عمق­‌سنجی یا Bathymetry که از دو واژه یونانی "باتوس" (عمق) و "مترون" ( اندازه‌گیری) گرفته شده است، مطالعه علمی عمق زیر آب در اقیانوس‌ها، دریاها است. شامل اندازه‌گیری و نقشه‌برداری از توپوگرافی بستر دریا که برای درک جنبه‌های مختلف زمین شناسی دریایی، ژئوفیزیک، اقیانوس شناسی، بوم شناسی بستر دریا، و همچنین برای برنامه‌ریزی و هدایت فعالیت‌های دریایی مانند ساخت و سازهای دریایی بسیار مهم است.

برای جمع‌آوری داده‌های عمق‌سنجی، از تکنیک‌های سنتی تا فناوری‌های سنجش از راه دور پیشرفته استفاده می‌شود. این روش ها را می‌­توان به طور کلی به سه گروه تقسیم کرد: اندازه­‌گیری مستقیم، روش­‌های صوتی و سنجش از دور مبتنی بر ماهواره.

1. اندازه‌گیری مستقیم

انداز‌ه‌گیری مستقیم شامل اندازه‌گیری فیزیکی عمق آب با استفاده از میله عمق سنج یا یک کابل عمق سنج می­‌باشد. از لحاظ تاریخی، این روش به طور گسترده توسط دریانوردان برای حرکت در آب­‌های کم عمق و اجتناب از خطرات مورد استفاده قرار می‌­گرفت. اگرچه اندازه‌­گیری مستقیم دقیق است، اما کار فشرده، زمان بر و محدود به اعماق نسبتاً کم است. در نتیجه، تا حد زیادی با تکنیک‌­های کارآمدتر و پیشرفته‌­تر جایگزین شده است.

برای اندازه‌گیری‌ها توسط کابل عمق‌سنج بايد وزنه­‌های مناسب به آن متصل شوند تا کابل را تا حد امکان در حالت عمودی نگه دارند. همچنین مي­‌توان از تجهیزات عمق سنجي به صورت تجهیزات معلق استفاده کرد. الزامات قرارگیری تجهیزات معلق در استاندارد INSO 17249 ایران مصوب 1392 به تفصیل بیان شده است.

2. روش‌های آکوستیک

روش‌های صوتی رایج‌ترین تکنیک‌های مورد استفاده برای جمع‌آوری داده‌های عمق‌­سنجی در مطالعات ژئوفیزیک دریایی هستند. آن­‌ها بر اصل EcoLocation تکیه می‌کنند، جاییکه امواج صوتی از یک فرستنده ساطع می‌شوند، از کف دریا منعکس می­‌گردد و توسط گیرنده شناسایی می‌شوند. مدت زمانی که امواج صوتی به سمت بستر دریا و برگشت از آن صرف می­‌شود برای محاسبه عمق آب استفاده می­­‌شود. انواع مختلفی از روش‌­های صوتی وجود دارد، از جمله:

الف. اکو سینگل بیم: در این روش یک پرتو باریک از امواج صوتی را به صورت عمودی به سمت پایین ساطع می­‌کنند و زمان بازگشت پژواک را اندازه‌­گیری می‌­کنند. اکوی صداهای تک پرتو برای بررسی­‌های مقیاس کوچک و کاربردهای آب کم عمق مناسب هستند.

ب. اکو مولتی بیم: سیستم‌­های چند پرتوی چندین پرتو از امواج صوتی را به طور همزمان ساطع می­‌کنند و یک نوار وسیع از بستر دریا را می‌­­پوشانند. این امکان را برای نقشه‌برداری کارآمدتر و دقیق­‌تر از مناطق بزرگ و ساختارهای پیچیده بستر دریا فراهم می­‌کند. اکو صداهای چند پرتو به طور گسترده‌­ای در مطالعات ژئوفیزیک دریایی برای نقشه برداری دقیق عمق سنجی و توصیف کف دریا استفاده می­‌شود.

ج. سونار اسکن: سونار امواج صوتی ساطع می­‌کند که عمود بر کف دریا حرکت می‌­کند و به سونار بازمی­‌گردد و تصویری از کف دریا ایجاد می­‌کند. شدت پژواک­‌های بازتاب شده برای ایجاد تصاویری با وضوح بالا از بافت و ویژگی­‌های بستر دریا استفاده می­‌شود. سونار اسکن جانبی به ویژه برای شناسایی و نقشه برداری ساختارهای بستر دریا، مانند کشتی‌­های غرق شده، سازندهای زمین شناسی و زیستگاه‌­های زیر آب مفید است. در این روش از امواج صوتی با فرکانس بالا برای ایجاد تصویری دقیق از بستر دریا استفاده می‌­شود. این تصویر توپوگرافی، بافت و ویژگی­‌های بستر دریا مانند غرق شدن کشتی‌­ها، زباله‌­ها و سازندهای زمین شناسی را نشان می‌­دهد. سونار اسکن جانبی معمولاً در باستان­ شناسی دریایی، اقیانوس‌­شناسی و هیدروگرافی استفاده می‌­شود.

د. ساب باتم پروفایلر: در این متد امواج صوتی با فرکانس پایین منتشر می­‌شود که به کف دریا نفوذ می­‌کند و لایه­‌های زیرسطحی را منعکس می‌­کند و نمایه ای از لایه­‌های رسوبی در زیر بستر دریا ایجاد می‌­کند. ساب باتم پروفایلر اطلاعاتی در مورد ضخامت و ترکیب رسوبات و همچنین وجود ویژگی­‌ها و منابع زمین شناسی مدفون ارائه می‌­دهند. پروفیل زیربستر دریا معمولاً در زمین شناسی دریایی، رسوب شناسی و مطالعات زیست محیطی استفاده می­‌شود.

3. سنجش از راه دور مبتنی بر ماهواره

تکنیک‌های سنجش از دور مبتنی بر ماهواره از ارتفاع‌سنجی راداری برای اندازه‌گیری ارتفاع سطح دریا استفاده می‌کنند که تحت تأثیر توپوگرافی زیرین بستر دریا قرار دارد. با تجزیه و تحلیل تغییرات در ارتفاع سطح دریا، دانشمندان می­توانند عمق‌­سنجی کف اقیانوس را استنباط کنند. اگرچه عمق سنجی مشتق از ماهواره در مقایسه با روش‌­های آکوستیک وضوح و دقت کمتری دارد، اما برای نقشه­‌برداری از مناطق بزرگ و دور افتاده اقیانوس که دسترسی به آن­‌ها با کشتی­‌های بررسی سنتی دشوار است، ارزشمند است.

 کاربردهای عمق سنجی در مطالعات ژئوفیزیک دریایی

داده­‌های عمق سنجی برای طیف وسیعی از مطالعات ژئوفیزیک دریایی ضروری است، از جمله:

1. نقشه‌برداری و شناسایی بستر دریا : نقشه‌های عمق‌سنجی با وضوح بالا اطلاعات دقیقی در مورد توپوگرافی بستر دریا ارائه می‌دهند که برای درک فرآیندهای زمین شناسی مانند زمین ساخت صفحه، فعالیت­‌های آتشفشانی و رسوب گذاری بسیار مهم است. داده­‌های عمق سنجی همچنین به شناسایی و نقشه برداری از ویژگی­‌های بستر دریا، مانند کوه‌­های زیر آب، دره‌­ها و برآمدگی­‌ها کمک می­کند.

2. توزیع و انتقال رسوب: عمق‌سنجی نقش مهمی در مطالعه توزیع و انتقال رسوبات در محیط­‌های دریایی دارد. با تجزیه و تحلیل داده‌­های عمق سنجی، دانشمندان می‌­توانند محیط­‌های رسوبی، مسیرهای رسوب و تأثیر جریان­‌های اقیانوسی بر انتقال رسوب را شناسایی کنند.

3. فرآیندهای تکتونیکی و خطرات زلزله: داده‌های عمق‌سنجی برای مطالعه فرآیندهای زمین ساختی، مانند شکل‌­گیری و حرکت صفحات اقیانوسی ضروری است. با تجزیه و تحلیل توپوگرافی بستر دریا، دانشمندان می­‌توانند مناطق گسل فعال را شناسایی کنند، خطرات زلزله را ارزیابی کنند و مکانیسم‌­های حرکت زمین ساخت صفحه را بهتر درک کنند.

4. اکتشاف و مدیریت منابع: داده‌های عمق‌سنجی برای اکتشاف و مدیریت منابع طبیعی مانند نفت، گاز و مواد معدنی بسیار مهم است. نقشه‌های تفصیلی بستر دریا می‌تواند به شناسایی ذخایر منابع بالقوه، هدایت قرار دادن تجهیزات حفاری و نظارت بر اثرات زیست محیطی استخراج منابع کمک کند.

5. نقشه‌برداری و حفاظت از زیستگاه‌های دریایی: داده‌های عمق سنجی برای نقشه برداری و توصیف زیستگاه‌های دریایی، مانند صخره‌های مرجانی، بستر علف‌های دریایی و اکوسیستم‌های اعماق دریا، حیاتی هستند. این اطلاعات برای تلاش‌های حفاظتی ضروری است، زیرا به دانشمندان کمک می‌کند تا زیستگاه‌های آسیب‌پذیر را شناسایی کنند، تأثیرات فعالیت‌های انسانی را ارزیابی کنند، و استراتژی‌هایی برای حفاظت و احیای زیستگاه توسعه دهند.