چرا شناخت بشر از فضا بیشتر از اعماق اقیانوس‌های زمین است؟

• نقشه‌های ماه، مریخ و زهره وضوح بسیار بالاتری نسبت به بستر اقیانوس‌ها دارند؛ برای مثال، وضوح نقشه مریخ به ۵ متر و نقشه ماه به ۲٫۵ میلیونیم رسیده، اما حدود سه‌چهارم (۳۰۰ میلیون کیلومتر مربع) از بستر اقیانوس‌های زمین همچنان نقشه‌برداری نشده است.
• ابزارهای فضایی با چرخش مداوم و تصویربرداری نوری/راداری به راحتی داده جمع‌آوری می‌کنند، اما نفوذناپذیری آب باعث شده نقشه‌برداری اقیانوس نیازمند سونار و شناور باشد؛ با‌این‌حال، استفاده از ماهواره در سواحل، هزینه نقشه‌برداری را تا ۱۰ برابر (۲ دلار به ازای هر کیلومتر مربع) کاهش داده است.
• پروژه‌ها و راهکارهایی برای آینده مطرح شده‌اند: هدف پروژه‌ی Seabed 2030 دستیابی به وضوح ۱۰۰ متری برای تمام اقیانوس‌ها تا سال ۲۰۳۰ است. همچنین طراحی شناورهای نیمه‌خودکار مجهز به سونارهای قدرتمند (مانند Kongsberg EM124) امکان نقشه‌برداری روزانه از هزاران کیلومتر مربع را با حداقل نیروی انسانی فراهم می‌کند.
• در مجموع، میزان مشاهدات مستقیم از ژرف‌دریا ناچیز است. پژوهش‌ها نشان می‌دهد انسان هرگز ۹۹٫۹۹۹ درصد از اعماق زیر ۲۰۰ متر اقیانوس‌ها را مشاهده نکرده است؛ کل پوشش تصویری انسان از اعماق دریا تنها بین ۲٬۱۳۰ تا ۳٬۸۲۳ کیلومتر مربع برآورد می‌شود.

آسمان و دریا اغلب در تقابل با یکدیگر دیده می‌شوند. هر دو پهنه‌ای آبی‌رنگ، نماد کاوش و ماجراجویی در ورای افق و دنیایی کاملا بیگانه‌اند. این دو قلمرو رازآلود و خطرناک، مرزهای توانمندی جسمانی انسان را به چالش می‌کشند و در برخی نقاط، تنها با کمک ربات‌ها می‌توان آن‌ها را کاوش کرد. با وجود شباهت‌ها، دوگانگی فرهنگی میان این دو شکل گرفته است. بارها گفته می‌شود دانش ما از سطح ماه یا مریخ، بیشتر از آگاهی ما از اعماق اقیانوس‌های زمین است.

اگرچه نقشه‌ی برخی اجرام آسمانی جزئیات بیشتری از نقشه‌های بستر دریاها دارد، مقایسه‌ی این دو چندان ساده نیست. در نهایت، تصمیم برای کاوش هر قلمرو بیش از آن‌که به اشتیاق انسان وابسته باشد، به فناوری و بودجه بستگی دارد.

نقشه‌های ماه، عطارد، زهره و مریخ در مقایسه با نقشه‌ی بستر اقیانوس‌های جهان وضوح بیشتری دارند و این موضوع قطعی است. بااین‌حال، دستیابی به چنین سطحی از جزئیات در داده‌ها و تحلیل‌ها به سال‌های اخیر مربوط می‌شود. بحث برتری دانش فضایی قدمت بیشتری دارد، اما مشاهدات فضایی تنها در دوران اخیر فاصله‌ای چشمگیر با نقشه‌برداری اقیانوسی پیدا کرده‌اند.

سال ۱۹۸۲، نقطه عطفی در مقایسه به شمار می‌رود. پروژه‌ی GEBCO پنجمین ویرایش نقشه جهانی اقیانوس‌ها را با مقیاس ۱:۱۰ میلیون منتشر کرد. در همان دوران، نقشه‌برداری فضایی، دست‌کم در مورد ماه، به پیشرفت‌های قابل‌توجهی دست یافته بود. سازمان زمین‌شناسی آمریکا با استفاده از داده‌های ماموریت‌های آپولو، نقشه‌های زمین‌شناسی متعددی از ماه آماده کرد که شامل یک نقشه‌ی سراسری با مقیاس ۱:۵ میلیون بود. آکادمی علوم چین نیز در سال ۲۰۲۴ جزئیات را ارتقا داد و دقیق‌ترین نقشه‌ی زمین‌شناسی ماه را تحت عنوان «اطلس زمین‌شناسی کره ماه» با مقیاس ۱:۲.۵ میلیون عرضه کرد.

نقشه‌های سراسری یادشده کیفیت بسیار بالایی دارند، اما مقایسه نسبی است. بستر اقیانوس‌های زمین در بهترین حالت به‌صورت تقریبی شناخته شده و همین شناخت نیز برای برداشت کلی کافی است، اما برای بررسی دقیق ساختارها کارآمد نیست.

ویکتور وسکوو، کاوشگری است که به درازگودال ماریانا، عمیق‌ترین نقطه‌ی شناخته‌شده اقیانوس، سفر کرده و در سال ۲۰۲۲ تجربه‌ی پرواز زیرمداری با بلو ارجین را نیز داشته است. او در گفت‌و‌گو با نشریه‌ی آی‌اف‌ال‌ساینس از چالش‌های اعماق اقیانوس‌ها سخن گفته است.

وسکوو می‌گوید تلاش برای سفر به اعماق هر پنج اقیانوس جهان چالشی فوق‌العاده بود، چرا که پیش از آن هیچ‌کس چنین تصمیمی نگرفته بود. وسکوو ابتدا تصور می‌کرد چالش اصلی، طراحی، ساخت و هدایت زیردریایی مخصوص باشد. اما به‌زودی، متوجه شد که موقعیت دقیق بستر چهار اقیانوس از پنج اقیانوس جهان کاملا ناشناخته است.

وسکوو و تیم همراهش برای انجام ماجراجویی بی‌نظیر خود به نقشه‌برداری از اقیانوس در منطقه‌ی هدف پرداختند. آن‌ها در پروژه‌ی GEBCO و ابتکار عمل Seabed 2030 نیز مشارکت دارند. دستیابی به این هدف، دقت نقشه‌ها را به سطح بهترین نقشه‌ی ناسا از ماه می‌رساند که در سال ۲۰۱۷ توسط مدارگرد شناسایی ماه ثبت شد.

در حوزه‌ی فضا، مشاهده‌ی مستقیم نقشه‌برداری را آسان‌تر می‌کند و اتوماسیون فرایند، مزیت را دوچندان می‌سازد. ماموریت‌های حول مریخ و عطارد صدهاهزار تصویر ثبت کرده‌اند که از ترکیب آن‌ها، نقشه‌هایی کامل‌تر به دست می‌آید. عطارد دارای موزاییکی سراسری از تصاویر با وضوح ۶۶۵ متر به ازای هر پیکسل است. نقشه‌ی مریخ دقت بالاتری دارد که به ۵ متر به ازای هر پیکسل می‌رسد و تصویری ۵٫۷ تریلیون پیکسلی از این سیاره ایجاد کرده است.

مقایسه‌ی منصفانه‌تر، سیاره زهره است که به دلیل پوشش ابرهای ضخیم، امکان مشاهده‌ی مستقیم سطح آن وجود ندارد. مشاهدات راداری ماموریت ماژلان بین سال‌های ۱۹۹۰ تا ۱۹۹۴، در کنار تحلیل‌های رایانه‌ای پیشرفته، نقشه‌ای با وضوح ۷۵ متر به ازای هر پیکسل ارائه کرد و ماموریت‌های آینده به مقصد زهره، این دقت را افزایش خواهند داد.

ماموریت‌های فضایی هنگام چرخش مداوم، داده جمع‌آوری می‌کنند. خودکارسازی فرایندها می‌تواند نقشه‌برداری اقیانوسی را نیز آسان‌تر کند. برای نمونه، تاکنون از برخی مشاهدات ماهواره‌ای برای نقشه‌برداری مناطق ساحلی استفاده شده است. پژوهشگران بنیاد گرین‌واتر با حمایت وسکوو، داده‌های تازه‌ای برای نقشه‌برداری از ۲۱۷,۵۶۰ کیلومتر مربع از مناطق ساحلی ۱۴ کشور تولید کردند. میانگین وضوح این داده‌ها، همسو با هدف Seabed 2030، صد متر بود.

هزینه‌ی نقشه‌برداری با این روش دو دلار به ازای هر کیلومتر مربع است که حدود ۱۰ برابر ارزان‌تر از روش‌های معمول نقشه‌برداری از بستر دریاها محاسبه می‌شود. اگر کاهش هزینه به تمامی نقاط تعمیم یابد، پوشش کامل اقیانوس‌ها دور از دسترس نخواهد بود. با‌این‌حال، امکان استفاده از ماهواره‌ها در تمام نقاط وجود ندارد و اتوماسیون نقش کلیدی را ایفا می‌کند. وسکوو در حال طراحی راهکارهایی است تا نقشه‌برداری را از نظر اقتصادی توجیه‌پذیرتر کند.

مناطق ساحلی را می‌توان با ماهواره‌ها نقشه‌برداری کرد؛ در نواحی نزدیک به کرانه که عمق آب مانع نفوذ نور می‌شود (بین ۳۰ تا ۵۰۰ متر)، شناورهای پهپادی خودکار با رفت‌وآمد مداوم عملیات نقشه‌برداری را انجام می‌دهند. اما برای اعماق بیشتر اقیانوس، وسکوو ایده‌ی دیگری دارد.

به گفته‌ی وسکوو، بستر دریاها به یک دلیل مشخص کشف‌نشده باقی مانده است: این کار سود مستقیم زیادی ندارد، هرچند منفعت عمومی آن انکارناپذیر است. کشتی در دست طراحی او که قرار است با یک یا دو خدمه و به‌صورت نیمه‌خودکار هدایت شود، درطول دو سال آینده ساخته خواهد شد. این کشتی در ماموریت‌های دو تا سه هفته‌ای، مسیرهای طولانی را با قوی‌ترین سونار نقشه‌برداری غیرنظامی (Kongsberg EM124) طی خواهد کرد. پوشش عرضی بالای این سونار در اعماق زیاد، امکان نقشه‌برداری از هزاران کیلومتر مربع در روز را فراهم می‌کند.

به باور وسکوو، نقشه‌برداری از بستر دریاها منافع همگانی گوناگونی دارد. این مزایا از کمک به ناوبری شناورها برای جلوگیری از برخورد با کوه‌ها و صخره‌های زیرآبی ناشناخته، تا نقشه‌برداری از نواحی جزرومدی و جریان‌های اقیانوسی برای مدل‌سازی اقلیمی را دربر می‌گیرد. تامین بودجه برای این اهداف عمومی دشوار است، اما کاهش هزینه‌ها می‌تواند دستیابی را امکان‌پذیر کند.

درک اعماق اقیانوس‌ها به شناخت بهتر فرایندهای حاکم بر سیاره زمین نیز کمک می‌کند، اما ترجیح جوامع برای تامین مالی تحقیقات کاملا بنیادی، هنوز محدود است. تا آن زمان، بخش‌هایی از فضا از نظر وضوح تصویری پیشتاز خواهند ماند. در دهه‌ی آینده، پیشرفت‌هایی در نقشه‌برداری از بستر دریاها و اجرام سنگی منظومه شمسی داخلی رخ خواهد داد. فضا برتری خود را در دقت حفظ خواهد کرد، اما هر گامی در مسیر کشف اقیانوس‌ها نیز موفقیت محسوب می‌شود.

هنوز دانسته‌های بشر از اقیانوس‌ها بسیار محدود است. حتی با درنظرگرفتن صرف بستر اقیانوس، میزان مشاهدات مستقیم انسان شگفت‌آور است. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد ۹۹٫۹۹۹ درصد از اعماق اقیانوس، یعنی نقاط زیر ۲۰۰ متر، هرگز توسط انسان مشاهده نشده است. تخمین زده می‌شود که پوشش تصویری انسان تنها بین ۲,۱۳۰ تا ۳,۸۲۳ کیلومتر مربع را شامل می‌شود.

اما شناخت اقیانوس تنها به بستر آن محدود نمی‌شود. اقیانوس محیطی سه‌بعدی است که حیات و فرایندهای گوناگونی را در اعماق مختلف خود جای داده است. تلاش‌ها برای مطالعه‌ی بستر دریا پایان راه نیست، بلکه گامی حیاتی برای درک جهانی بیگانه است که انسان از امکان حضور کوتاه در آن برخوردار است.

رازهای اقیانوس‌ها و ویژگی‌های اجرام سنگی، برخلاف باورهای رایج، در تقابل با یکدیگر نیستند. این مناطق اگرچه بی‌کران به نظر می‌رسند، برای انسان و فناوری‌های فعلی محدودیت‌هایی دارند. مسیری طولانی در راه کاوش این پهنه‌ها همچنان باقی است و بشریت به پیش‌روی در این مسیر ادامه خواهد داد.