Irta MORAVETZ KÁROLY A tengermélység meghatározásának célja:
1. Elkerülni azt, hogy a hajó tengerfenéket érjen. Ha a hajó olyan vizeken van, amelyekről a rendelkezésre álló térképek nem megbízhatók, vagy olyanokon, amelyekről van ugyan jó térkép, de ahol a kis mélységek erősen változnak, az állandó mélységmérés elengedhetetlen. Ez különösen érvényes folyótorkolatoknál, ahol a homokzátonyok mélység és helyzet szerint változhatnak.
2. A horgonyzóhely megvizsgálása. A horgonyvetés előtt fontos, hogy a horgonyzóhely mélysége és talajának alkata ismeretes legyen.
3. A hajó helyének meghatározása, különösen ködös időben, amikor a ter-resztrikus és asztronomikus módszerek nem alkalmazhatók. Ilyen helymeghatá-rozás azonban csak olyan helyen vezet eredményre, amelyről megbízható tér-kép van.
4. A tenger mélységének és a tengerfenék alkatának tudományos kutatása.
A tengermélység akusztikus úton való meghatározásának gondolata már régen felvetődött. Mathew Fontain Maury (1806—1873) amerikai tengerésztiszt és óceánográfus összeállított számos olyan tengermélységmérő eszközre vonat-kozó javaslatot, amelynél a mélységet nem fonál illetve drót segítségével hatá-rozzák meg. A javaslatok között szerepel az akusztikus mélységmérő módszer is.
E módszer alapgondolata, hogy a víz felszínén hangforrást helyezünk el, amely erős, rövid ideig tartó hangot szolgáltat. A hanghullámok minden irány-ban szétterjednek s elérve a tengerfenéket, onnan visszaverődnek. Űgy a hang-keltés, mint ,a visszavert hang hajóra érkezésének idejét s a hangnak vízben való terjedéssebességét ismerve, a mélység kiszámítható. Jelöljük a hangkeltés és a visszavert hang hajóra érkezése között eltelt időt /-vei, a hang terjedéssebességét vízben v-vel, a mélységet h-val, akkor h = ~ . A 2-vel való osztás azért szüksé-ges, mert a t idő alatt a hang kétszer teszi meg a h u t a t : először a hajótól a tengerfenékig, azután a tengerfenéktől vissza a hajóra. Az körülbelül 1490 m/sec, azaz a hang a vízben egy másodperc alatt 1490 métert tesz meg. A fenti képlet
7 0 A T E N G E R
alapján nyert értékhez még egy kis korrekciót is kell adni, mert a hang terjedés-sebessége a vízben változik a víz hőmérsékletével, sótartalmával és nyomásával.
Ugyancsak kis korrekció szükséges a tengerfenék lejtése miatt is. Ez azonban legtöbbször igen kicsi, úgyhogy gyakorlatilag elhanyagolható.
A hangforrás által keltett hangnak erősnek, rövid ideig tartónak és minden más hangtól jól megkülönböztethetőnek kell lenni. Az erős hang lehetővé teszi) hogy nagy mélységből is jól hallható visszhangot kapjunk. Ha a keltett hang nem tart elég rövid ideig, előfordulhat, különösen kis mélységeknél, hogy a még mindig hallható eredeti hang miatt a nálánál gyengébb visszhang nem vehető észre. A hangnak végül a hullámzás morajától és egyéb hajózörejtől különböz-nie kell, hogy a moraj és a zörej dacára is jól kiérezhető legyen.
Az első akusztikus mélységmérő eszközt, amely ezen az elven alapszik, hosszas kísérletezés után A. Behm fizikus konstruálta.
A német birodalmi tengerészet „Meteor" nevű expedíciós hajóján, amellyel 1925-ben megkezdték az Atlanti-óceán tudományos kutatását, négy különböző rendszerű mélységmérő készülék van felszerelve. E z e k :
1. a „Signalgesellschaft Kiel" készüléke kis mélységek m é r é s é r e ;
2. a „Behm—Echolot Gesellschaft Kiel" Behm-féle készüléke 750 méterig terjedő mélységek részére ;
3. a „Signalgesellschaft Kiel" Signal-készüléke nagy mélységek megha-tározására ;
4. az „Atlaswerke Bremen" Atlas-készüléke, mely szintén nagy mélységek mérésére szolgál.
Az utóbbi három készülék, amellyel menet közben is lehet méréseket végezni, az előbb ismertetett elven alapszik, míg az első robbanó anyaggal töltött torpedóalakú test, amely a vízbe hajítva a tengerfenék elérésekor felrobban.
A robbanás idejét egy a víz alatt elhelyezett felvevőkészülék segítségével figyeli meg. A torpedóalakú test vízbe való hajításának, a robbanás hangjának a felvevő-készülékhez való érkezése idejét és a test egyenletes sebességét a vízben ismerve, a mélység kiszámítható. E módszernél az az idő, amely alatt a hang a tenger-fenékről a felvevőkészülékhez jut, elhanyagolható, minthogy az igen rövid a test sülyedési idejéhez képest.
A Behm-féle készüléknél szintén robbanó testet hajítanak a vízbe, amely azonban az előbbitől eltérően, közvetlenül a víz felszíne alatt robban. A robbanás hangja a felvevőkészülék segítségével a robbanáskor megindít egy időmérő eszközt s a tengerfenékről érkezett visszhang egy másik felvevőkészülék segítségével az időmérő eszközt a visszhangnak a hajóhoz való érkezése pillanatában megállítja.
Az időmérő eszköz tehát megadja az előbb í-vel jelölt időt.
A „Signal" és „Atlas" készülékek hangforrásánál a hangot egy hanglemez, az ú. n. membrán, segítségével állítják elő. A membránt elektromágnesek hozzák rezgésbe. A rezgésszám változtatható. A „Meteor" hajón a másodpercenkénti rezgések számát 1050-nek választiák s ez a magasságú h a n g a hajó-zörejtől jól megkülönböztethető. A felvevőkészülék szintén membrán, amely szénmikrophonnal van összeköttetésben. A tengerfenékről visszaérkező hanghullámok rezgésbe hozzák a felvevő membránt, amely a rezgéseket átadja a mikrophonnak s így ezen
rez-AZ A K U S Z T I K U S T E N G E R M É L Y S É G M É R Ő K 71 gések a mikrophonnal kapcsolt telefon segítségével felvehetők. E készülékeknél alkalmazott időmérő eszközökkel igen kis időtartamok mérése lehetséges.
A „Meteor" hajón felszerelt négy készülék közül az első 200 m mélységig, a Behm-féle 14 m-től 750 m mélységig, a „Signal" készülék 50 m-nél, az „Atlas"
pedig már 10 m-nél nagyobb mélységeknél használható. A „Signal" készülékkel körülbelül 10 m pontossággal lehet a mélységet meghatározni, az „Atlas" készü-lékkel 10 m-től 185 m mélységig 1 m pontossággal, ennél nagyobb mélységeknél pedig 10 m pontossággal.
Minthogy az akusztikus készülékek közül a „Meteor" hajón mindig több működik egyszerre s azonkívül drótmélységmérőkkel is határoznak meg mélységet, a nyert adatok kölcsönösen ellenőrizhetők. A nagy mélységeknél a „Signal" és
„Atlas" készülékek adatai feltűnően jó megegyezést mutatnak, míg a drótmély-ségmérők által nyert adatok az előbbiektől 2—3%-kal különböznek.
Hogy a tengerfenékről minél tökéletesebb topographiai képet nyerjenek, az egész úton, éjjel-nappal, körülbelül 20 percenként, tehát 2 — 3 tengeri mérföld távolságban, határoznak meg mélységet. Ha a tengerfenék nagyon egyenetlen, a méréseket rövidebb időközökben végzik.
Az akusztikus módszer menet közben is megadja a mélységet. Ennek nagy fontossága van a megfigyelő állomások szempontjából. Az egyes megfigyelő állo-mások helyét ugyan már hajóra-szállás előtt állapítják meg, de a tengerfenék eddig ismert morphologiájától való váratlan eltérések gyakran szükségessé teszik egy újabb állomás beiktatását. A kutatásoknak a helyi viszonyokhoz való azonnali alkalmazása az akusztikus módszer nélkül lehetetlen volna. E módszer alkalma-zása továbbá nagy időmegtakarítást jelent, mert evvel sokkal rövidebb idő alatt állapítható meg a mélység, mint a drótmélységmérőkkel.