Meso-skalen Quantifizierung des Meeresbodens mittels geoakustischer Inversion

Zusammenfassung Wissen über geoakustische Eigenschaften unter dem Meeresboden, wie zum Beispiel die tiefenabhängige Schallgeschwindigkeit und Porosität, ist für eine Vielzahl von Anwendungen von Bedeutung. Hier präsentieren wir eine semi-automatisierte geoakustische Inversionsmethode für Daten autonomer Unterwasserfahrzeuge, die die Modellerfassung objektiv an die Struktur des Meeresbodens anpasst. Durch parallelisierte transdimensionale Bayesian-Inferenz bestimmen wir die Eigenschaften des Meeresbodens entlang einer 12 km langen Erhebungstrecke im Maßstab von etwa 10 cm in der Vertikalen und 50 m in der Horizontalen. Die abgeleiteten Eigenschaften des Meeresbodens umfassen Schallgeschwindigkeit, Dämpfung, Dichte und Porosität als Funktion der Tiefe aus Daten des akustischen Reflexionskoeffizienten. Die Unsicherheiten der Parameter werden quantifiziert, und die Eigenschaften des Meeresbodens stimmen eng mit Bohrproben an zwei Kontrollpunkten und der Schichtstruktur mit einer unabhängigen sub-bottom seismischen Untersuchung überein. Die Wiederherstellung hochauflösender Eigenschaften des Meeresbodens über große Flächen hat sich als machbar erwiesen, was ein wichtiges Werkzeug für marine Branchen, Marinen und ozeanographische Forschungsorganisationen werden könnte.