Sound images of the ocean in research and monitoring:
Gespeichert in:
| Format: | Buch |
|---|---|
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2005
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Literaturverz. S. [423] - 441 |
| Beschreibung: | XLI, 471 S. zahlr. Ill., graph. Darst., Kt. CD-ROM (12 cm) |
| Format: | Systemvoraussetzungen der CD-ROM-Beil.: 128 MB RAM, 10 MB free disk space;. - Windows NT, 2000 or higher, Mac OS X, Linux |
| ISBN: | 9783540241225 3540241221 |
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| 650 | 4 | |a Echo sounding | |
| 650 | 4 | |a Ocean bottom | |
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| adam_text | CONTENTS PART I THE BASIC FACTS OF IMAGING THE OCEAN . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 1 1 PRELIMINARY REMARKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 3 2 ALTERNATIVES TO IMAGING THE SEA BY SOUND AND
FIRST ACOUSTIC TRIALS . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1 VISIBLE LIGHT .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 8 2.2 INFRARED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3 MICROWAVES . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 2.4 ULTRA-LONG RADIO WAVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 9 2.5 X-RAYS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.6 GAMMA RADIATION . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.7 GRAVITY
ANOMALIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10 2.8 MAGNETIC ANOMALIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 11 2.9 HYDRODYNAMIC EFFECTS . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 13 2.10 THE ACOUSTIC SOLUTION . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 14 2.11 FIRST ACOUSTIC TRIALS . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.12 FOUR LINES OF
EVOLUTION OF OCEAN ECHOSOUNDING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 18 2.13 CONCLUSION OF CHAPTER 2 . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 19 3 ACOUSTIC FEATURES OF THE SEA . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1 THE SPEED OF SOUND, DETERMINING
QUANTITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 22 3.1.1 DEPENDENCE ON THE STATIC PRESSURE . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.2 DEPENDENCE ON THE
SALINITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.3 DEPENDENCE ON THE TEMPERATURE . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23 3.2 SOUND REFRACTION IN THE SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23 3.2.1 SNELL*S LAW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 23 3.2.2 SOUND REFRACTION AND DUCTED PROPAGATION; *ACOUSTIC
SUPERCONDUCTIVITY* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3 SOUND ATTENUATION . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3.1 ABSORPTION . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3.2
SPREADING LOSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3.3 ABOVE AND BELOW THE OCEAN VOLUME; A COMPARISON . . . . . . . . . .
. . . . . 28 3.3.4 THE WAVELENGTH HANDICAP . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3.5
THE OPTIMUM COMPROMISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 XXII CONTENTS 3.4 ECHO
FORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 29 3.4.1 ACOUSTIC IMPEDANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29 3.4.2 IMPEDANCE STEPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.4.3 COLORLESS SOUND IMAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4.4 THE
MINIMUM OBJECT SIZE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4.5 ECHOSOUNDING UNDER
SLANT ANGLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 31 3.4.6 RESTRICTION TO COMPRESSIONAL WAVES . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.5
REVERBERATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 31 3.6 NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.6.1 SOURCES OF
NOISE: THE SHIP TRAFFIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 32 3.6.2 WIND-DRIVEN NOISE . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 33 3.6.3 RAIN NOISE . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 33 3.6.4 NOISE FIGHTING . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.6.5 THE SPATIAL FILTER . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.6.6 THE FREQUENCY FILTER . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 35 3.6.7 TAILORING THE FILTER . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 35 3.6.8 FURTHER SOURCES OF NOISE AND VERY
LARGE ACOUSTIC EVENTS . . . . . . . 36 3.6.9 MARINE MAMMALS AND NOISE .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 38 3.6.10 SELF NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 38 3.7 SONAR EQUATION . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.8 CONCLUSION OF
CHAPTER 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4 TECHNICAL
AND PHYSICAL CHARACTERISTICS OF HIGH RESOLUTION ECHOSOUNDERS . . . . .
41 4.1 CONVERSION OF ELECTRICAL AND ACOUSTICAL ENERGY . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.1.1 THE PIEZOELECTRIC
EFFECT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.1.2 QUARTZ: THE PROTOTYPE OF
PIEZOELECTRICITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42 4.1.3 POLARIZATION OF LZT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.1.4 LZT-CERAMICS AS SOUND SOURCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.1.5 TRANSDUCERS AT
RESONANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.1.6 THE CAVITATION LIMIT . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 43 4.1.7 CONCLUSION . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2 THE FIRST TYPE OF SOUND
IMAGING: THE FAN- OR MULTIBEAM ECHOSOUNDER . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.1
SATELLITE NAVIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.2
PREDECESSORS OF NAVIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.3 THE FAN
ECHOSOUNDER, REQUIREMENT FOR MOTION COMPENSATION . . . 46 4.2.4 PHASED
ARRAY BEAM- FORMING; THE RADAR SOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.2.5 THE FAN ECHOSOUNDER SOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2.6 SAMPLING OF LINES
AND ROWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 47 4.2.7 TIME PARALLEL SAMPLING . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 47 4.2.8 TWO LINE ARRAYS INSTEAD OF A MATRIX . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2.9 MOTION
COMPENSATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.2.10 CONCLUSION . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.3 THE SECOND
TYPE OF SOUND IMAGING: THE SIDESCAN ECHOSOUNDER . . . . . . . . 48 4.3.1
LINE BY LINE SAMPLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.3.2 THROWING
SHADOWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.3.3 THE TOWED FISH
FOR RAIL-LIKE MOTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 49 4.3.4 ACOUSTIC ASTIGMATISM . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 50 XXIII CONTENTS 4.3.5 FOCUSING . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.3.6 LIMITS OF FOCUSING
ADVANTAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 51 4.3.7 MULTI-ASPECT SOUNDING . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 52 4.3.8 LONG-RANGE VERSIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52 4.3.9 CONCLUSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 52 4.4 THE THIRD TYPE OF SOUND IMAGING: THE
SEDIMENT-PENETRATING ECHOSOUNDER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.4.1 THE RESOLUTION DILEMMA .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 53 4.4.2 THE PARAMETRIC ECHOSOUNDER . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 53 4.4.3 NON-LINEAR MIXING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.4.4 ADVANTAGE OF DEPTH RESOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.4.5 ADVANTAGE OF
BEAMWIDTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.4.6 END-FIRE ARRAY . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.4.7 ARRAY LENGTH AND
BEAMWIDTH RELATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 54 4.4.8 THE RECEIVING MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 55 4.4.9 CONVENTIONAL SEDIMENT ECHOSOUNDERS . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.4.10 SEISMIC SOUNDING . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.4.11 THE SOURCE . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.4.12 THE RECEIVER . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.4.13 CONCLUSION
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4.5 THE
FOURTH TYPE OF SOUND IMAGING: THE ACOUSTIC DOPPLER CURRENT PROFILER
(ADCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.5.1 THE PRINCIPLE OF ACOUSTIC CURRENT MEASUREMENT . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 56 4.5.2 THE ADCP-CONCEPT . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 56 4.5.3 SPEED COMPONENTS AND DOPPLER SHIFT . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.5.4 THE
DETERMINATION OF THE CURRENT VECTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 57 4.5.5 SLOW SPEEDS . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 58 4.5.6 SPEED RESOLUTION . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 58 4.5.7 THE FIRST DILEMMA: THE SAMPLING
PROBLEM IN A VARYING FIELD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 59 4.5.8 THE SECOND DILEMMA: ECHOSOUNDERS CANNOT MEASURE
TEMPERATURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.5.9 THE
NEED FOR COMBINED CONCEPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 59 4.5.10 ACOUSTIC TRACKING . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 60 4.5.11 CONCLUSION . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 PART II APPLICATIONS OF
ACOUSTIC IMAGING THE OCEAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 61 5 THE SEA FLOOR * NATURAL FORMATIONS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 63 5.1 MERGER OF SATELLITE ALTIMETRY AND
ACOUSTIC BATHYMETRY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.1.1
GLOBES OF THE SEA FLOOR RELIEF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 5.1.1.1 THE GLOBE,
ATLANTIC OCEAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 69 5.1.1.2 THE GLOBE, PACIFIC CENTRAL . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 5.1.1.3 THE
GLOBE, PACIFIC AUSTRALIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 73 5.1.1.4 THE GLOBE, INDIAN OCEAN . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5.1.1.5 THE
GLOBE, ARCTIC OCEAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 77 5.1.1.6 THE GLOBE, ANTARCTICA . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
XXIV CONTENTS 5.1.2 HIGH RESOLUTION BATHYMETRY VERSUS SATELLITE
ALTIMETRY . . . . . . . . . . 80 5.1.2.1 DAIKAKUJI, A SEAMOUNT ON THE
HAWAIIAN EMPEROR CHAIN BEND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.1.2.2 FREEDEN SEAMOUNT
AND ELTANIN IMPACT AREA . . . . . . . . . . . . . 82 5.1.2.3 THE SEA
FLOOR NEAR THE VOLCANO ISLAND KAUAI, HAWAII . . 84 5.2 GEODYNAMICS OF
TECTONIC PLATES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 5.2.1 CHILE-TYPE MARGINS
OF CONVERGENT TECTONIC PLATES . . . . . . . . . . . . . . . . 85 5.2.2
MARIANAS-TYPE CONVERGENT PLATE MARGINS . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 106 5.2.2.1 THE MARIANA TRENCH AND THE PHILIPPINE
PLATE . . . . . . . . . . . 107 5.2.2.2 THE CHALLENGER DEEP IN THE
MARIANAS TRENCH: THE DEEPEST PLACE ON THE EARTH*S SURFACE . . . . . . .
. . . . . . . . . . 109 5.2.2.3 PHILIPPINE TRENCH . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
110 5.2.2.4 JAVA TRENCH AREA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 5.2.2.5
MACQUARIE RIDGE COMPLEX (MRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 115 5.2.3 MID-OCEANIC RIDGES, SLOW SPREADING TYPE . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.2.3.1 MID-ATLANTIC RIDGE,
NORTHERN HEMISPHERE; CUT-OUT SECTIONS OF A SLOW SPREADING MID-OCEAN
RIDGE; FEATURE COMPARISON OF RELIEF AND BACKSCATTERING . . . . . 119
5.2.3.2 MID-ATLANTIC RIDGE, SOUTHERN HEMISPHERE; RELIEF DETAILS OF A
FRACTURE ZONE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.2.3.3 MID-ATLANTIC RIDGE, NORTHERN HEMISPHERE; COMBINED MULTIBEAM AND
SIDESCAN IMAGE OF A CENTRAL VALLEY SEGMENT WITH A VOLCANO . . . . . . .
. . . . . . . 122 5.2.4 MID-OCEANIC RIDGES, FAST SPREADING TYPE . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 5.2.4.1 A VERY FAST
SPREADING MID-OCEAN RIDGE: THE SOUTH PACIFIC RISE NEAR THE WILKES
TRANSFORM FAULT . . . . . . . . . . . . 123 5.2.4.2 THE SOUTHERN EAST
PACIFIC RISE (EPR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.2.4.3
MARQUESAS FRACTURE ZONE, ONE OF THE LARGE PACIFIC FRACTURE ZONES, RELICS
OF A REORGANIZED MID-OCEAN RIDGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 5.2.5 STRIKE
SLIP FAULT PLATE MARGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.2.6 VOLCANIC FORMATIONS . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 131 5.2.6.1 AMPERE SEAMOUNT . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 131 5.2.6.2 UNNAMED VOLCANO NEAR JUAN DE FUCA RIDGE . . . . . . . . .
. . . . 133 5.2.6.3 THE SEA FLOOR AROUND THE VOLCANO STROMBOLI, ITALY .
. . . 133 5.2.7 PROMINENT SEAMOUNTS: THE TASMANIAN SEAMOUNTS, MARINE
RESERVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.2.8 HOT
SPOTS ISLANDS: THE HAWAII REGION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 138 5.2.9 TAIWAN AND THE TECTONIC ACTIVITIES AT
THE WESTERN PHILIPPINE PLATE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 5.3 PASSIVE CONTINENTAL MARGINS:
EXAMPLES OF THE PREVAILING FORMATIONS AND PROCESSES ON THE SHELF . . . .
145 5.3.1 SUBMARINE ESCARPMENT SLIDES . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 5.3.1.1 STOREGGA
SLIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 5.3.1.2 TRAENADJUPET SLIDE . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 151 5.3.1.3 LANDSLIDE ON ATLANTIC ISLANDS; CANARY ISLANDS
. . . . . . . . . . . 153 5.3.2 SEDIMENT FANS; FLOW AND STRATA . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
XXV CONTENTS 5.3.2.1 MORPHOLOGY OF THE CELTIC FAN, GULF OF BISCAY . . .
. . . . . . . . . 155 5.3.2.2 GLACIGENIC AND NON-GLACIGENIC DEBRIS FLOWS
ON THE UPPER NORTH SEA FAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 156 5.3.2.3 BEAR ISLAND TROUGH MOUTH FAN (TMF) AND
GLACIGENIC DEBRIS FLOWS, WESTERN BARENTS SEA . . . . . 159 5.3.2.4 THE
LARGEST SEDIMENT FAN IN THE WORLD FED BY A GIANT SHELF CANYON IN THE BAY
OF BENGAL . . . . . . . . . . . 161 5.3.2.5 SEDIMENTS OFF CALLAO/PERU .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
5.3.3 SEDIMENT BEDFORMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 5.3.4
CARBONATE MOUNDS AND COLD WATER CORALS ON THE WEST EUROPEAN MARGIN . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 171 5.3.4.1 CARBONATE MOUNDS IN THE PORCUPINE BIGHT AND ROCKALL
TROUGH MARGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 171 5.3.4.2 COLD WATER CORALS ON THE WEST EUROPEAN MARGIN . .
. . . . 176 5.3.5 MUD VOLCANOES AND DIAPIRS . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5.3.5.1
MUD VOLCANOES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5.3.5.2 DIAPIRS . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 5.3.6 SUBMARINE CANYONS,
CHANNELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 184 5.3.7 NORWEGIAN FJORDS . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 188 5.3.8 BEDROCK STRUCTURES . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 190 5.3.9 CANADIAN FORMATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
192 5.3.9.1 SCOTIAN SHELF, CANADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 5.3.9.2 WEST COAST OF
CANADA, GIANT UNDERWATER DUNES . . . . . . . 198 5.3.9.3 QUEEN CHARLOTTE
ISLANDS OFF BRITISH COLUMBIA, CANADA . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 200 5.4 ARCTIC OCEAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 202 5.4.1 ARCTIC OCEAN AND ITS
CONSTITUENT SEAS; BATHYMETRY AND PHYSIOGRAPHY . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 5.4.2 THE
FRAM STRAIT WITH THE DEEPEST DEPRESSION IN THE ARCTIC . . . . 206 5.4.3
ARCTIC SEDIMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 5.4.4
UNDER ICE SOUND IMAGING IN THE FRAM STRAIT . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 212 5.5 ANTARCTIC FEATURES . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 216 5.5.1 FEATURES OF THE WEDDELL SEA,
ANTARCTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
217 5.5.2 THE ORCA SEAMOUNT REGION, ANTARCTICA . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 222 5.5.3 ANTARCTIC ICEBERG PLOUGH
SCARS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 224 5.5.4 FEATURES OF THE ROSS SEA, ANTARCTICA . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 5.6
MEDITERRANEAN SEA FORMATIONS, THE OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 232 5.6.1 CHELLA BANK, WESTERN
MEDITERRANEAN SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
235 5.6.2 BALEARIC ISLANDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 236 5.6.3 TYRRHENIAN SEA FLOOR FEATURES . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 5.6.4 FEATURES
OF THE AEGEAN SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 5.6.5 THE MARMARA SEA TROUGH .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 242 5.6.6 THE DEEP EASTERN MEDITERRANEAN SEA AND ITS
TECTONIC CONVERGENCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 245 5.6.7 SHELF FORMATIONS OFF ISRAEL .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 248 5.7 BALTIC SEA FORMATIONS . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 251 5.7.1 RELIEF IMAGE OF THE BALTIC SEA;
OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
XXVI CONTENTS 5.7.2 THE WESTERN BALTIC SEA . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
255 5.7.3 KADETRINNE, BALTIC SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.7.4 GULF OF GDANSK, BALTIC SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 5.7.5 STOCKHOLM
ARCHIPELAGO, BEDROCK AREA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 260 5.7.6 SEDIMENTATION IN THE BALTIC SEA; EXAMPLES OF
THE BIGHT OF MECKLENBURG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 261 5.7.7 GULF OF FINLAND, GASEOUS SEDIMENT AND GAS PLUME .
. . . . . . . . . . . . . . 263 6 THE OCEAN VOLUME . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 6.1 OCEAN WATER MASS
TRANSPORT AND HEAT CONTENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 266 6.1.1 MID-DEPTH CIRCULATION IN THE NORTH ATLANTIC. LARGE
SCALE DRIFTER FIELD EXPERIMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 266 6.1.2 ACOUSTIC MEASUREMENTS OF OCEAN CURRENTS
BY DOPPLER PROFILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 6.1.3
ACOUSTIC TOMOGRAPHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 6.1.3.1 ACOUSTIC
MEASUREMENTS OF HEAT CONTENT ACROSS THE MEDITERRANEAN SEA . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 6.1.3.2 ACOUSTIC
MEASUREMENTS OF HEAT CONTENT OF THE CENTRAL LABRADOR SEA . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 6.1.3.3
MONITORING THE OUTFLOW THROUGH THE STRAIT OF GIBRALTAR BY ACOUSTIC
TOMOGRAPHY . . . . . . . . 281 6.2 GAS IN THE SEA . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 6.2.1 METHANE
HYDRATE DEPOSITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 6.2.2 METHANE IN SHALLOW
SEDIMENTS; ACOUSTIC SEA-FLOOR CLASSIFICATION . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 6.2.2.1 EXAMPLES OF
ACOUSTIC FEATURES OF METHANE IN SHALLOW SEDIMENTS . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
6.2.2.2 APPLICATION OF THE ACOUSTIC SEA FLOOR CLASSIFICATION SYSTEM
(ASCS) FOR SHALLOW SEDIMENTS . . 296 6.2.3 AIR INTRUSION BY BREAKING SEA
WAVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
299 6.3 SUBMARINE FAUNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 306 6.3.1 ESTIMATION OF FISH STOCKS BY ECHOSOUNDING . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 6.3.1.1 MONITORING OF FISH
STOCKS, SOUTH EASTERN NORTH SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 6.3.1.2 MONITORING OF FISH
STOCKS, BALTIC SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
6.3.1.3 MONITORING OF FISH STOCKS IN SHALLOW WATERS, WESTERN BALTIC SEA
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 311 6.3.1.4 MONITORING OF FISH STOCKS, NORTH
ATLANTIC, IRMINGER BASIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 6.3.2 FINDING
FOOD IN THE DEEP SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 314 6.3.3 VOICE SONOGRAMS OF MARINE
MAMMALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
6.3.4 EXAMPLE OF MARINE FLORA SOUND IMAGING . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 322 7 MAN-MADE MATTER . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 7.1 SURVEILLANCE AND
MAINTENANCE OF COASTAL SEA LANES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 326 7.1.1 SURVEILLANCE OF SEA LANES AND FAIRWAYS . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 7.1.2 ESTUARY SURVEILLANCE .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 335 XXVII CONTENTS 7.1.2.1 FLOOR
FEATURES OF THE ELBE ESTUARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 336 7.1.2.2 RELIEF CHANGES OF THE SEA FLOOR IN THE BIGHT OF
MELDORF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 339 7.1.3 HARBOR SURVEILLANCE AND MAINTENANCE . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 7.1.3.1
HYDROACOUSTIC SPOTLIGHTS OF THE PORT OF HAMBURG . . . . . 340 7.1.3.2
INSPECTION OF CANALE GRANDE, VENICE . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 343 7.1.3.3 THE DOCK OF LONDON: A DUMPING AREA OF SCRAP IRON . .
. . 344 7.1.3.4 SEABED SURVEYS IN THE HONG KONG AREA . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 346 7.1.4 SURVEY OF WRECKS IN COASTAL WATERS . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 7.1.4.1
FREIGHTER SUNK IN THE PERSIAN GULF . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 348 7.1.4.2 TWO SHIPWRECKS ON PLAIN SANDY BOTTOM OFF CINQUE
TERRE, NORTHERN ITALY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 349 7.1.4.3 INTACT WRECK OF A SAILING SHIP . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 7.1.4.4 THE WRECKS OF THE
GERMAN REFUGEE SHIPS WILHELM GUSTLOFF, GOYA, AND GENERAL VON STEUBEN,
SUNK IN THE BALTIC SEA AT THE END OF WW II . . . . . . . . . . . . . .
351 7.1.4.5 WRECK OF AN AIRCRAFT SUNK IN A LAKE AT 50 M DEPTH . . . .
355 7.1.5 ACOUSTIC SEARCH FOR BURIED OBJECTS AND SEA MINES . . . . . . .
. . . . . . . . 355 7.2 SUBMARINE CONSTRUCTIONS . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 362 7.2.1 SUBMARINE CABLES . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 362 7.2.2 SUBMARINE PIPELINES . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 366 7.2.3 PROTECTION OF SHORES AND HARBORS . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 7.2.4 BASEMENT OF
THE OFF-SHORE RESEARCH PLATFORM NORDSEE . . . . . . . . . 372 7.3
UNDERWATER ARCHAEOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
7.3.1 SUNKEN ROMAN CITY COMPLEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 7.3.1.1 CITY OF BAIA,
ITALY. IMAGING OF URBAN ARCHITECTURE . . . . . 374 7.3.1.2 THE SUBMERGED
PORTO GIULIO, ITALY. IMAGING OF PORT ARCHITECTURE . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 7.3.2 HISTORIC SHIP WRECKS
AND WRECK SITES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 381 7.3.3 BATTLESHIP ARCHAEOLOGY AT SCAPA FLOW. GERMAN WAR-SHIP
WRECKS OF WW I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 390 7.3.4 SUBMERGED VIKING DIKE BUILT AROUND AD 740 . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 7.3.5 D-DAY: DOCUMENTATION OF
THE RELICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 397 7.4 CLOSE*UP DEEP WATER IMAGERY BY AUTONOMOUS AND REMOTELY
OPERATED UNDERWATER VEHICLES (AUV AND ROV) . . . . . . . . . . . . . . .
402 7.4.1 DEEP-WATER SOUND IMAGING OF SHIPWRECKS * WRECKS OF TWO
US-CARGO FREIGHTERS AND A GERMAN SUBMARINE SUNK IN THE GULF OF MEXICO
DURING WW II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
7.4.1.1 THE SINKING OF THE PASSENGER FREIGHTER ROBERT E. LEE . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 404 7.4.1.2 WRECK OF THE CARGO FREIGHTER SS ALCOA
PURITAN SUNK IN THE GULF OF MEXICO DURING WW II . . . . . . . . . . . .
. . . 405 7.4.1.3 WRECK OF THE ONLY GERMAN SUBMARINE SUNK IN THE GULF OF
MEXICO IN WW II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 7.4.2
THE ORMEN LANGE GAS FIELD INSIDE THE STOREGGA SLIDE AREA. A SEA-FLOOR
RELIEF EXPLORATION FOR PIPELINE ROUTE PLANNING. IMAGING BY SURFACE
VESSELS AND DEEP DIVING AUV . . . . . . . . . . . . . . . . 414 XXVIII
CONTENTS FINAL REMARKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 421 LITERATURE INDEX . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 A APPENDIX . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
443 A.3.1 THE SPEED OF SOUND, DETERMINING QUANTITIES . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 A.3.2 SOUND REFRACTION
IN THE SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 A.3.2.1 SNELL*S LAW .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 A.3.2.2
SOUND REFRACTION AND DUCTED PROPAGATION . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 444 A.3.3 SOUND ATTENUATION . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 444 A.3.3.1 ABSORPTION . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 A.3.4.1 ACOUSTIC
IMPEDANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 A.3.5
REVERBERATION/SCATTERING STRENGTH OF THE SEA FLOOR AND SEA VOLUME . . .
446 A.3.5.1 SEA FLOOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 446 A.3.5.2 SEA VOLUME . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 447 A.3.6 NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 A.3.6.5
THE SPATIAL FILTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
A.3.6.6 THE FREQUENCY FILTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 A.3.7
SONAR EQUATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 448 A.4.5 THE ACOUSTIC DOPPLER CURRENT PROFILER (ADCP) . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 A.4.5.3 SPEED
COMPONENTS AND DOPPLER SHIFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 450 CD ATTACHMENT INDEX . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 451 SUBJECT INDEX . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
|
| adam_txt |
CONTENTS PART I THE BASIC FACTS OF IMAGING THE OCEAN . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 1 1 PRELIMINARY REMARKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 3 2 ALTERNATIVES TO IMAGING THE SEA BY SOUND AND
FIRST ACOUSTIC TRIALS . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1 VISIBLE LIGHT .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 8 2.2 INFRARED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2.3 MICROWAVES . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 2.4 ULTRA-LONG RADIO WAVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 9 2.5 X-RAYS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.6 GAMMA RADIATION . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2.7 GRAVITY
ANOMALIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10 2.8 MAGNETIC ANOMALIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 11 2.9 HYDRODYNAMIC EFFECTS . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 13 2.10 THE ACOUSTIC SOLUTION . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 14 2.11 FIRST ACOUSTIC TRIALS . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.12 FOUR LINES OF
EVOLUTION OF OCEAN ECHOSOUNDING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 18 2.13 CONCLUSION OF CHAPTER 2 . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 19 3 ACOUSTIC FEATURES OF THE SEA . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 21 3.1 THE SPEED OF SOUND, DETERMINING
QUANTITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 22 3.1.1 DEPENDENCE ON THE STATIC PRESSURE . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.2 DEPENDENCE ON THE
SALINITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 22 3.1.3 DEPENDENCE ON THE TEMPERATURE . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23 3.2 SOUND REFRACTION IN THE SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23 3.2.1 SNELL*S LAW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 23 3.2.2 SOUND REFRACTION AND DUCTED PROPAGATION; *ACOUSTIC
SUPERCONDUCTIVITY* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3 SOUND ATTENUATION . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3.1 ABSORPTION . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3.3.2
SPREADING LOSS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3.3 ABOVE AND BELOW THE OCEAN VOLUME; A COMPARISON . . . . . . . . . .
. . . . . 28 3.3.4 THE WAVELENGTH HANDICAP . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.3.5
THE OPTIMUM COMPROMISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 XXII CONTENTS 3.4 ECHO
FORMATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 29 3.4.1 ACOUSTIC IMPEDANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29 3.4.2 IMPEDANCE STEPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.4.3 COLORLESS SOUND IMAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4.4 THE
MINIMUM OBJECT SIZE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.4.5 ECHOSOUNDING UNDER
SLANT ANGLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 31 3.4.6 RESTRICTION TO COMPRESSIONAL WAVES . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 3.5
REVERBERATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 31 3.6 NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 3.6.1 SOURCES OF
NOISE: THE SHIP TRAFFIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 32 3.6.2 WIND-DRIVEN NOISE . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 33 3.6.3 RAIN NOISE . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 33 3.6.4 NOISE FIGHTING . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.6.5 THE SPATIAL FILTER . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3.6.6 THE FREQUENCY FILTER . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 35 3.6.7 TAILORING THE FILTER . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 35 3.6.8 FURTHER SOURCES OF NOISE AND VERY
LARGE ACOUSTIC EVENTS . . . . . . . 36 3.6.9 MARINE MAMMALS AND NOISE .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 38 3.6.10 SELF NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 38 3.7 SONAR EQUATION . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.8 CONCLUSION OF
CHAPTER 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4 TECHNICAL
AND PHYSICAL CHARACTERISTICS OF HIGH RESOLUTION ECHOSOUNDERS . . . . .
41 4.1 CONVERSION OF ELECTRICAL AND ACOUSTICAL ENERGY . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.1.1 THE PIEZOELECTRIC
EFFECT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.1.2 QUARTZ: THE PROTOTYPE OF
PIEZOELECTRICITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
42 4.1.3 POLARIZATION OF LZT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
4.1.4 LZT-CERAMICS AS SOUND SOURCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.1.5 TRANSDUCERS AT
RESONANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 43 4.1.6 THE CAVITATION LIMIT . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 43 4.1.7 CONCLUSION . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2 THE FIRST TYPE OF SOUND
IMAGING: THE FAN- OR MULTIBEAM ECHOSOUNDER . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4.2.1
SATELLITE NAVIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.2
PREDECESSORS OF NAVIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 4.2.3 THE FAN
ECHOSOUNDER, REQUIREMENT FOR MOTION COMPENSATION . . . 46 4.2.4 PHASED
ARRAY BEAM- FORMING; THE RADAR SOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.2.5 THE FAN ECHOSOUNDER SOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4.2.6 SAMPLING OF LINES
AND ROWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 47 4.2.7 TIME PARALLEL SAMPLING . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 47 4.2.8 TWO LINE ARRAYS INSTEAD OF A MATRIX . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 4.2.9 MOTION
COMPENSATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.2.10 CONCLUSION . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.3 THE SECOND
TYPE OF SOUND IMAGING: THE SIDESCAN ECHOSOUNDER . . . . . . . . 48 4.3.1
LINE BY LINE SAMPLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.3.2 THROWING
SHADOWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 4.3.3 THE TOWED FISH
FOR RAIL-LIKE MOTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 49 4.3.4 ACOUSTIC ASTIGMATISM . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 50 XXIII CONTENTS 4.3.5 FOCUSING . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.3.6 LIMITS OF FOCUSING
ADVANTAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 51 4.3.7 MULTI-ASPECT SOUNDING . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 52 4.3.8 LONG-RANGE VERSIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
52 4.3.9 CONCLUSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 52 4.4 THE THIRD TYPE OF SOUND IMAGING: THE
SEDIMENT-PENETRATING ECHOSOUNDER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 4.4.1 THE RESOLUTION DILEMMA .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 53 4.4.2 THE PARAMETRIC ECHOSOUNDER . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 53 4.4.3 NON-LINEAR MIXING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.4.4 ADVANTAGE OF DEPTH RESOLUTION . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.4.5 ADVANTAGE OF
BEAMWIDTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.4.6 END-FIRE ARRAY . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 4.4.7 ARRAY LENGTH AND
BEAMWIDTH RELATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 54 4.4.8 THE RECEIVING MODE . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 55 4.4.9 CONVENTIONAL SEDIMENT ECHOSOUNDERS . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.4.10 SEISMIC SOUNDING . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.4.11 THE SOURCE . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.4.12 THE RECEIVER . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.4.13 CONCLUSION
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 4.5 THE
FOURTH TYPE OF SOUND IMAGING: THE ACOUSTIC DOPPLER CURRENT PROFILER
(ADCP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4.5.1 THE PRINCIPLE OF ACOUSTIC CURRENT MEASUREMENT . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 56 4.5.2 THE ADCP-CONCEPT . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 56 4.5.3 SPEED COMPONENTS AND DOPPLER SHIFT . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 4.5.4 THE
DETERMINATION OF THE CURRENT VECTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 57 4.5.5 SLOW SPEEDS . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 58 4.5.6 SPEED RESOLUTION . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 58 4.5.7 THE FIRST DILEMMA: THE SAMPLING
PROBLEM IN A VARYING FIELD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 59 4.5.8 THE SECOND DILEMMA: ECHOSOUNDERS CANNOT MEASURE
TEMPERATURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 4.5.9 THE
NEED FOR COMBINED CONCEPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 59 4.5.10 ACOUSTIC TRACKING . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 60 4.5.11 CONCLUSION . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 PART II APPLICATIONS OF
ACOUSTIC IMAGING THE OCEAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 61 5 THE SEA FLOOR * NATURAL FORMATIONS
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 63 5.1 MERGER OF SATELLITE ALTIMETRY AND
ACOUSTIC BATHYMETRY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.1.1
GLOBES OF THE SEA FLOOR RELIEF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 5.1.1.1 THE GLOBE,
ATLANTIC OCEAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 69 5.1.1.2 THE GLOBE, PACIFIC CENTRAL . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 5.1.1.3 THE
GLOBE, PACIFIC AUSTRALIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 73 5.1.1.4 THE GLOBE, INDIAN OCEAN . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5.1.1.5 THE
GLOBE, ARCTIC OCEAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 77 5.1.1.6 THE GLOBE, ANTARCTICA . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
XXIV CONTENTS 5.1.2 HIGH RESOLUTION BATHYMETRY VERSUS SATELLITE
ALTIMETRY . . . . . . . . . . 80 5.1.2.1 DAIKAKUJI, A SEAMOUNT ON THE
HAWAIIAN EMPEROR CHAIN BEND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.1.2.2 FREEDEN SEAMOUNT
AND ELTANIN IMPACT AREA . . . . . . . . . . . . . 82 5.1.2.3 THE SEA
FLOOR NEAR THE VOLCANO ISLAND KAUAI, HAWAII . . 84 5.2 GEODYNAMICS OF
TECTONIC PLATES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 5.2.1 CHILE-TYPE MARGINS
OF CONVERGENT TECTONIC PLATES . . . . . . . . . . . . . . . . 85 5.2.2
MARIANAS-TYPE CONVERGENT PLATE MARGINS . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 106 5.2.2.1 THE MARIANA TRENCH AND THE PHILIPPINE
PLATE . . . . . . . . . . . 107 5.2.2.2 THE CHALLENGER DEEP IN THE
MARIANAS TRENCH: THE DEEPEST PLACE ON THE EARTH*S SURFACE . . . . . . .
. . . . . . . . . . 109 5.2.2.3 PHILIPPINE TRENCH . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
110 5.2.2.4 JAVA TRENCH AREA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 5.2.2.5
MACQUARIE RIDGE COMPLEX (MRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 115 5.2.3 MID-OCEANIC RIDGES, SLOW SPREADING TYPE . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 5.2.3.1 MID-ATLANTIC RIDGE,
NORTHERN HEMISPHERE; CUT-OUT SECTIONS OF A SLOW SPREADING MID-OCEAN
RIDGE; FEATURE COMPARISON OF RELIEF AND BACKSCATTERING . . . . . 119
5.2.3.2 MID-ATLANTIC RIDGE, SOUTHERN HEMISPHERE; RELIEF DETAILS OF A
FRACTURE ZONE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.2.3.3 MID-ATLANTIC RIDGE, NORTHERN HEMISPHERE; COMBINED MULTIBEAM AND
SIDESCAN IMAGE OF A CENTRAL VALLEY SEGMENT WITH A VOLCANO . . . . . . .
. . . . . . . 122 5.2.4 MID-OCEANIC RIDGES, FAST SPREADING TYPE . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 5.2.4.1 A VERY FAST
SPREADING MID-OCEAN RIDGE: THE SOUTH PACIFIC RISE NEAR THE WILKES
TRANSFORM FAULT . . . . . . . . . . . . 123 5.2.4.2 THE SOUTHERN EAST
PACIFIC RISE (EPR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 5.2.4.3
MARQUESAS FRACTURE ZONE, ONE OF THE LARGE PACIFIC FRACTURE ZONES, RELICS
OF A REORGANIZED MID-OCEAN RIDGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 5.2.5 STRIKE
SLIP FAULT PLATE MARGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.2.6 VOLCANIC FORMATIONS . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 131 5.2.6.1 AMPERE SEAMOUNT . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 131 5.2.6.2 UNNAMED VOLCANO NEAR JUAN DE FUCA RIDGE . . . . . . . . .
. . . . 133 5.2.6.3 THE SEA FLOOR AROUND THE VOLCANO STROMBOLI, ITALY .
. . . 133 5.2.7 PROMINENT SEAMOUNTS: THE TASMANIAN SEAMOUNTS, MARINE
RESERVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 5.2.8 HOT
SPOTS ISLANDS: THE HAWAII REGION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 138 5.2.9 TAIWAN AND THE TECTONIC ACTIVITIES AT
THE WESTERN PHILIPPINE PLATE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 5.3 PASSIVE CONTINENTAL MARGINS:
EXAMPLES OF THE PREVAILING FORMATIONS AND PROCESSES ON THE SHELF . . . .
145 5.3.1 SUBMARINE ESCARPMENT SLIDES . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 5.3.1.1 STOREGGA
SLIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 5.3.1.2 TRAENADJUPET SLIDE . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 151 5.3.1.3 LANDSLIDE ON ATLANTIC ISLANDS; CANARY ISLANDS
. . . . . . . . . . . 153 5.3.2 SEDIMENT FANS; FLOW AND STRATA . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
XXV CONTENTS 5.3.2.1 MORPHOLOGY OF THE CELTIC FAN, GULF OF BISCAY . . .
. . . . . . . . . 155 5.3.2.2 GLACIGENIC AND NON-GLACIGENIC DEBRIS FLOWS
ON THE UPPER NORTH SEA FAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 156 5.3.2.3 BEAR ISLAND TROUGH MOUTH FAN (TMF) AND
GLACIGENIC DEBRIS FLOWS, WESTERN BARENTS SEA . . . . . 159 5.3.2.4 THE
LARGEST SEDIMENT FAN IN THE WORLD FED BY A GIANT SHELF CANYON IN THE BAY
OF BENGAL . . . . . . . . . . . 161 5.3.2.5 SEDIMENTS OFF CALLAO/PERU .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
5.3.3 SEDIMENT BEDFORMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 5.3.4
CARBONATE MOUNDS AND COLD WATER CORALS ON THE WEST EUROPEAN MARGIN . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 171 5.3.4.1 CARBONATE MOUNDS IN THE PORCUPINE BIGHT AND ROCKALL
TROUGH MARGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 171 5.3.4.2 COLD WATER CORALS ON THE WEST EUROPEAN MARGIN . .
. . . . 176 5.3.5 MUD VOLCANOES AND DIAPIRS . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5.3.5.1
MUD VOLCANOES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 5.3.5.2 DIAPIRS . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 5.3.6 SUBMARINE CANYONS,
CHANNELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 184 5.3.7 NORWEGIAN FJORDS . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 188 5.3.8 BEDROCK STRUCTURES . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 190 5.3.9 CANADIAN FORMATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
192 5.3.9.1 SCOTIAN SHELF, CANADA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 5.3.9.2 WEST COAST OF
CANADA, GIANT UNDERWATER DUNES . . . . . . . 198 5.3.9.3 QUEEN CHARLOTTE
ISLANDS OFF BRITISH COLUMBIA, CANADA . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 200 5.4 ARCTIC OCEAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 202 5.4.1 ARCTIC OCEAN AND ITS
CONSTITUENT SEAS; BATHYMETRY AND PHYSIOGRAPHY . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 5.4.2 THE
FRAM STRAIT WITH THE DEEPEST DEPRESSION IN THE ARCTIC . . . . 206 5.4.3
ARCTIC SEDIMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 5.4.4
UNDER ICE SOUND IMAGING IN THE FRAM STRAIT . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 212 5.5 ANTARCTIC FEATURES . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 216 5.5.1 FEATURES OF THE WEDDELL SEA,
ANTARCTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
217 5.5.2 THE ORCA SEAMOUNT REGION, ANTARCTICA . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 222 5.5.3 ANTARCTIC ICEBERG PLOUGH
SCARS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 224 5.5.4 FEATURES OF THE ROSS SEA, ANTARCTICA . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 5.6
MEDITERRANEAN SEA FORMATIONS, THE OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 232 5.6.1 CHELLA BANK, WESTERN
MEDITERRANEAN SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
235 5.6.2 BALEARIC ISLANDS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 236 5.6.3 TYRRHENIAN SEA FLOOR FEATURES . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237 5.6.4 FEATURES
OF THE AEGEAN SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 5.6.5 THE MARMARA SEA TROUGH .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 242 5.6.6 THE DEEP EASTERN MEDITERRANEAN SEA AND ITS
TECTONIC CONVERGENCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 245 5.6.7 SHELF FORMATIONS OFF ISRAEL .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 248 5.7 BALTIC SEA FORMATIONS . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 251 5.7.1 RELIEF IMAGE OF THE BALTIC SEA;
OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
XXVI CONTENTS 5.7.2 THE WESTERN BALTIC SEA . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
255 5.7.3 KADETRINNE, BALTIC SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
5.7.4 GULF OF GDANSK, BALTIC SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 5.7.5 STOCKHOLM
ARCHIPELAGO, BEDROCK AREA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 260 5.7.6 SEDIMENTATION IN THE BALTIC SEA; EXAMPLES OF
THE BIGHT OF MECKLENBURG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 261 5.7.7 GULF OF FINLAND, GASEOUS SEDIMENT AND GAS PLUME .
. . . . . . . . . . . . . . 263 6 THE OCEAN VOLUME . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 6.1 OCEAN WATER MASS
TRANSPORT AND HEAT CONTENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 266 6.1.1 MID-DEPTH CIRCULATION IN THE NORTH ATLANTIC. LARGE
SCALE DRIFTER FIELD EXPERIMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 266 6.1.2 ACOUSTIC MEASUREMENTS OF OCEAN CURRENTS
BY DOPPLER PROFILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 6.1.3
ACOUSTIC TOMOGRAPHY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 6.1.3.1 ACOUSTIC
MEASUREMENTS OF HEAT CONTENT ACROSS THE MEDITERRANEAN SEA . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 6.1.3.2 ACOUSTIC
MEASUREMENTS OF HEAT CONTENT OF THE CENTRAL LABRADOR SEA . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 6.1.3.3
MONITORING THE OUTFLOW THROUGH THE STRAIT OF GIBRALTAR BY ACOUSTIC
TOMOGRAPHY . . . . . . . . 281 6.2 GAS IN THE SEA . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 6.2.1 METHANE
HYDRATE DEPOSITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 6.2.2 METHANE IN SHALLOW
SEDIMENTS; ACOUSTIC SEA-FLOOR CLASSIFICATION . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 6.2.2.1 EXAMPLES OF
ACOUSTIC FEATURES OF METHANE IN SHALLOW SEDIMENTS . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
6.2.2.2 APPLICATION OF THE ACOUSTIC SEA FLOOR CLASSIFICATION SYSTEM
(ASCS) FOR SHALLOW SEDIMENTS . . 296 6.2.3 AIR INTRUSION BY BREAKING SEA
WAVES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
299 6.3 SUBMARINE FAUNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 306 6.3.1 ESTIMATION OF FISH STOCKS BY ECHOSOUNDING . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 6.3.1.1 MONITORING OF FISH
STOCKS, SOUTH EASTERN NORTH SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 6.3.1.2 MONITORING OF FISH
STOCKS, BALTIC SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
6.3.1.3 MONITORING OF FISH STOCKS IN SHALLOW WATERS, WESTERN BALTIC SEA
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 311 6.3.1.4 MONITORING OF FISH STOCKS, NORTH
ATLANTIC, IRMINGER BASIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312 6.3.2 FINDING
FOOD IN THE DEEP SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 314 6.3.3 VOICE SONOGRAMS OF MARINE
MAMMALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
6.3.4 EXAMPLE OF MARINE FLORA SOUND IMAGING . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 322 7 MAN-MADE MATTER . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 7.1 SURVEILLANCE AND
MAINTENANCE OF COASTAL SEA LANES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 326 7.1.1 SURVEILLANCE OF SEA LANES AND FAIRWAYS . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 7.1.2 ESTUARY SURVEILLANCE .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 335 XXVII CONTENTS 7.1.2.1 FLOOR
FEATURES OF THE ELBE ESTUARY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 336 7.1.2.2 RELIEF CHANGES OF THE SEA FLOOR IN THE BIGHT OF
MELDORF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 339 7.1.3 HARBOR SURVEILLANCE AND MAINTENANCE . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 7.1.3.1
HYDROACOUSTIC SPOTLIGHTS OF THE PORT OF HAMBURG . . . . . 340 7.1.3.2
INSPECTION OF CANALE GRANDE, VENICE . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 343 7.1.3.3 THE DOCK OF LONDON: A DUMPING AREA OF SCRAP IRON . .
. . 344 7.1.3.4 SEABED SURVEYS IN THE HONG KONG AREA . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 346 7.1.4 SURVEY OF WRECKS IN COASTAL WATERS . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 7.1.4.1
FREIGHTER SUNK IN THE PERSIAN GULF . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 348 7.1.4.2 TWO SHIPWRECKS ON PLAIN SANDY BOTTOM OFF CINQUE
TERRE, NORTHERN ITALY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 349 7.1.4.3 INTACT WRECK OF A SAILING SHIP . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 7.1.4.4 THE WRECKS OF THE
GERMAN REFUGEE SHIPS WILHELM GUSTLOFF, GOYA, AND GENERAL VON STEUBEN,
SUNK IN THE BALTIC SEA AT THE END OF WW II . . . . . . . . . . . . . .
351 7.1.4.5 WRECK OF AN AIRCRAFT SUNK IN A LAKE AT 50 M DEPTH . . . .
355 7.1.5 ACOUSTIC SEARCH FOR BURIED OBJECTS AND SEA MINES . . . . . . .
. . . . . . . . 355 7.2 SUBMARINE CONSTRUCTIONS . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 362 7.2.1 SUBMARINE CABLES . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 362 7.2.2 SUBMARINE PIPELINES . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 366 7.2.3 PROTECTION OF SHORES AND HARBORS . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 7.2.4 BASEMENT OF
THE OFF-SHORE RESEARCH PLATFORM NORDSEE . . . . . . . . . 372 7.3
UNDERWATER ARCHAEOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
7.3.1 SUNKEN ROMAN CITY COMPLEX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 7.3.1.1 CITY OF BAIA,
ITALY. IMAGING OF URBAN ARCHITECTURE . . . . . 374 7.3.1.2 THE SUBMERGED
PORTO GIULIO, ITALY. IMAGING OF PORT ARCHITECTURE . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 7.3.2 HISTORIC SHIP WRECKS
AND WRECK SITES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 381 7.3.3 BATTLESHIP ARCHAEOLOGY AT SCAPA FLOW. GERMAN WAR-SHIP
WRECKS OF WW I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 390 7.3.4 SUBMERGED VIKING DIKE BUILT AROUND AD 740 . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 7.3.5 D-DAY: DOCUMENTATION OF
THE RELICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 397 7.4 CLOSE*UP DEEP WATER IMAGERY BY AUTONOMOUS AND REMOTELY
OPERATED UNDERWATER VEHICLES (AUV AND ROV) . . . . . . . . . . . . . . .
402 7.4.1 DEEP-WATER SOUND IMAGING OF SHIPWRECKS * WRECKS OF TWO
US-CARGO FREIGHTERS AND A GERMAN SUBMARINE SUNK IN THE GULF OF MEXICO
DURING WW II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
7.4.1.1 THE SINKING OF THE PASSENGER FREIGHTER ROBERT E. LEE . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 404 7.4.1.2 WRECK OF THE CARGO FREIGHTER SS ALCOA
PURITAN SUNK IN THE GULF OF MEXICO DURING WW II . . . . . . . . . . . .
. . . 405 7.4.1.3 WRECK OF THE ONLY GERMAN SUBMARINE SUNK IN THE GULF OF
MEXICO IN WW II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 7.4.2
THE ORMEN LANGE GAS FIELD INSIDE THE STOREGGA SLIDE AREA. A SEA-FLOOR
RELIEF EXPLORATION FOR PIPELINE ROUTE PLANNING. IMAGING BY SURFACE
VESSELS AND DEEP DIVING AUV . . . . . . . . . . . . . . . . 414 XXVIII
CONTENTS FINAL REMARKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . 421 LITERATURE INDEX . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 A APPENDIX . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
443 A.3.1 THE SPEED OF SOUND, DETERMINING QUANTITIES . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 A.3.2 SOUND REFRACTION
IN THE SEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 A.3.2.1 SNELL*S LAW .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 A.3.2.2
SOUND REFRACTION AND DUCTED PROPAGATION . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 444 A.3.3 SOUND ATTENUATION . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 444 A.3.3.1 ABSORPTION . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 A.3.4.1 ACOUSTIC
IMPEDANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 A.3.5
REVERBERATION/SCATTERING STRENGTH OF THE SEA FLOOR AND SEA VOLUME . . .
446 A.3.5.1 SEA FLOOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 446 A.3.5.2 SEA VOLUME . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 447 A.3.6 NOISE . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 A.3.6.5
THE SPATIAL FILTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
A.3.6.6 THE FREQUENCY FILTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 A.3.7
SONAR EQUATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 448 A.4.5 THE ACOUSTIC DOPPLER CURRENT PROFILER (ADCP) . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 A.4.5.3 SPEED
COMPONENTS AND DOPPLER SHIFT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 450 CD ATTACHMENT INDEX . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 451 SUBJECT INDEX . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 |
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