Ahir, cap a l’hora del Science Meeting, en Peter, el capità, ens va avisar que havia detectat un fenomen bastant curiós al radar. No ens hi vam poder resistir i vam córrer tots a coberta per observar els solitons. Un solitó és una ona solitària que es propaga sense deformar-se.
El fenomen físic fou descrit per primera vegada per l’escocès John Scott Russell, el qual va observar la propagació d’una ona al llarg del Union Canal des d’Edimburg a Falkrirk (Escòcia). Russell va seguir aquella ona, que no semblava afeblir-se, durant diversos quilòmetres remuntant el corrent.
Mentre observem els solitons, en Rob Hall, oceanògraf de la Universitat de East Anglia, ens explica que els solitons estan íntimament relacionats amb les ones internes. Aquestes, com el seu nom implica, són ones que viatgen en l’interior d’un fluid, en aquest cas, l’oceà. A vegades, el seu efecte és tant gran que fins i tot es poden veure amb imatges de satèl·lit! Alhora, es creu que tenen un paper molt important en els ecosistemes profunds ja que indueixen processos de barreja que distribueixen els nutrients i la matèria orgànica en la columna d’aigua. Les ones internes són habituals en llocs influenciats fortament per les marees i es fan més evidents on la topografia del fons marí és somera i irregular.
Certament, la complexa topografia de les Galápagos fa de les illes una localització idònia per observar els solitons, els quals es veuen des de la superfície com petites onades al voltant del Falkor Too. En la distància també observem una franja de color verd-marró que ens indica la productivitat primària com a conseqüència dels solitons. Després d’aquest espectacle natural i el Science Meeting a coberta, hem baixat al menjador on en Dan Fornari, geòleg del Woods Hole Oceanographic Institution especialitzat en vulcanisme, ens ha posat al dia sobre l’extraordinària geologia de les illes.
Segons comenta, l’arxipèlag està format per 18 illes principals, 3 illes més petites i 107 roques i illots situades en la Triple Cruïlla de les Galápagos – una zona molt interessant des del punt de vista geològic. Amb un cullerot com a punter, en Dan ens assenyala la zona, on entren en joc la placa tectònica de Nazca (en la que troben les Galápagos) i la placa de Cocos, allunyant-se l’una de l’altre uns 6cm/any. Entre elles es troba el que es coneix en argot geològic com el Galapagos Spreading Centre, un punt on la litosfera oceànica s’esquerda, permetent al magma del mantell emergir, creant així nova escorça oceànica. Aquest és el procés principal de formació, no només de les Illes Galápagos (fa entre 8 i 90 milions d’anys), sinó també de les nombroses muntanyes, volcans i fumaroles submarines de la zona.
Perquè us feu una idea dels ambients que estem estudiant, hem fet una reconstrucció en 3D de la batimetria de dues zones que hem visitat fins ara.
Com veieu, l’orografia submarina de les Galápagos és complexa i diversa, amb estructures tan peculiars com el Cacho de Coral. El “Cacho” es tracta d’una caldera volcànica (o volcà col·lapsat) que s’estén per uns quilòmetres entre les illes Santa Fe i Sant Cristòbal, a la part central de la plataforma de l’arxipèlag Galápagos, entre uns 400 i 600 metres sota el nivell del mar. Aquestes es formen durant una erupció volcànica, quan el magma present a la cambra de magma sota el volcà és expulsat, sovint violentament. En buidar-se la cambra magmàtica el suport que el magma havia proporcionat dins de la cambra desapareix provocant que les parets i la part superior del volcà s’enfonsen cap a dins, tot donant una forma de croissant. Per aquesta raó se’l va anomenar “Cacho”, és el nom que reben els croissants a l’Equador.
Per acabar el diari d’avui, us deixo amb una imatge de la impressió 3D del Cacho que han fet en Zach i l’Adam (pilots del SuBastian). S’aprecien les parets verticals, les terrasses i micro-estructures en increïble detall… Prometo parlar-vos sobre els ecosistemes que hi hem trobat en la propera entrada al diari!
Petit tall de vídeo del procés d’impressió 3D d’una reconstrucció del Cabo de Coral:
Equip Investigador
Diari de recerca
Bona tarda, Ariadna és molt interessant aquest diari de recerca la meva pregunta es:
Quina és la muntanya submarina més alta de la zona?
Quina és la muntanya submarina més alta de la zona?
Gran part de la cartografia de les Galápagos que es té fins ara és de baixa resolució, i moltes de les muntanyes submarines encara no s’han visitat, de manera que es desconeix la profunditat exacta de totes elles. Fins ara, s’ha explorat sobretot les muntanyes submarines someres, com el Darwin Seamount. Es troba al nord-est de l’illa de Darwin, una de les illes més al nord de l’arxipèlag de les Galápagos i s’eleva des del fons de l’oceà fins a uns 37 metres.
No obstant, la muntanya més alta de les illes Galápagos és el volcà Wolf de l’illa Isabela – la més gran de l’arxipèlag de les Galápagos. És un dels volcans més actius de les Galápagos i s’eleva a una altitud d’aproximadament 1.707 metres sobre el nivell del mar. El volcà Wolf ha entrat en erupció diverses vegades en la història recent, amb erupcions notables el 1982, 2015 i 2019.
Bon dia, tornem a ser els de 1r d’ESO B de l’Escorial de Vic.
Ens han cridat l’atenció les imatges dels relleus submarins i el “croissant”.
Què signifiquen els diversos colors dels mapes?
Moltes gràcies per tota la informació!
Què signifiquen els diversos colors dels mapes?
La coloració del mapa ens indica la profunditat. Els colors més càlids representen zones menys profundes mentre que les tonalitats fredes ens indiquen zones de molta profunditat.
Hola Ariadna!
Tenim algunes qüestions que volem compartir amb tu en relació amb aquesta entrada:
– Què representen els colors que hi ha representats a la maqueta?
– Quant heu trigat en fer tot el procés de creació i impresió de la maqueta?
– Heu trobat algún “cacho” més?
– Què necessita la impresora 3D per funcionar?
Moltes gràcies!
Esperem la teva resposta.
Què representen els colors que hi ha representats a la maqueta?
La coloració ens indica la profunditat; els colors més càlids representen zones menys profundes mentre que les tonalitats fredes ens indiquen zones de molta profunditat.
Quant heu trigat en fer tot el procés de creació i impressió de la maqueta?
El procés ha trigat unes 5h, però depèn molt de la complexitat de l’estructura que es vol imprimir, de la densitat/duresa de la peça, etc. En Zach, em comenta que un 20% de les peces que formen en SuBastian les han imprès en 3D, i que ara mateix no s’imagina treballar sense una impressora 3D.
Heu trobat algun “cacho” més?
Sí, n’hem observat molts i de diverses mides.
Què necessita la impressora 3D per funcionar?
Bàsicament, la impressió 3D utilitza models digitals del objecte que volem imprimir, i els converteix en un objecte sòlid mitjançant milers de capes ultra fines dipositades una sobre de l’altra. La majoria de les impressores 3D utilitzen un filament de material termoplàstic, el qual surt fos de l’extrusor durant la impressió i després es va endurint a mesura que es va refredant. Els materials termoplàstics més comuns i populars són els ABS i els PLA.
Hola, som del IE Arts 2n d’ESO. Ens preguntem:
– Quant temps pot durar un solito aproximàdament?
– La impressió 3D va a ser al vaixell?
– A la batimetria, els punts en lila, a quina profunditat estan?
Quant temps pot durar un solitó aproximadament?
Aquesta és una molt bona pregunta i difícil de respondre. La duració d’un solitó depèn de la mida, de les característiques de les masses d’aigua i dels obstacles topogràfics que es puguin trobar en el seu camí com muntanyes i penya-segats submarins o la plataforma continental. El que se sap del cert és que es formen cada 12 hores com a resultat de la marea i que poden viatjar llargues distàncies i durant força temps. A nivell teòric, la seva energia va disminuint lentament en el seu viatge, però es desconeix la duració exacta perquè depèn de variables que canvien en el temps (com l’amplitud i intensitat de la marea, les corrents, etc.). És potser, per això, que els fa molt interessants des del punt de vista oceanogràfic.
La impressió 3D va a ser al vaixell?
Sí, el Falkor Too té una impressora 3D.
A la batimetria, els punts en lila, a quina profunditat estan?
Els punts més profunds de la batimetria del Cacho, estan a 800m per sota el nivell del mar.
Quines són les principals aplicacions pràctiques de la cartografia submarina mitjançant escaneig làser 3D?
Podeu compartir més detalls sobre els reptes i les dificultats que heu hagut d’afrontar durant l’expedició, com els casos de Covid-19 i altres situacions inesperades?
Quines són les principals aplicacions pràctiques de la cartografia submarina mitjançant escaneig làser 3D?
Gràcies a l’escaneig làser 3D, podrem conèixer l’estructura de talles i mesurar-ne el volum de totes elles. També podrem examinar l’arquitectura de les branques dels coralls i revelar patrons a escala molt fina com el creixement o la pèrdua de pòlips (necrosi). A una escala més gran, els mapes 3D de les parets verticals ens permetran caracteritzar la distribució i la diversitat de les diferents espècies, així com els canvis successius en les comunitats (una eina clau per a la conservació i gestió de la reserva marina de la Hermandad).
Podeu compartir més detalls sobre els reptes i les dificultats que heu hagut d’afrontar durant l’expedició, com els casos de Covid-19 i altres situacions inesperades?
La veritat és que, per sort, tot ha funcionat molt bé, i no hem tingut cap altre inconvenient. Els tècnics del Falkor Too, fan una gran feina amb el manteniment dels equips i la instrumentació, de manera que tot ha sortit rodó.
Quant tarda la impressora 3D a imprimir, per exemple, el cacho?
La impressora va trigar unes 5h a fer la reconstrucció del Cacho.
A part del subastian hi ha algú que faci submarinisme?
No, a les profunditats que estem estudiant només hi pot baixar en SuBastian.
Heu comprat algun croissant (cacho) a l’equador? És bo i semblant als d’aquí? Hi ha gustos?
De moment encara no els hem tastat, així que ja us diré què tal quan els provi 🙂
Hola, Ariadna,
tot i que hem buscat imatges de solitons, se’ns fa una mica difícil fer-nos-en una idea, de com eren. Vau gravar-ne imatges?
Què són exactament els solitons i com es formen?
Quina és la relació entre les ones internes en l’oceanografia amb els solitons?
Com s’utilitza la tecnologia de reconstrucció en 3D per estudiar l’orografia submarina?
Com ha estat l’experiència d’observar i estudiar aquests fenòmens naturals a bord del vaixell Falkor Too?
Tot i que hem buscat imatges de solitons, se’ns fa una mica difícil fer-nos-en una idea, de com eren. Vau gravar-ne imatges?
A ull nu, costen de distingir els solitons ja que normalment viatgen en l’interior dels oceans, i és per això que els vam veure des del radar. En pujar a coberta, amb el mar pla, s’intuïen onades al voltant del Falkor Too. Sí que es van enregistrar imatges, però jo no les tinc :’(
Què són exactament els solitons i com es formen? Quina és la relació entre les ones internes en l’oceanografia amb els solitons?
Avui dia encara falta una comprensió física completa dels solitons, però a grans trets, els solitons són ones solitàries que mantenen la seva forma i que es propaguen amb una velocitat constant. Es produeixen en aigües costaneres estratificades per l’efecte de la marea sobre la batimetria local i els obstacles topogràfics que es puguin trobar en el seu camí com muntanyes i penya-segats submarins. Per tant, són un fenomen molt habitual a les zones de plataforma i el talús continental. En latituds temperades, els solitons acostumen a formar-se a l’estiu quan la marea interacciona amb la plataforma continental aproximadament cada 12 hores durant la fase de marea de primavera del corrent de marea quinzenal (14 dies). A nivell teòric, la seva energia va disminuint lentament en el seu viatge, però es desconeix la duració exacta perquè depèn de variables que canvien en el temps (com l’amplitud i intensitat de la marea, les corrents, etc.); i pot ser per això que els fa molt interessants des del punt de vista oceanogràfic.
Com s’utilitza la tecnologia de reconstrucció en 3D per estudiar l’orografia submarina?
L’escàner làser és un instrument que utilitzem per conèixer la morfologia del fons marí. A diferència de la sonda multifeix, la qual utilitza el so, la tecnologia làser utilitza un feix de llum que es projecta molt a prop del fons. En enfocar el feix de llum, el escàner enregistra milions de punts sobre el fons marí i mesura la distància en totes direccions. Aquests punts, es col·loquen en un sistema de coordenades tridimensional (X, Y i Z) i es representen per ordinador, com una imatge tridimensional feta a base de punts. Un avantatge de la tecnologia làser és que és molt més precisa que la batimetria multifeix. Alhora, també permet cartografiar superfícies toves, com els organismes vius i mesurar-ne la mida i el volum a escala mil·limètrica.
La cartografia 3D és important en biologia marina i la vam utilitzar en aquesta campanya amb els següents objectius:
1.La cartografia d’hàbitats: vam usar la fotogrametria 3D per crear mapes detallats dels hàbitats submarins. Conèixer la forma tridimensional d’aquests hàbitats és fonamental per entendre l’estructura del fons oceànic, els ecosistemes submarins i els factors que afecten la seva supervivència.
2.La identificació d’espècies: també podrem identificar les diferents espècies ja que ens permet analitzar la forma i estructura els organismes a escala mil·limètrica, sobretot aquells que són difícils d’estudiar a ull nu.
3.Documentació de la biodiversitat: en crear representacions precises de diferents espècies i els seus hàbitats, podrem crear un registre complet de la vida marina. Alhora, farem mesures molt acurades de la talla dels individus, la seva disposició en l’espai i estudiar la interacció entre les diferents espècies.
4.Seguiment dels canvis: si aconseguim fer campanyes repetides a les mateixes zones, podrem fer el seguiment dels canvis en els entorns marins profunds al llarg del temps, com ara el creixement dels coralls, el moviment de les dunes de sorra submarines.
Com ha estat l’experiència d’observar i estudiar aquests fenòmens naturals a bord del vaixell Falkor Too?
Aquest viatge està sent una gran experiència tant des del punt de vista professional com personal. La campanya m’ha ofert la possibilitat de treballar en un vaixell al pioner en la investigació marina, i aprendre a usar instrumentació més nova disponible. És molt difícil posar paraules que descriguin fidelment el que se sent. És una barreja de:
fascinació, com un nen petit que veu els reis mags per primera vegada;
embadaliment, per l’exuberància de la natura;
pau, de veure el bon estat d’aquests ecosistemes;
esperança, d’aconseguir la mateixa conservació a casa nostra;
agraïment, per poder participar en una expedició com aquesta;
i molta felicitat de viure en un planeta tan increïble.