Спутник SWOT создал самую детальную карту дна океана: что это меняет для науки

Прорыв в картировании морского дна

Спутник SWOT совершил настоящую революцию в изучении рельефа океанского дна. За первый год работы он собрал больше данных, чем все предыдущие спутники за тридцать лет наблюдений [1]. При этом миссия создана совместно NASA и французским агентством CNES [2]. Новая карта дна океана превосходит по детализации всё, что было доступно учёным ранее.

Сегодня лишь около 25% морского дна исследовано судовыми эхолотами. Это наиболее точный метод картирования [3]. Такие измерения дают разрешение 200-400 метров. Однако они покрывают лишь четверть океанского дна. Для остальных 75% учёные используют спутниковые данные. Традиционные альтиметры работали десятилетиями. При этом их разрешение составляло всего 12-16 километров. SWOT обеспечивает разрешение 8 километров. Кроме того, он покрывает 90% поверхности Земли каждые 21 день. Таким образом, это качественный скачок в возможностях наблюдения.

Как спутник «видит» сквозь толщу воды

Принцип работы SWOT основан на гравиметрии. Эта технология измеряет гравитационное поле Земли. Подводные горы и холмы обладают большей массой, чем окружающее пространство. Следовательно, они притягивают воду сильнее. В результате на поверхности океана появляются едва заметные «бугры» [4]. Эти изменения уровня воды измеряются с точностью до сантиметров. Спутник использует два пятиметровых антенных луча. Они улавливают отражённые радиосигналы с высокой точностью. Такая технология позволяет обнаруживать объекты, невидимые из космоса.

«Спутник SWOT стал огромным скачком в наших возможностях картирования морского дна», — отметил геофизик Дэвид Сэндвелл из Института океанографии Скриппса [5]. Его команда десятилетиями изучает рельеф океана. Теперь же данные SWOT открывают новые горизонты.

Абиссальные холмы: самые распространённые формы рельефа на Земле

Абиссальные холмы покрывают около 70% океанского дна. Таким образом, это самый распространённый ландшафт на нашей планете [4]. Эти невысокие параллельные хребты формируются в местах расхождения тектонических плит. Их высота составляет несколько сотен метров. Из-за небольших размеров их было почти невозможно разглядеть с орбиты. Однако SWOT справился с этой задачей блестяще.

«Мы были удивлены, что SWOT смог увидеть их так хорошо», — призналась Яо Ю, океанограф из Института Скриппса [6]. Используя данные спутника, команда нанесла на карту отдельные холмы. Кроме того, она обнаружила места, где направление хребтов резко менялось. Это указывает на то, что в прошлом тектонические плиты меняли направление движения [7]. Такие находки помогают улучшить модели реконструкции плит. В результате учёные лучше понимают геологическую историю океанов.

Тысячи неизвестных подводных гор

Подводные горы, или сеймаунты, представляют собой вулканические образования. Они влияют на океанические течения. Кроме того, они служат оазисами биоразнообразия [4]. Раньше спутники могли обнаруживать только крупные объекты высотой более километра. SWOT способен различать горы высотой от 450 метров. При этом их диаметр составляет всего 4 километра. Это позволяет увеличить каталог известных подводных гор с 44 000 до потенциальных 100 000 [8].

Подводные горы концентрируют питательные вещества на своих склонах. Тем самым они привлекают морских организмов. В результате в глубоководных районах возникают уникальные экосистемы [6]. Они также влияют на движение глубинных течений. При этом холодные воды поднимаются к поверхности. Этот процесс критически важен для глобальной циркуляции океана. «Картографирование морского дна имеет ключевое значение для судоходства, добычи редких минералов и прокладывания труб», — подчеркнула Надежда Виноградова, руководитель программ физической океанографии NASA [9]. Более того, такие данные помогают изучать тектонику плит.

Континентальные окраины и полярные регионы

Особый интерес для исследователей представляют континентальные окраины. Это зоны, где океанические течения взаимодействуют с сушей [7]. Приливы и течения переносят питательные вещества и осадки с континентов. Тем самым они влияют на биоразнообразие прибрежных экосистем. Данные SWOT позволили уточнить карты течений в этих районах.

Кроме того, спутник выявил тектонические структуры под осадками и льдом в полярных регионах. В море Уэдделла у берегов Антарктиды обнаружена структура «ёлочки». Это тройное соединение тектонических плит Южной Америки, Африки и Антарктиды [7]. В канадской Арктике зафиксирован рисунок чередующихся холмов и долин. Он связан с древним рифтогенезом. Эти находки имеют огромное значение для понимания тектонической эволюции планеты.

Что это значит для науки и будущего

Новые данные SWOT открывают беспрецедентные возможности для научных исследований. Улучшенные карты морского дна позволяют изучать глубоководные течения и приливы. При этом они влияют на жизнь в абиссальных зонах [10]. Такие данные помогают понять, как подводные горы влияют на перемешивание океанских вод. Кроме того, они проясняют перенос тепла. Это критически важно для климатических моделей и прогнозов.

Международное научное сообщество стремится полностью картировать океанское дно. Для этого создан проект Seabed 2030. Конечно, судовые измерения не успеют покрыть всю площадь. Однако данные SWOT помогут заполнить пробелы. Таким образом, учёные приблизятся к этой амбициозной цели. «Мы ещё не достигли плато», — говорит Яо Ю [5]. С накоплением данных точность карт будет только расти. Миссия SWOT продолжает работу, и впереди нас ждут новые открытия.

---

Список источников:

1. NASA unveils satellite map exposing ocean floor gravity secrets
2. NASA made a jaw-dropping map of Earth’s seafloor from space
3. Thousands of previously unknown mountains and hills spotted in best-yet seafloor map
4. SWOT Vertical Gravity Gradient | NASA SWOT
5. NASA made a jaw-dropping map of Earth’s seafloor from space | BBC Sky at Night Magazine
6. Surface Water And Ocean Topography Radar Sharpens Seafloor Focus
7. Abyssal marine tectonics from the SWOT mission
8. Sabemos más del espacio que del fondo del mar, pero este satélite de la NASA llegó a cambiar eso
9. Створено першу в історії детальну карту морського дна Землі
10. Often describe as less known than surface of the Moon, thanks SWOT after observing tens of thousands of seamounts