Współczesne badania głębin morskich coraz częściej wykorzystują zaawansowane technologie pomiarowe. Jedną z nich jest LIDAR (Light Detection and Ranging), dotąd znany głównie z zastosowań w kosmonautyce czy geodezji, który obecnie znajduje nowe miejsce w badaniach podwodnych. Inicjatywa realizowana przez CSEM oraz francuski instytut Ifremer koncentruje się na rozwoju systemu lidarowego umożliwiającego szczegółowe mapowanie dna oceanicznego oraz analizę procesów zachodzących w głębinach.
Czym jest lidar i jak działa?
Lidar wykorzystuje wiązki laserowe do pomiaru odległości z wysoką precyzją. System emituje impulsy laserowe w kierunku celu i mierzy czas powrotu odbitego sygnału. Dzięki temu możliwe jest generowanie szczegółowych, trójwymiarowych modeli badanego środowiska. Technologia ta została pierwotnie rozwinięta na potrzeby badań kosmicznych – do mapowania powierzchni planet, wykrywania przeszkód czy wspomagania lądowania statków kosmicznych. Obecnie lidar coraz częściej znajduje zastosowanie także pod wodą, gdzie umożliwia eksplorację i mapowanie dna morskiego, w tym uskoków sejsmicznych czy kominów hydrotermalnych. W zależności od mętności wody, impulsy mogą penetrować ją na głębokość do 10–20 metrów, dostarczając bardzo precyzyjnych danych o topografii podwodnej.
Warto przeczytać:
Mapowanie dna morskiego
Nowy system LIDAR umożliwi generowanie modeli terenu o rozdzielczości sięgającej kilku centymetrów i zasięgu do 15–20 metrów, w zależności od przejrzystości wody. To narzędzie zapewnia unikalne połączenie precyzji obrazowania i szybkości pokrycia badanego obszaru.
Systemy optyczne, takie jak kamery, wymagają prowadzenia pomiarów z bardzo bliskiej odległości (zwykle poniżej 7–8 metrów), podczas gdy tradycyjne pomiary akustyczne pozwalają na większy zasięg, ale kosztem rozdzielczości (często powyżej 20 centymetrów, a nawet ponad 1 metr). Lidar podwodny stanowi kompromis: pozwala uzyskać modele terenu o rozdzielczości kilku centymetrów i zasięgu do 20 metrów, co jest nieosiągalne dla większości dotychczasowych metod. Dzięki temu możliwe jest szczegółowe odwzorowanie konturów dna, wykrywanie uskoku sejsmicznych, kominów hydrotermalnych oraz lepsza identyfikacja siedlisk biologicznych.
Najczęściej czytane:
Adaptacja technologii do warunków podwodnych
Projektowanie lidarów do pracy w głębinach morskich wiąże się z wieloma wyzwaniami. Zmienność mętności wody wymusza zastosowanie odpowiednich rozwiązań optycznych i elektronicznych oraz wysoki stopień autonomii urządzenia. System musi być w stanie przetwarzać duże ilości danych, bez stałego dostępu do łączności, co wymaga zaawansowanych algorytmów i optymalizacji rozmiaru urządzenia. Dodatkowo instrument zostanie umieszczony w wodoszczelnej obudowie odpornej na ciśnienie do głębokości 6000 metrów.
Zastosowania danych lidarowych w badaniach głębin
Dane pozyskane przez system LIDAR posłużą do tworzenia trójwymiarowych map dna morskiego o wysokiej rozdzielczości. Umożliwią one prowadzenie szczegółowych analiz geofizycznych, geologicznych, biologicznych i chemicznych, a także głębsze zrozumienie bioróżnorodności oraz potencjalnych zasobów naturalnych. Wyniki tych badań mogą wspierać skuteczniejszą ochronę delikatnych ekosystemów morskich i racjonalne zarządzanie bogactwami oceanów.
DeepSea’Nnovation
Projekt DeepSea’Nnovation, koordynowany przez Ifremer od 2021 roku, zakłada opracowanie nowoczesnych narzędzi dla robotów podwodnych Francuskiej Floty Oceanograficznej. Inicjatywa ta, finansowana przez rząd francuski i zaplanowana do 2029 roku, pozwala na połączenie doświadczenia CSEM w dziedzinie lidarów kosmicznych z wiedzą Ifremer w zakresie optyki podwodnej. Efektem tej współpracy mają być nowe możliwości w pozyskiwaniu danych, obserwacji oraz pobieraniu próbek z dna morskiego. Wprowadzenie zaawansowanego lidaru podwodnego to jeden z kluczowych kroków, który może znacząco podnieść jakość badań głębinowych i otworzyć nowe perspektywy dla nauki o oceanach.
Źródło: Francuski instytut Ifremer CSEM -Wrak Julie-La-Rousse II
