندوب الموجودة، يمكن أن تُصور الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية المجهزة بمواصفات فرعية عن سطح البحر طبقة داخلية من الرواسب التي تقع تحت قاع البحر، وتُرسل هذه النظم نبضات صوتية منخفضة التردد تخترق مئات من المترات في قاع البحار، وتكشف عن الاضطرابات، والطائرات التي تُحمّل الغازات، والطبقات الضعيفة.

رصد التشهير النشط

ويمكن أن تتيح الدراسات الاستقصائية المائية المتكررة في نفس المجال للعلماء اكتشاف التغيرات في ارتفاع مستوى سطح البحر والمورفولوجيا بمرور الوقت، وهذه القدرة ضرورية لرصد المناطق التي توجد فيها رسوبيات نشطة معروفة، أو رفع مستوى الكتروني، أو الزحف المستمر، مثلاً، يمكن أن تكشف الدراسات الاستقصائية التي تجرى قبل وقوع زلزال كبير وبعده عن تشرد قاع البحر الاصطناعي وبدء ندبات جديدة في الأراضي.

ربط البيانات الهيدروغرافية بتقييم مخاطر تسونامي

نمذجة تسونامي وبروباغيشن

إن أفضل خرائط قاع البحار هي المدخل الرئيسي للنماذج العددية التي تحاكي توليد أمواج تسونامي من الانهيالات الأرضية المغمورة، وهذه النماذج تتطلب معرفة دقيقة بمدى التحلل الجغرافي، والأسلاك، والسمك، وعمق الفشل، فضلا عن خواص التدرج والربط، وتعطي البيانات الهيدروغرافية العالية الاستبانة تفاصيل الاستدلالات اللازمة لتحديد الناتج الأولي من التشريد في المياه.

تحديد مناطق تسونامي المصدر

ويمكن أن تساعد الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية على تحديد المناطق الجغرافية التي يحتمل أن تحدث فيها الانهيالات الأرضية المغمورة، مما يحدد مناطق مصادر التسونامي المحتملة، وعلى سبيل المثال، فإن المزلاجات الغامضة للجزر البركانية، والمنحدرات غير المستقرة من قنابل الغواصات، وحديقة الجرف القاري كلها معروفة بأنها عرضة للهبوط الجماعي.

دعم نظم الإنذار المبكر

وتتوقف نظم الإنذار المبكر بأمواج تسونامي ذات الغطاء الأرضي على الكشف عن حركة قاع البحار في الوقت الحقيقي أو في الوقت القريب، وفي حين أن الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية لا تجري في الوقت الحقيقي، فإن خرائط خط الأساس التي تنتجها لا غنى عنها لتفسير البيانات من مراصد قاع البحار، ومجسات الضغط، وشبكات التهاب المهتزة، وعندما يحدث زلزال في الخارج، فإن قياس خط الأساس يسمح للعلماء بالكشف بسرعة عما إذا كانت هناك أم لا يمكن أن تكون هناك أم لا يمكن أن تكون هناك.

التكنولوجيات الرئيسية ومساهماتها المحددة

Multibeam Echo Sounders

إن أجهزة الصوت المتعددة الصدى هي أفقية من الدراسات الاستقصائية المائية الحديثة، إذ تبعث على مروحة من الشعاعات الصوتية التي تخترق قاع البحار، يمكن أن ترسم خرائط واسعة النطاق لقاع المحيط في تمرير واحد، وتتوصل إلى قرارات أفقية بشأن صفائف قليلة من المياه حتى في أعماق المياه، ولا توفر هذه النظم عمقا فحسب، بل أيضا كثافة الارتداد، مما يدل على وجود دفقات في قاع البحر.

سيدسكان سونار

ويتخصص سدسكان سونار في إيجاد صور مفصلة لأجهزة النسيج والمورفولوجي في قاع البحار، وفي حين أنه لا يوفر قياسات دقيقة للعمق، فإنه يبرز في الكشف عن الأجسام والسمات على السطح، مثل الفولدر، وعلامات الاختلال، والحطام الأرضي، وكثيرا ما تستخدم صور السايسكن لاستكمال بيانات البوليستيرين، ولا سيما في المناطق التي توجد فيها مؤشرات سطحية صغيرة، وقد تكون الدراسات المتعلقة بالمعددين التقليدي غير كافية.

ملامح الجسم الفرعي

وتستخدم أجهزة التصفيف الفرعية نبضات صوتية منخفضة التردد (من 1 إلى 10 كيلوهرتز) للتغلغل تحت سطح قاع البحر وتصوير طبقات الرواسب الأساسية، وهذه الأدوات أساسية لتحديد المستويات الضعيفة، والمناطق المحملة بالغاز، وودائع الأراضي المدفونة التي لا تظهر في قياس الأعماق، على سبيل المثال، يمكن أن تكشف نماذج قياسات الحجم الخفيف عن وجود طبقة من المقاييس.

الاستشعار عن بعد وأجهزة الاستشعار الساتلية

وعلى الرغم من أن طريقة المسح الهيدروغرافي التقليدي، فإن قياس التأجير بالسواتل قد ثبتت قيمتها بالنسبة لرسم خرائط النطاق الواسع النطاق لقاع البحار، حيث أن هذه التقنيات الفرعية في ارتفاع سطح البحر، التي نجمت عن سحب جبال المياه الجوفية، يمكن أن تنتج خرائط للأشعة فوق البنفسجية التي تكشف عن وجود انهيالات كبيرة من الأراضي، والجبال البحرية، والهياكل التي تصيبها التسونامي، وهي مفيدة بشكل خاص في وضع نماذج أقل من حيث المقاييس أو يصعب التحكم فيها.

دراسات إفرادية تبرز أهمية الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية

سلايد ستوريغا (بحر النرويج)

وقد اكتسبت الشريحة البحرية من أكبر الانهيالات الأرضية المغمورة التي اكتشفت في أي وقت مضى، حيث بلغ حجمها نحو 500 3 كيلومتر مكعب، وحدثت قبل حوالي 200 8 سنة، وولدت تسونامي هائلا، وكشفت عنه المناطق الساحلية غير المزروعة في النرويج واسكتلندا، وآيسلندا التي يتجاوز فيها حجمها موجة من الأمواج 20 مترا في بعض الأماكن.

The 1998 Papua New Guinea Tsunami

وفي 17 تموز/يوليه 1998، أدى زلزال قبالة ساحل بابوا غينيا الجديدة إلى تلال أرضي بالغواصات أدى إلى إنشاء قرى محلية مدمرة للتسونامي على طول الساحل الشمالي، مما أدى إلى مقتل أكثر من 200 2 شخص، ولقيت التقييمات الأولية اللوم على الزلزال وحده، ولكن الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية المفصلة التي أجريت بعد وقوع الحادثة بفترة وجيزة كشفت عن وجود ندبة أرضية متميزة في قاع المنحدر القاري، وأظهرت الدراسات الاستقصائية أن الشريحة قد نزلت عددا من بروتوكولات الزلزال التي كانت بحاجة إلى حدوث الزلزال يبلغ 4 كيلومترات في غضون دقائق من حيث

The Grand Banks Slide (1929)

وقد أدى زلزال البنوك الكبرى )الخط العرض ٧-٢( قبالة نيوفوندلاند إلى تداعيات واسعة النطاق على الأراضي، مما أدى إلى تمزق سلسلة من الكابلات البرقية عبر المحيط الأطلسي، وولدت أمواج تسونامي أصابت ساحل نيوفوند حيث بلغت موجات عالية ١٣ مترا، مما أدى إلى مقتل ٢٨ شخصا، ثم أدت الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية باستخدام نظم حديثة متعددة الأجناس وشبه الألف إلى حدوث تداعر.

إدماج الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية في الاستعداد الساحلي

ويستلزم الحد من مخاطر التسونامي ترجمة بيانات المسح الهيدروغرافي إلى تدابير عملية للتخفيف من حدة الكوارث، وتُعد برامج المسح الوطنية مثل برنامج رسم الخرائط الساحلية والمحيطية في الولايات المتحدة والشبكة الأوروبية لرصد وتقييمات المخاطر البحرية في منطقة المحيط الهادئ، التي تقوم على نحو منهجي بجمع قياسات حمّام عالية الاستبانة للمناطق الساحلية المعرضة للأخطار، وتُبث هذه البيانات في نماذج لكشف أمواج تسونامي تحدد مناطق الإجلاء، وتُبلغ رموز البناء، وتُدردَبَزَت في إندونيسيا.

الاتجاهات المستقبلية: المركبات المستقلة وشبكات رصد قاع البحار

وبالإضافة إلى ذلك، فإن التقدم في المركبات البحرية المستقلة ذاتياً والسفن السطحية غير المكشوفة تؤدي إلى إجراء دراسات استقصائية هيدروغرافية ثورية لرسم خرائط مخاطر التسونامي التي يمكن أن تعمل في المناطق النائية أو الضحلة أو الخطرة التي لا يمكن أن تمضي فيها السفن التقليدية، ويمكنها جمع بيانات على مدى فترة طويلة دون قيود على أطقم السفن.

خاتمة

إن الدراسات الاستقصائية الهيدروغرافية ليست مجرد أدوات للملاحة واستخراج الموارد - فهي أساسية لفهم المخاطر الطبيعية التي تهدد المجتمعات الساحلية والتخفيف منها - ومن خلال رسم خرائط لقاع البحر مع إيجاد حلول دائمة التطور، يمكن للعلماء تحديد منحدرات غير مستقرة، وإعادة بناء أحداث ترابية في الماضي، ووضع سيناريوهات تسونامي في المستقبل، والصلة بين الضرورات الأرضية المغمورة وأمواج التسونامي واضحة، وتقوي البيانات المستمدة من الدراسات الاستقصائية للأخطار الهيدروغرافية الأساسية.