UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA Y METALÚRGICA

Métodos de estudio de los fondos marinos

Curso

Geología Marina

Integrante

Rojas Iruri, Darío Dominico 20130345B

Docentes

Teves Rivas, Néstor Alfonso

Resumen

En este trabajo bibliográfico se pretende dar a conocer los principales métodos de estudio de los fondos marinos: Métodos batimétricos, métodos geofísicos y muestreadores. Se realiza la explicación basándose en la información recogida del Institute of Marine Sciences y del Comité Oceanográfico Nacional de Chile el cual nos presta un formato distinto al requerido. Entonces se recogió toda información en relación a lo pedido pero respetando el formato de las fuentes citadas.

Para iniciar un estudio del fondo marino lo indispensable y primero que se debe obtener es una plataforma equipada, los más comunes son el buque de investigación, plataformas sumergibles. Luego obtener las herramientas con las cuales se obtendrán muestras del fondo marino y estudios geofísicos. Existen variados muestreadores como son las dragas, rastras y sacatestigos tubulares o núcleos (corer, multicorer, piston-corer, etc.) o de caja (box-corer), que se distinguen por el tipo de muestra que se consigue. Incluimos a la Batimetría en las Técnicas acústicas porque es a través de las ecosondas que se consigue la medición de las profundidades del fondo marino. En las Técnica geofísicas solo mencionamos a la gravimetría y magnetometría además comparamos el uso de ecosondas que nos brindan buena resolución pero en poca profundidad con el método de sísmica de reflexión el cual no nos brinda tan buena resolución pero si nos permite estudiar las geoformas a profundidades en Km.

Métodos de estudio de los fondos marinos

Según el ICM los métodos o técnicas en el estudio de la geología marina se pueden dividir en cuatro grandes grupos: técnicas de muestreo, técnicas acústicas, técnicas de geofísica y técnicas de laboratorio pero según lo requerido en este trabajo bibliográfico nos enfocaremos en los tres primeros además agregaremos información para complementar lo exigido.

Antes de realizar cualquier estudio del fondo marino el primer requisito con el que se debe contar es con una plataforma de investigación que permita realizar todo lo necesario en relación a la investigación. La plataforma clásica para los estudios marinos es el buque de investigación, el cual deberá contar con GPS. Otras plataformas que actualmente se utilizan son los sumergibles científicos. El Alvin (Fig. 1), de “Woods Hole Oceanographic Institution”, puede albergar dos científicos y un piloto y puede sumergirse hasta una profundidad de 4.500 m.

También son muy útiles los vehículos de operación remota (ROV) (Fig. 2), y los vehículos submarinos autónomos (AUV) (Fig. 3) que no necesitan ser controlados desde una plataforma remota con un cable de fibra óptica el cual es la diferencia entre el ROV.

Fig.1 Sumergible Alvin tripulado (Fuente http://www.cona.cl/)

Fig.2 Vehículo de operación remota (ROV) (Fuente http://www.cona.cl/)

Fig.3 Vehículo submarino autónomo (ROV) (Fuente http://www.cona.cl/)

1. Técnicas de muestreo Más que explicar las técnicas se mostrará a las herramientas o muestreadores con las que se consigue muestras del fondo marino además de explicar el funcionamiento de estas. Los instrumentos más conocidos son las dragas, rastras y sacatestigos tubulares o núcleos (corer, multicorer, piston-corer, etc.) o de caja (box-corer).

Las dragasA través de sistemas parecidos a mandíbulas, sacan las muestras de sedimentos del fondo (Fig.4). Cuando la draga toca fondo, la mandíbulas o cucharas se hincan en el sedimento superficial y el dispositivo que las separa se libera. Esto permite una obtención superficial del sedimento, pero sin una preservación de los primeros centímetros de su estratigrafía ya que este se removiliza.

Los box-corer Consisten en una caja con mandíbulas en su extremo inferior (Fig.5) que permite tomar muestras un poco más profundas que las dragas sin llegar a alterar el sedimento.

Ambos equipos antes mencionados se utilizan conectados a un cable de acero que le permite bajar al fondo mediante un “winche” ubicado en el buque

Fig.4 Draga (Fuente http://www.cona.cl/)

Fig.5 Saca testigo de caja (box-corer) (Fuente http://www.cona.cl/)

Las rastras Son arrastradas (Fig.6) a baja velocidad por el fondo, durante un determinado tiempo, cubriendo un área mayor que las dragas. Ellas pueden capturar rocas de laderas de montes marinos y aquellas diseminadas en las planicies y cuencas abisales.

Los “corer” o sacatestigosPermiten la obtención de una muestra en profundidad de sedimento bajo el piso marino. Existen varios tipos de sacatestigos:

Sacatestigos de gravedadConsiste en una cabeza cilíndrica de gran peso (<500kg o más ), con lanzas de acero de varios centímetros(9, 11cm) de diámetro y varios metros de longitud, con ojivas de acero en su extremo. Para la toma de muestras el equipo utiliza una camisa interna de PVC. Este funciona mediante la adquisición de energía cinética en su caída libre y debido a esta energía acumulada el equipo penetra en el sedimento, que queda adentro de la camisa interna de PVC siendo retenido.

Sacatestigo de cajaTiene un diámetro mayor que el anterior el cual reduce la fricción. Este equipo no se hinca por la gravedad como el pasado sino dispone de una guillotina que se acciona cuando el sacatestigos toca fondo seccionando el sedimento por la parte inferior de la caja. Esto permite que la interfase agua-sedimento quede bien preservada. Longitud de sedimento obtenido es de varias decenas de centímetros.

MulticoreSemejante al sacatestigos de caja; consiste en un trípode multitubo de muestreo del sedimento superficial (hasta 40cm) y de la interfase agua-sedimento con un alto grado de preservación. El equipo en el fond introduce hasta 8 tubos de

Fig.6 Rastra (Fuente http://www.cona.cl/)

metacrilato dentro del sedimento gracias a un dispositivo hidráulico de pistón.

Sacatestigos de pistónEstán diseñados para la obtención de sedimentos largos de hasta 50m. Disponen en su interior de un pistón, que cuando se inicia su recuperación es decir tensan el cable, el pistón se activa y los sedimentos ingresan. Estos al igual que los de gravedad, pierden la interfase agua-sedimento, el cual al ser material no consolidado es expulsado al exterior.

2. Técnicas acústicasEn el Comité Oceanográfico Nacional (CONA) se considera esta técnica como geofísica. Además también comentan acerca de la Batimetría que consiste en la medición de la profundidad del fondo del mar siendo el instrumento usado la ecosonda el cual mide los tiempos de viaje de ida y regreso de ondas acústicas que se reflejan en el fondo marino a una frecuencia dada (Fig.7). Los resultados batimétricos indican la forma de la topografía submarina y su conocimiento es esencial para las asociaciones estructurales, tectónicas y otros problemas geológicos. Cada vez es requerida mayor resolución y cobertura espacial, por lo que han nacido los sistemas de ecosondas multihaz, que a diferencia del ecosonda clásico (un haz), emiten en forma simultánea varios haces estrechos de sonido en forma transversal, a medida que el buque navega sobre su trayectoria de levantamiento (Fig.8).

Fig.7 Buque de investigación con instrumentos de geología y geofísica marina (Fuente http://www.cona.cl/)

3. Técnicas geofísicasLas más conocidas son el gravímetro y el magnetómetro. El primero mide la componente vertical de la aceleración de gravedad. Generalmente el gravímetro va instalado dentro del buque, en un lugar donde las influencias por movimiento son mínimas. En cambio, el magnetómetro, que mide el campo geomagnético total, siempre va alejado del buque para disminuir las influencias magnéticas de éste, por lo que va remolcado a una distancia mínima tres veces la longitud del buque que remolca.Para realizar análisis más detallados de las estructuras y la estratigrafía del subsuelo marino, se utilizan los ecosondas perfiladoras de subfondo y los equipos de sísmica marina (Fig. 7). Los primeros pueden penetrar decenas de metros bajo el fondo del mar debido a sus bajas frecuencias (p. ej., 3,5 kHz) comparados con los ecosondas tradicionales. Los equipos de sísmica pueden alcanzar grandes profundidades (varios kilómetros), dependiendo del arreglo sísmico, las frecuencias y la energía sísmica generada.

Fig.8 Esquema de cobertura batimétrica con una ecosonda multihaz (Fuente http://www.cona.cl/)

Bibliografía

Técnicas y métodos de estudio de geología marina. http://ww2.icm.csic.es/gma/es/content/tecnicas-y-metodos-de-estudio-en-geologia-marina#TÉCNICAS

Publicaciones de geología marina.

http://www.cona.cl/publicaciones/geologia_marina/2.pdf