Table of Contents

دور الاستكشاف العلمي في رسم خرائط لطابق المحيطات ومساحة المعلومات

إن المحيط يغطي أكثر من ٧٠ في المائة من سطح الأرض، ومع ذلك لا يزال أكثر من ٨٠ في المائة منها غير مستغل وغير مرئي وغير مستكشف، فقد كان أرض المحيط، لقرون، مكانا شاسعا في الخرائط الكواكبية، وهى الهدرائية الغامضة التي لا تعرف إلا عن طريق السبر المتناثر وقصات البحار، وقد تحولت هذه التكنولوجيا إلى فهم مفصل ومفصل لطائفة من أشكال المسح.

أهمية رسم خرائط لفلور المحيطات

إن رسم خرائط قاع المحيط أساس لعلم المحيطات وعلوم الأرض الحديثة، والبيانات المستمدة من الدراسات الاستقصائية لقياس الأعماق المائية - هي بيانات أساسية بالنسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تؤثر على كل شيء من النقل البحري العالمي إلى نماذج المناخ.

السلامة البحرية والهياكل الأساسية البحرية

وتكتسي خرائط قاع البحار الدقيقة أهمية حاسمة بالنسبة للملاحة الآمنة، إذ أن الكابلات المغمورة، وخطوط الأنابيب، وممرات الشحن البحري، والمنشآت البحرية تعتمد جميعها على قياسات مفصّلة للحمام، وبدون رسم خرائط دقيقة، تُخاطر السفن بالهبوط على الجبال البحرية غير المأهولة أو الشعاب السطحية الضحلة، وتنسق المنظمة الهيدروغرافية الدولية الجهود العالمية الرامية إلى إنتاج خرائط بحرية موحدة، ومع ذلك لا تزال مناطق ساحلية كثيرة تفتقر إلى الدراسات الاستقصائية الحديثة.

Understanding Plate Tectonics and Natural Hazards

ويسجل قاع المحيط تاريخ التكتونات في الصفائح، فالجداول في وسط المحيط، والتحول في الأخطاء، ومناطق التخصيب، كلها معبر عنها في طبوغرافيا قاع البحار، وبرسم خرائط لهذه الملامح، يمكن للعلماء أن يفهموا على نحو أفضل مخاطر الزلازل وأمواج التسونامي، وعلى سبيل المثال، فإن رسم الخرائط التفصيلية لمنطقة كاسكاديا الفرعية قبالة شمال غرب المحيط الهادئ قد حس َّن نماذج مخاطر التسونامي.

Climate Change and Sea Level Rise

كما أن شكل قاعات المحيطات يؤثر على تيارات المحيطات، التي تنظم بدورها المناخ العالمي، ويؤثر المقياس الوطواط على مسار الكتلة المائية العميقة، وخلط المغذيات، واستيعاب الحرارة وثاني أكسيد الكربون، فمثلا، يؤدي التضاريس السطحي الوعائي لقاع البحار في المحيط الجنوبي إلى نشوء اضطراب يؤدي إلى ارتفاع مستويات الترسبات وعزل الكربون في المستقبل، حيث أن نماذج قياسات المناخ تصبح أكثر تطورا.

إدارة النظم الإيكولوجية وحفظها

وترتبط موائل قاع البحار ارتباطا وثيقا بالعمق والجيولوجيا، إذ يمكن أن تُحدد الشعاب المرجانية في المياه الباردة، ومجتمعات الجبال البحرية، والنظم الإيكولوجية المهددة بالهدف الحراري، كل منها نوافذ قياسية معينة، وبدون خرائط ذات استبانة عالية، من المستحيل تحديد المناطق المحمية البحرية بصورة فعالة، وعلى سبيل المثال، فإن رسم خرائط لـ Chagos Archipelagos قد كشف.

التقنيات المستخدمة في استكشاف المحيطات

ويعتمد رسم الخرائط الحديثة في قاعات المحيطات على مجموعة من التكنولوجيات المتطورة التي تطورت بسرعة على مدى القرن الماضي، ولكل طريقة مواطن القوة والقيود، وكثيرا ما يتطلب رسم الخرائط الشاملة الجمع بين نُهج متعددة.

Multibeam Sonar Mapping

(أ) أجهزة الصوت المتعددة الأطراف هي أجهزة قياس الأعماق الحديثة، وخلافاً لنظم الأحادية التي تقيس العمق مباشرة تحت السفينة، فإن النظم المتعددة الأطراف تبعث على مروحة من الشعاعات الصوتية، وأحياناً ما تغطى مجرى واسع من قاع البحر بكل مرارة.

ساتل التأشيرة

For broad-scale mapping of the entire ocean floor, satellite altimetry is indispensable. Satellites such as CryoSat-2 and ]Jason-3]] measure the altitude of sea with centimeter precision.

المركبات الآلية والمشغلة عن بعد

To explore the seafloor in detail, scientists deploy underwaterroids. Remotely Operated Vehicles (ROVS:1] are tethered to a ship and controlled by a pilot, carrying cameras, manipulator arms, and scientific samplers. The iconic ROV

نظم عميقة الحجم وقاعدة الطول

وبالنسبة للمناطق العميقة - كانت الخنادق المحملة تحت ٠٠٠ ٦ متر - منصات متخصصة مطلوبة، وقد تم نشر مواسير وأجهزة للكاميرات ذات المظلة العميقة على أسلاك الفولاذ لتصوير قاع البحار وأخذ عينة منها، وكثيرا ما استخدم برنامج استكشاف العجلات الهضمية المجهزة بأجهزة مسح مبطنة لا تتعدى ٠٠٠ ١٠ من نظم الأسماك والصور.

Sismic Reflection Profiling

While showerymetry maps the surface of the seafloor, seismic reflection profiles reveal the layers beneath. Air guns or sparkers generate sound waves that penetrate the seabed and reflect off sediment and rock layers. This technique is essential for locating oil and gas reservoirs, but it also provides insight into sedimentary programs, fault structures, and buried river channels.

اكتشافات من استكشاف قاعات المحيطات

ولكل خريطة جديدة لقاع البحار إمكانية إلغاء الافتراضات وإظهار شيء غير متوقع تماما، وقد تم تدقيق تاريخ استكشاف المحيطات باكتشافات أعادت تشكيل العلم.

Hydrothermal Vents and Chemosynthetic Ecosystems

وقد كشفت أكثر الاكتشافات ثورية في بيولوجيات أعماق البحار في عام 1977 عندما كان العلماء على متن الغواصات Alvin] قد لاحظوا فتحات هيدرائية بالقرب من ممر غلاباس، وكانت هذه الينابيع الساخنة تحت الماء، التي تدور عبر القشرة المكسورة، والتي تسخنها صور المغناطيسية.

الجبال البحرية والتنوع البيولوجي فيها

وترتفع الجبال البحرية تحت الماء على الأقل إلى ما لا يقل عن 000 1 متر فوق قاع البحار المحيطة بها، وغالبا ما تكون هذه الجبال الساخنة من التنوع البيولوجي لأنها تخلق تيارات محلية ترتفع فيها المغذيات إلى السطح. وتظل آلاف الجبال البحرية غير مستغلة، ولكن تلك التي تم مسحها من مجموعات الكثافة من المرجانيات العميقة البحر، والسفن، والأسماك.

قنابل غواصة وتيارات التوريد

إن عصي الغواصات هي وديان حادة الجانب تقطع المنحدرات القارية، وكثيرا ما تعمل كقناة لنقل الرواسب من القارات إلى أعماق البحار، وقد كشفت هذه الخرائط العالية الاستبانة للعصي، مثل Monterey Canyon عن أنماط التبعية المتشعبة، وموجات الرواسب القوية.

المناظر الطبيعية والتاريخ البشري

كما أن قاع المحيط يحفظ مشهداً فوق المياه، ففي آخر حد بعيد الجليد، كانت مستويات البحر أقل بنحو 120 متراً، مما أدى إلى تعريض سهول واسعة تربط القارات، كما أن رسم خرائط هذه المناظر المغمورة قد أتاح لأخصائيي الآثار تحديد المناطق التي قد يكون سكانها قد عاشوا فيها، وعلى سبيل المثال، فإن منطقة الأراضي المزروعة بين ساحل بحر الشمال.

Submarine Landslides and Tsunami Sources

وقد كشفت عمليات المسح عن وجود رواسب ضخمة من الأراضي المغمورة، مثل الـ Storegga Slide] قبالة النرويج، التي شردت 500 3 كيلومتر مكعب من الرواسب المعتدلة، وولدت أمواج تسونامي ضخمة غذت ساحل شمال أوروبا قبل نحو 150 8 عاما، وتم تحديد شرائح كبيرة أخرى من سواحل هاواي،

المبادرات العالمية في رسم خرائط المحيطات

(أ) إذا سلمت [تغطية قياس الأعماق الكاملة، فقد شكلت الشراكات الدولية للتعجيل برسم الخرائط، وكانت المبادرة الأكثر طموحاً هي Seabed 2030، التي أطلقتها مؤسسة النيببون و، وهي تمثل هدفها الكامل(24).

دور الشراكات الخاصة والعامة

ويمكن أن تُكلّف سفينة بحثية أوقيانية واحدة عشرات الآلاف من الدولارات يومياً للعمل، ولإكمال التمويل الحكومي، أصبحت الشراكات مع القطاع الخاص حيوية، إذ أن الشركات مثل المحيطات أوسيان Infinity تعمل أساطيل للسفن السطحية المستقلة المجهزة بسند متعدد الأطراف، وتجمع البيانات على أساس العقد (202).

مستقبل تكنولوجيا استكشاف المحيطات

وفي المستقبل، تعد عدة تكنولوجيات ناشئة بزيادة تطوير رسم خرائط قاعات المحيطات، وسيتيح لنا الاستخبارات الفنية، والآلات المُحارّة، والمجسّسات الجيل القادم استكشاف المزيد من الكفاءة، وإيجاد حل أعلى من أي وقت مضى.

AI and Machine Learning in Bathymetry

ومن أكبر التحديات في مجال رسم الخرائط في قاع البحار الحجم الهائل للبيانات، حيث يمكن للنظم الحديثة المتعددة الأطراف أن تجمع الاغبايت في الساعة، ويجري تطوير خوارزميات التعلم الآلى لتصنيف موائل قاع البحار بصورة تلقائية، وتحديد السمات الجيولوجية، بل والتنبؤ بالمناطق غير المستغلة استنادا إلى بيانات مسبوقة، فعلى سبيل المثال، يمكن للشبكات العصبية المدربة على الجبال البحرية المعروفة أن تفحص البيانات المحتملة عن الجاذبية الساتلية للكشف عن الملامح.

الأسلحة الصغيرة ذات الصدر الذاتي

وبدلا من سفينة كبيرة، قد يشمل الاستكشاف في المستقبل عشرات أو مئات من المركبات المستقلة الصغيرة المنخفضة التكلفة التي تعمل معا، ويمكن نشر هذه الأقزام من سفينة واحدة وتنسيق تحركاتها لتغطية المناطق الكبيرة بسرعة، وتستخدم بالفعل المواد التي تعمل تحت الماء لنقلها من عمود المياه دون ناقلات للوقود لرصد المحيطات، وسيسمح لها إضافة غطاء سطحي بالزيادة المستمرة في بيانات قياس الأعماق على مدى الأشهر.

عالية الاستصلاح من الفضاء: التأشيرة القادمة

أما البعثات الساتلية المقبلة، مثل الساتل SWOT ] (المياه السطحية وأصول المحيطات) الذي أطلق في عام 2022، فهي مصممة لقياس الارتفاع السطحي للمحيطات بحل غير مسبوق.

Citizen Science and Open Data

ولا يحتاج كل الخرائط إلى أن تأتي من سفن بحثية مخصصة، فالمشروع Seabed 2030] يشجع بنشاط مساهمات المتطوعين من سفن الصيد واليخت والسفن التجارية التي تعمل في المناطق النائية، ولكثير من السفن الحديثة بالفعل أجهزة لمسح الأعماق، ومن خلال قطع وتقاسم بياناتها، يمكن أن يساعد المستعمدون البحريون في سد الثغرات.

التحديات والأولويات

ورغم التقدم المحرز، لا تزال هناك عقبات كبيرة، حيث أن المساحة الإجمالية التي يتعين رسمها هي مساحة هائلة تبلغ حوالي 360 مليون كيلومتر مربع، كما أن الدراسات الاستقصائية التقليدية التي تنقلها السفن بطيئة ومكلفة، كما أن هناك حواجز سياسية، إذ أن العديد من الدول الساحلية لم تقم بعد بدراسة مناطقها الاقتصادية الخالصة، علاوة على أن المحيط العميق هو بيئة هشة، ويجب أن يتوازن التنقيب مع الحفظ.

الحاجة إلى التنسيق العالمي

إن التحدي المتمثل في رسم خرائط طابق المحيطات بأكمله ليس مجرد تقني بل تنظيمي أيضا، بل يتطلب أشكالا موحدة للبيانات، ومستودعات مشتركة، واتفاقات دولية لتحديد الأولويات في المناطق، فعقد الأمم المتحدة لعلوم المحيطات من أجل التنمية المستدامة (2021-2030) يوفر إطارا لهذا التعاون، مع التأكيد على أن رسم خرائط قياس الأعماق يشكل أساسا أساسيا لجميع علوم المحيطات.

خاتمة

إن الاستكشاف العلمي قد جلبنا من حافة المجهول إلى عتبة خريطة كاملة للحدود الأخيرة لكوكبنا، فقاعة المحيط، التي تعتبر سهلا أحاديا، معروفة الآن بأنها مشهد دينامي ومتنوع مع ما يترتب على ذلك من آثار عميقة بالنسبة لكل جانب من جوانب الحياة على الأرض، ومن المنافذ الحرارية المائية التي تُظهر في منشأ الحياة إلى مشهد متغيرات واضحة تُحك قصة الهجرة البشرية، فإن الاكتشافات التي تحققت من خلال رسم خرائط العلاقات البحرية.