Echos vom Meeresgrund
Die Erforschung des Meeresgrundes, die auf flugzeug- und satellitengestützten Plattformen basiert, ist oft abhängig von den Wassereigenschaften, die der Lichtdurchdringung förderlich sind. Neue Techniken, die Fernerkundungstechnologien auf der Grundlage der Reflexion von Schallimpulsen nutzen, werden derzeit untersucht, um so Aussagen über die Sedimenteigenschaften des Meeresgrundes zu gelangen. Dieser Ansatz bezieht sich auf Schallereignisse (z.B. Reflexion und Absorption) in Abhängigkeit von verschiedenen physikalischen Eigenschaften des Meeresgrundes wie etwa Schüttdichte, Korngröße und Porosität. Die Eigenschaften einer akustischen Antwort, womit die Amplitude und Kurvenform eines vom Meeresgrund reflektierten Schallsignals gemeint sind, sind ein Maß für die Kategorie oder Art des Meeresgrundes. Die akustische Meeresgrund-Klassifikation erfolgt anhand der geologischen und biologischen Diversität des Meeresgrundes, die sich in der akustischen Diversität von Echos äußert. Die Extraktion charakteristischer Eigenschaften dieser Echos erfordert eine intensive Datenaufbereitung. Es wurden theoretische und numerische Modelle und Verfahren entwickelt, um Echos mit ähnlichen Eigenschaften zu Gruppen zusammenzufassen und den Wechselbeziehungen zwischen akustischen Parametern und den physikalischen Eigenschaften des Sediments auf die Spur zu kommen. Die Zusammenhänge zwischen Kategorien, die auf akustischen Antworten basieren, und den interessierenden biologischen oder geologischen Unterschieden werden durch die Entnahme geeigneter Proben durch Taucher oder mechanische Greifer validiert. Eine Gruppe von Forschern hat die Schallsignale ausgewertet, die vom Meeresgrund und den darunter liegenden Schichten nach Aussenden hochenergetischer Schallsignale gestreut und reflektiert wurden. Daneben entwickelten sie exakte theoretische und numerische Modelle für die Schallwellenausbreitung, wofür sie Parameterschätzer wie den Maximum Likelihood Estimator einsetzten. Die Modelle und Verfahren wurden anhand von Tankexperimenten (im Labormaßstab) validiert, bei denen konventionelle Geräte sowie geophysikalische und geotechnische Apparaturen eingesetzt wurden. Während dieses Validierungsprozesses wurden Fehler in den Modellen aufgespürt. Die kleinsten Modellfehler resultierten aus einer Eigendämpfung im Bereich der Frequenz feiner Sedimente. Größere Fehler wurden in Modellen gefunden, in denen viele Parameter noch immer unbekannt sind. Die weitere Entwicklung dieser Techniken wird für Unternehmen eine Hilfe sein, die sich mit der Meeresgrundexploration beschäftigen und denen künftig ein genaueres Verfahren zur Meeresgrundklassifikation zur Verfügung steht.
