Vés al contingut

Geologia marina

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure

La geologia marina és la branca de la geologia que s'encarrega de l'estudi del fons oceànic i marí a més a més de l'estructura tectònica submergida mitjançant l'ús d'eines i mètoges de geofísica, sedimentologia, geoquímica i paleontologia.

Relleu submergit en la Mar Bàltica

La importància dels estudis en geologia marina és cada vegada major, ja que el 70% de la superfície terrestre està coberta per aigua i la major part de la població mundial viu en zones costaneres. És important conèixer les dinàmiques i processos que succeeixen en terrenys submergits per poder pal·liar els danys en cas de terratrèmols i tsunamis, saber la recurrència d'aquests, conèixer els recursos energètics d'origen fòssil emmagatzemats als sediments marins, així com conèixer la història climàtica dels darrers milers d'anys enregistrat als sediments.

La geologia marina se centra en les zones oceàniques profundes, els vessants i les plataformes oceàniques menys profundes i les àrees pròximes a les costes com les platges i els estuaris. Els geòlegs marins també estudien algunes zones fluvials costaneres i grans llacs. L'estudi geològic dels dels canvis en el litoral i els riscos geològics de les zones costaneres són importants per les repercussions sobre els recursos oceànics i els ecosistemes costaners i marins.[1]

Mètodes

[modifica]

Hi ha diversos mètodes per obtenir dades del fons marí sense enviar-hi físicament humans o vehicles i màquines especials.

Sonar d'escaneig lateral

[modifica]

Desenvolupat a finals de la dècada de 1960, el sonar detecta i revela imatges d'objectes en el fons marí. Els sensors físics del dispositiu sonar es munten en el casc d'un vaixell que envia polsos acústics que retornen als sensors, proporcionant imatges que ajuden a determinar la composició dels fons marins, atès que els objectes més durs generen una reflectància més alta i apareixen més foscos a la imatge retornada, diferentment dels materials més tous, com la sorra i el fang que apareixen més clars a la imatge. La informació pot ser analitzada pels especialistes a l'hora de determinar l'existència d'afloraments de roca sota la superfície de l'aigua. [ 12 ] El mètode és força menys costós que alliberar un vehicle especial per fotografiar el fons marí i requereix molt menys temps. El sonar d'escaneig lateral no pot mesurar altres factors, com ara la profunditat i s'utilitzen ensems altres dispositius per poder generar un estudi més detallat.[2][3]

Batimetria EM300 dels tres volcans submarins a la rodalia de l'illa Faralló de Pájaros.
Batimetria EM300 dels tres volcans submarins a la rodalia de l'illa Faralló de Pájaros (Illes Marianes). Les dades es van recollir mitjançant el sistema multifeix EM300 muntat al buc del R/V Thompson. La mida de la cel·la de la quadrícula és de 35 metres. La imatge està exagerada verticalment 2 vegades.

Batimetria multifeix

[modifica]

Molt similar al sonar d'escaneig o escombrada lateral, la batimetria multifeix utilitza una matriu de transductors per enviar i rebre les ones sonores per tal de detectar objectes del fons marí, però permet un major nombre de mesuraments a partir dels enregistraments i fer hipòtesis amb les dades obtingudes. Tenint en compte la velocitat a la qual el so viatja dins l'aigua, els científics calculen els temps bidireccionals des del sensor del vaixell fins al fons marí i el del seu retorn. Amb això s'arriba a conèixer amb precisió la profunditat del fons en un lloc concret. La retrodispersió o reflexió d'ones és una altra tècnologia afegida que s'utilitza per determinar la intensitat del so que retorna al sensor. Així es poden obtenir dades sobre la composició geològica i els objectes que hi ha al fons marí o dins d'una columna d'aigua: estructures de naufragis, bancs de peixos o plancton i plomalls de bombolles. Els plomalls ascendents de bombolles poden indicar la presència de xemeneies hidrotermals i filtracions fredes.[4]

És habitual que els vehicles operats remotament i els vehicles submarins autònoms estiguin equipats amb el sensor multifeix o que el sensor sigui remolcat pel mateix vaixell. Això fa que la resolució de les dades recollides sigui prou alta per a una anàlisi correcta.[4]

Perfilador de subfons

[modifica]

El perfilador de subfons és un sistema de sonar utilitzat en els estudis geofísics del fons marí. Serveix per a cartografiar el fons marí amb el seu relleu en profunditat. El sistema emet polsacions de baixa freqüència que traspassen la superfície del fons i són reflectits a través dels sediments que hi ha al subsòl. Alguns d'aquests sensors atanyen més de 1.000 metres per dessota la superfície del fons marí. Amb l'ajuda d'hidrògrafs, es poden identificar seccions transversals de terreny sota el fons. La resolució de les dades copsar diversos tipus d'accidents i característiques geològiques: crestes volcàniques, esllavissades submarines i antics llits fluvials.[5]

Magnetometria marina

[modifica]

La magnetometria mesura els canvis en el camp magnètic terrestre.[6][7][8] Aquest camp es pot mesurar per descobrir estructures geològiques del fons marí. És un mètode especialment útil en l'exploració perquè pot caracteritzar la geologia sinó que també pot estudiar restes d'avions i de vaixells a les profunditats del mar.[9] La diferència dels magnetòmetres en comparació amb els dispositius de sonar és la major capacitat per detectar artefactes ferrosos i característiques geològiques per davall i per damunt del llit marí.[10][11] Atès que el magnetòmetre és un sensor passiu (no emet ones), la profunditat d'exploració és il·limitada.[12]

Utilitat

[modifica]

Exploració de recursos minerals

[modifica]

La geologia marina aporta grans beneficis econòmics, determinant la localització de recursos valuosos que es poden extreure. Els dos principals recursos són el petroli i els minerals. Durant els darrers 30 anys, la mineria en aigües profundes ha generat milers de milions de dòlars només als Estats Units d'Amèrica.[13] Amb tot, la rendibilitat de l'extracció d'aquests recursos planteja una indústria d'alt risc i amb impactes ambientals força nocius.[14]

Els principals minerals extrets del fons del mar són níquel, coure, cobalt, manganès, zinc, or i altres metalls.[15] Aquests minerals es formen sovint al voltant de les zones on hi ha 'activitat volcànica, a la vora de xemeneies hidrotermals i de nòduls polimetàl·lics.[16][17] Aquestes xemeneies emeten grans volums de fluids sobreescalfats i infusionats amb metall que ascendeixen i es refreden ràpidament, creant una reacció química que fa que el sofre i els minerals es precipitin al fons marí.[18] Els nòduls polimetàl·lics (també coneguts com a nòduls de manganès), són masses de minerals arrodonits, formats durant milions d'anys a partir de la precipitació dels metalls de l'aigua de mar i l'aigua dels sediments.[19] Normalment es troben aïllats i escampats pel fons marí abissal, i contenen metalls indispensables per a la construcció de bateries i pantalles tàctils, com ara cobalt, níquel, coure i manganès.[20]

Impactes ambientals i mitigació

[modifica]

La geologia marina té un paper important en la cartografia per la conservació dels hàbitats, parant atenció als esdeveniments globals que causen danys, sovint irreversibles, als hàbitats marins com ara la mineria en aigües profundes o la pesca d'arrossegament. La geologia marina i el coneixement que aporta, pot ajudar a estudiar i a mitigar els efectes d'aquestes activitats.[21]

La geologia marina és bàsica per a l'elaboració d'estudis i actuacions relacionades amb:

Vegeu també

[modifica]

Referències

[modifica]
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Geologia marina
  1. ↑ «What is marine geology?» (en anglès). U.S. Geological Survey, 2025. [Consulta: 18 agost 2025].
  2. ↑ «Side-Scan Sonar» (en anglès). National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), NOAA Ocean Exploration, 2022. [Consulta: 18 agost 2025].
  3. ↑ «Side Scan Sonar at the Edge» (en anglès). NOAA, 2002. [Consulta: 18 agost 2025].
  4. ↑ 4,0 4,1 «Multibeam Sonar» (en anglès). NOAA, Ocean Exploration, 2025. [Consulta: 21 agost 2025].
  5. ↑ «Sub-Bottom Profiler» (en anglès). NOAA, Ocean Exploration, 2025. [Consulta: 22 agost 2025].
  6. ↑ Zhang, Wentao; Huang, Wenzhu; Luo, Yingbo; Li, Fang «Simultaneous detection of deep-sea earthquake and magnetic field using three-axis fiber optic accelerometer-magnetometer». Conferència Internacional de Tecnologia d'Instrumentació i Mesura de l'IEEE 2019 (I2MTC), 5-2019, pàg. 1–5. DOI: 10.1109/I2MTC.2019.8826972.
  7. ↑ Loper, David E. «A model of the dynamical structure of Earth's outer core». Physics of the Earth and Planetary Interiors, 117, 1, 01-01-2000, pàg. 179–196. DOI: 10.1016/S0031-9201(99)00096-5. ISSN: 0031-9201.
  8. ↑ "The Earth's Magnetic Field", The Earth’s Magnetism, Springer Berlin Heidelberg, pp. 1–66, 2006, doi:10.1007/978-3-540-27980-8_1, ISBN 978-3-540-27979-2, retrieved 2024-04-11
  9. ↑ Talwani, M. «Geomagnetism in marine geology: Victor Vacquier. Elsevier, Amsterdam, 1972, 200 pp., Dfl. 42.50». Marine Geology, 15, 3, 1973, pàg. 212-213.
  10. ↑ «Optica Publishing Group». DOI: 10.1364/ao.57.002346. [Consulta: 22 agost 2025].
  11. ↑ Carl J. Clausen, J. Barto Arnold, "El magnetòmetre i l'arqueologia subaquàtica" 1976, Wiley Online Library (en anglès)
  12. ↑ Xiaochen Li ,Xianhu Luo ,Ming Deng ,Ning Qiu ,Zhen Sun iKai Chen «Magnetòmetre vectorial del fons marí de baix soroll i baix consum d'energia (en anglès)». Revista d'Oceanografia i Limnologia, Instruments científics marins, 41, 2023, pàg. 804–815.
  13. ↑ «“Who stands to benefit?” To engage in deep-sea mining or not. Not, say international scientists» (en anglès). University of British Columbia, Vancouver Campus, 2025. [Consulta: 22 agost 2025].
  14. ↑ Thomas Peacock, Matthew H. Alford. «The Race Is on to Mine and Protect the Deep Seafloor» (en anglès). SCI AM, 2018. [Consulta: 22 agost 2025].
  15. ↑ Dick, R. (1985). Mineria en aigües profundes versus mineria terrestre: una comparació de costos. A: Donges, JB (eds.) L'economia de la mineria en aigües profundes. Springer, Berlín, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-70252-5_1 (en anglès)
  16. ↑ Van Dover, C. L.; Arnaud-Haond, S.; Gianni, M.; Helmreich, S.; Huber, J. A. «Scientific rationale and international obligations for protection of active hydrothermal vent ecosystems from deep-sea mining». Marine Policy, 90, 01-04-2018, pàg. 20–28. DOI: 10.1016/j.marpol.2018.01.020. ISSN: 0308-597X.
  17. ↑ Kang, Yajuan; Liu, Shaojun «The Development History and Latest Progress of Deep-Sea Polymetallic Nodule Mining Technology» (en anglès). Minerals, 11, 10, 14-10-2021, pàg. 1132. Arxivat de l'original el 2025-02-14. DOI: 10.3390/min11101132. ISSN: 2075-163X.
  18. ↑ Van Dover, Cindy Lee. The Ecology of Deep-Sea Hydrothermal Vents. Princeton University Press, 2000. 
  19. ↑ Sven Petersen, Mark Hannington, Anne Krätschell «Manganese nodules». Responsabilité Environnement. Technology developments in the exploration and evaluation of deep-sea mineral resources, 2017, pàg. 14-18.
  20. ↑ Hein, J.R., Koschinsky, A. & Kuhn, T. Deep-ocean polymetallic nodules as a resource for critical materials. Nat Rev Earth Environ 1, 158–169 (2020). https://doi.org/10.1038/s43017-020-0027-0
  21. ↑ Sharma, Rahul (2017), "Desenvolupament d'un pla de gestió ambiental per a la mineria en aigües profundes " , Deep-Sea Mining , Cham: Springer International Publishing, pàg.  483–506 , doi : 10.1007/978-3-319-52557-0_17 , ISBN 978-3-319-52556-3, consulta l'11 d'abril de 2024 (en anglès)
Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Geologia_marina&oldid=36052301»