Maar hoe maken we dat, zo’n kaart? Hoe meten we de diepte van de zee? Dat doen we met een multibeamecholood. De naam zegt precies wat het is: het verricht een diepteloding (= meting van de waterdiepte) door middel van de echo van een uitgezonden geluid en gebruikt daarbij meerdere (multi)geluidsbundels (beam = bundel). Waarschijnlijk weet iedereen wel hoe een standaard echolood werkt. In de bodem van een schip zit een echolood dat een geluidspuls uitzendt. Het geluid reist door het water naar de zeebodem en weerkaatst weer omhoog naar het schip. Daar meet het echolood hoe lang het heeft geduurd dat het geluid heen en weer heeft gereisd. De tijd vermenigvuldigd met de snelheid van het geluid in het water geeft de afgelegde afstand. Het geluid is naar beneden en omhoog gereisd, dus de afstand gedeeld door twee geeft de waterdiepte.

Een waaier van geluidsbundels
Dit levert echter per keer maar één dieptemeting op, recht onder het schip. We zouden dus heel vaak lijnen heen en weer moeten varen om een kaart van een stuk zeebodem te kunnen maken. Gelukkig bestaat er een modernere versie van het echolood, het multibeamecholood. Die van ons zendt niet één, maar 288 geluidsbundels tegelijkertijd uit. Een groot aantal van deze bundels kan twee metingen tegelijk doen, zodat we per uitgezonden geluidspuls niet één, maar 432 dieptemetingen krijgen. De bundels staan niet evenwijdig aan elkaar, maar zijn gespreid zoals je de vingers van je hand kunt spreiden. We hebben dus een soort waaier van geluidsbundels loodrecht onder het schip staan, met de bundels van links naar rechts. En wanneer het schip dan vooruit vaart meten we niet over een lijn, maar direct een hele strook. Door slechts een paar keer heen en weer te varen, in hetzelfde patroon zoals je gras maait, kunnen we dus heel snel heel veel nauwkeurige dieptemetingen in ons onderzoeksgebied maken. Dit werk doen we meestal ‘s nachts, wanneer bijna iedereen slaapt. De volgende ochtend kan ik dan de metingen controleren en een kaart maken.

3D-aanzicht van een deel van de zeebodem bij Bonaire. De kleurenbalk geeft de waterdiepte aan in meters. Het is duidelijk te zien dat de zeebodem hier niet vlak is en er een aantal diepe dalen zijn.

Heuvels en dalen
Dan hebben we een kaart, en dan? Op die kaart kunnen we natuurlijk zien hoe diep het is, of de bodem vlak is of helt, en of er heuvels en dalen zijn. Dat is belangrijk om te weten, want de heuvels en dalen op de zeebodem zijn het gevolg van de processen die zich op de zeebodem afspelen. Sterke stromingen kunnen dalen uitslijten net als een rivier op het land. Wanneer we bijvoorbeeld op zoek zijn naar koralen of bacteriematten die niet van sterke stromingen houden, moeten we niet in de dalen kijken, want daar stroomt het water te hard. Zo kan kennis over het landschap van de zeebodem (de bathymetrie) ons helpen om de juiste positie voor onze monsterstations te vinden. Om ons beter een voorstelling te kunnen maken hoe de wereld er onder water uitziet, kunnen we de kaart ook in 3D weergeven op ons computerscherm.

In kaart brengen van sedimenten
Maar we kunnen nog meer doen met de metingen van het multibeamecholood. De sterkte van het teruggekaatste geluidssignaal zegt namelijk iets over het sediment (zand, klei, koraalriffen etc.) op de zeebodem. Een zachte bodem (bijvoorbeeld slappe klei) kaatst weinig geluid terug; het geluid dringt makkelijk de bodem in. Zand is harder dan klei en kaatst meer geluid terug. Een koraalrif bestaat uit kalksteen en kaatst nog meer geluid terug. Wanneer we nu een kaart maken van de sterkte van het teruggekaatste geluidssignaal maken we dus eigenlijk een kaart van het sediment op de zeebodem. Een zwak geluidsignaal geven we weer als zwart/donkergrijs, een sterk signaal als lichtgrijs/wit, en alle variaties daar tussenin. Vergelijkbaar dus met een zwart-witfoto.

Henk de Haas - Acoustic Researcher/Data Scientist, NIOZ