IJsbergen meten met hydro-akoestiek

[Jan van Ooijen]

IJsbergen meten met hydro-akoestiek

Afkalvend ijs, brekende ijsbergen en ijsblokken die tegen elkaar aan botsen, generen geluid dat onder water over grote afstand waargenomen kan worden. Deze hydro-akoestische signalen kunnen worden gebruikt om bewegende ijsbergen te lokaliseren en geven gecombineerd met satellietgegevens een gedetailleerd beeld van het uiteenvallen van ijsmassa's.


_{Locaties van hydro-akoestiek arrays in de Indische Oceaan. Gekleurde cirkels zijn locaties van hydro-akoestische events in zomer van 2005.}

Dit blijkt uit een KNMI-studie die recent gepubliceerd is in Geophysical Research Letters. Voor deze studie zijn de meetgegevens van twee hydrofoonstations in de Indische Oceaan gebruikt. Deze meetstations maken onderdeel uit van het uitgebreide Internationale Monitoring Systeem (IMS) dat de aardbodem, oceanen en atmosfeer in de gaten houdt om nucleaire testexplosies te detecteren. Het KNMI is Nationaal Data Centrum (NDC) voor de verificatie van het kernstopverdrag (CTBT). Dit IMS bestaat uit seismisch apparatuur, laagfrequente microfoons (microbarometers) voor infrageluid en hydrofoons. In de oceanen worden groepjes van drie hydrofoons gebruikt om geluid te detecteren en de richting te bepalen waar het geluid vandaan komt. Omdat water geluid nauwelijks dempt, kan het over enorme afstanden reizen. Op deze manier kunnen onderzeese explosies worden gelokaliseerd en vastgelegd.



Op twee hydrofoonstations in de Indische Oceaan die ruim 5000 kilometer uit elkaar liggen, zijn signalen van dezelfde bewegende bronnen geidentificeerd. Uit verdere analyse van de oostwaarts bewegende bronnen en door de signalen te vergelijken met satellietgegevens is gebleken dat het grote ijsbergen zijn die jaren eerder van Antarctische gletsjers of ijsplateau's afgebroken waren. De ijsbergen, codenamen C20 en B17B, zijn begonnen als ijsbergen van enkele tientallen kilometers doorsnede. Jarenlang bewegen ze al in de kuststroom nabij Antarctica waar ze iedere winter weer vastvriezen. De studie toont aan dat deze ijsbergen op basis van hun hydro-akoestische signatuur gelokaliseerd kunnen worden en zo het uiteenvallen gedetailleerd gevolgd kan worden. Zowel de ijsberg als de afgebroken fragmenten die in een groot gebied verspreid zijn, kunnen in beeld worden gebracht. De ijsbergen en het uitgebreide puinveld kunnen via hydrofoons een aanzienlijk langere tijd gevolgd worden dan met satellietinstrumenten. Hydro-akoestische signalen worden namelijk niet beinvloed door weersomstandigheden terwijl satellietdetectie last heeft van bewolking, neerslag en stormen.

Een combinatie van satellietmetingen en hydro-akoestische analyse geeft meer inzicht in het afbreekproces van ijsbergen en de verspreiding van het puinveld. Tevens laat de studie zien dat het IMS voor meer doelen kan worden ingezet dan voor de verificatie van het kernstopverdrag. Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met Atomic Weapons Establishment Blacknest (het NDC van Groot-Brittannie), de Austalian Antarctic Division uit Tasmanie en de TU Delft.

KNMI