1. Az óceán- és tengerfenék-domborzat megismerése és térképezése

(Vázlatos történeti áttekintés)

A nagy, összefoglaló térképtörténeti munkák — Bagrow, L. (1966); Brown, L. A. (1949); Crone, G. R. (1978); Stegena L. (1981, 1984); Wallis, H. M.—Robinson, A. H. (1987) és mások művei — csak érintőlegesen és gyakran ma már elavult, túlhaladott adatokat, forrásmunkákat idézve foglalkoznak az óceán- és tengerfenék megismerésének, térképezésének történetével.

Hasonlóan áll ez az általános kartográfiai munkákra is — Irmédi-Molnár L. (1970); Klinghammer I.—Papp-Váry Á. (1983); Raisz, E. (1962); Robinson, A. H. (1967) és mások —, amelyek nem csupán a térképtörténet, hanem a térképészet egészének a megismertetését tűzték célul maguk elé. Annak megállapításához, hogy történeti ismereteink szinte napról-napra változnak, elég összevetnünk H. Wallis és A. H. Robinson, vagy G. R. Crone különböző időpontokban megjelent munkáit. Más, a térképészethez kapcsolódó tudományágak (matematika, földrajz, geomorfológia stb.) történetével foglalkozó művek is számos, számunkra is fontos információt rejtenek. Különösen igaz ez azokra az időszakokra vonatkoztatva, amikor a tudomány még nem tagolódott ennyire elkülönülő tudományágakra. De az ó- és középkori szerzők műveinek tanulmányozása (Deacon, M., 1971) vagy a könyvtárak kéziratos térképeinek elemzése (Wallis, H. M.—Robinson, A. H. [szerk.], 1987) is tovább bővíti ismereteinket.

A tengerfenék-domborzat megismerése — aminek végső soron a feltérképezése és a térképi ábrázolási mód is függvénye — igen szoros kapcsolatban van a mélységmérési technika és a pontos földrajzihely-meghatározás, tágabb értelemben a navigáció fejlettségével. Ahhoz ugyanis, hogy a szilárd Föld felszínének egy tengervízzel takart pontját térképen ábrázolhassuk szükségünk van az adott pont tengerszinti vetületének pontos földrajzi koordinátáira és az adott pontnak a tengerszinttől mért távolságára.

A mélységmérési technika fejlődésével csupán vázlatosan foglalkozik a magyar szak- és népszerűsítő irodalom. Tengerhajózásunk szükségleteinek megfelelően, a mélységmérési módszerek leírásakor is legfeljebb a kis mélységű (0—100 m, még ritkábban a 100—500 m mélységtartományba eső) mérésekkel foglalkozik néhány magyar szakkönyv (Kádár F., 1961; Kenéz A., 1982; Rühl L., 1967; Sárközi S., 1983; Tengerész Kézikönyv, 1943), mintegy a navigáció részének tekintve a mélységmérést.

A navigáció — ezen belül a földrajzihely-meghatározás — ismerete elengedhetetlen a magyar tengerésztisztek számára. Ennek megfelelően hazai szakirodalma is van (az előbb idézetteken túl például Kenéz A.—Ugróczky L., 1981; Rühl L., 1970). E szerteágazó és nagy mennyiségű ismeretanyagot felölelő témakör ismeretterjesztő szintű, de igen színvonalas összefoglalását (Conrad, W., 1982) megtalálhatjuk magyar nyelven is, Nagy Imre fordításában.

Tekintettel arra, hogy e kérdéskörrel egyetemi doktori dolgozatomban (Márton M., 1985) részletesen foglalkoztam, jelen tanulmányban csak vázlatos áttekintést adok.

1.1. A mélységmérési technika fejlődése

A mélységmérési módszerek fejlődésében hat jól elkülöníthető korszakot különböztethetünk meg:

— a közvetlen mélységmérés (szondás mélységpontmérés),

— az akusztikus mélységpontmérés,

— a folyamatosan regisztrált akusztikus mélységszelvénymérés,

— a precíziós szelvénymérés,

— a területi, sávfelmérés és

— a távérzékeléses, teljes területi felmérés

időszakát.

Az ókortól századunk első negyedéig a kenderkötélre függesztett súllyal végzett fonalas, vagy nagyobb vízmélység esetén (a XIX. sz. második felétől) az acélhuzallal (zongorahúrral) végzett huzalos mélységmérés sok időt és fáradságos munkát igénylő módszerével elszórt, pontszerű mélységadatokat nyertek. Az ilyen módon 1914-ig végrehajtott mélytengeri mérések száma összesen kb. 6000 volt (Deacon, G. E. R., 1968).

A német Alexander Behm által 1919-ben készített első akusztikus-reflexiós mélységmérő, az „Echolot”, bár még mindig pontszerű adatokat szolgáltatott, lényegesen meggyorsította a mélységadatgyűjtést. E műszerrel a német Meteor kutatóhajó az 1925—1927-es útja során 67 000 (!) mélységmérést végzett az Atlanti-óceán déli medencéjében, ahol korábban összesen mintegy 1000 mélységadat állt rendelkezésre a térképek megszerkesztéséhez.

A mélységadatokat folyamatosan regisztráló visszhangos szelvénymérő szondázó berendezések (az echográfok) a II. világháborút követően, az 1940-es évek második felében terjedtek el széles körben.

Az 1953—1954-ben kifejlesztett precíziós mélységmérő és -regisztráló berendezés alkalmazása a mérési pontosság további növelését eredményezte, s mint arra B. C. Heezen és H. W. Menard (1963) rámutat „...kifejlesztése óta vált lehetővé a domborzat finomabb részleteinek tanulmányozása...”.

Az 1960-as évek elejétől megjelenő, fokozatosan továbbfejlesztett „Side Scan Sonar”-ok már a területi felmérés kezdeteit jelölik a tengerfenék-domborzat megismerésének történetében (Rusby, J. S. M.—Somers, M. L., 1977). Ez a fejlődés az Amerikában kifejlesztett Sea-Beam rendszer 1970-es évek eleji kifejlesztésével érte el a csúcsot, amely 12 000 m-es vízmélységig használható. A felmért terület sávszélessége a vízmélység mintegy 80%-a, amely a kibocsátott mérősugarak nyílásszögével áll összefüggésben. A fedélzeti számítógép lehetővé teszi a mért értékek egyidejű térképi megjelenítését, az adatokat ugyanakkor mágnesszalagon is rögzítik. A már korábban felmért adatok alapján a rendszer képes a hajót adott útvonalon végigvezérelni („Bottom Navigation” — „tengerfenék-navigáció”) (Ulrich, J., 1984).

Az 1980-as évek elejétől a szakirodalomban megjelenő, a Seasat mérési eredményeit elemző tanulmányok a fenékdomborzat térképezése új korszakának beköszöntét jelzik (Anderson, R. N., 1984; Dixon, T. H.—Park, M. E., 1983; Francheteau, J., 1983). Az 1978-ban felbocsátott — de sérülése miatt mindössze 60—70 nap mérési eredményeit továbbító — Seasat-et 1985-ben a Geosat követte, amelynek küldetését „mérföldkő”-nek tartják a szatellit-óceanográfiában (Cheney, R. et al., 1986). Bár az első 18 hónap adatait — katonai szempontok miatt — titkossá nyilvánították, 1986 októberétől polgári, tudományos célú adatgyűjtés folyik. A megjelenő publikációk arra utalnak, hogy komoly eredmények várhatók az eddig kevéssé ismert területek — pl. az Antarktiszt övező vizek — fenékdomborzatára (Sandwell, D., 1988) vagy pl. a Jeges-tenger áramlásrendszerének felderítésére (Smith, S. E.—McCord, M. R., 1989) vonatkozóan. Várható azonban a Challenger-katasztrófa miatt, hogy az 1991—1992-re tervezett folytatás, a TOPEX/Poseiden, illetve N—ROSS programok csúsznak majd.

1.2. A földrajzihely-meghatározás fejlődése

A földrajzihely-meghatározás „modern” időszaka a XVII. sz.-ban a kronométer és a sextáns alkalmazásával kezdődött (Stegena L., 1984).

Ezt századunk 40-es éveitől a rádiónavigációs rendszerek (pl. LORAN, DECCA, OMEGA) váltották föl (Conrad, W., 1982; Klinghammer I.—Papp-Váry Á., 1983; Langeraar, W., 1984). A mérést végző hajó rádióadóktól mért távolságának függvényében a helymeghatározás hibája 10—100 m nagyságrendűre csökkent.

Új korszakot nyitott a kezdetben katonai célra létrehozott tengeri navigációs műholdas rendszer, az NNSS (Navy Navigation Satellite System), amelyet 1967-től polgári használatra is igénybe lehet venni. A jelenleg kiépítés alatt álló GPS (Global Positioning System) 18 műholdból felépülő rendszerének teljes kiépítése a Challenger-katasztrófa miatt ugyancsak csúszik, és 2000 körülre várható. (Az eredeti elképzelés szerint az 1980-as évek vége, az 1990-es évek eleje volt.) A rendszer a Föld bármely pontjáról bármely időben legalább öt műhold horizont feletti észlelésére ad majd módot. Négy hold egyidejű megfigyelésével a GPS-vevővel rendelkező felhasználó, pontos pozíciójának és helyi idejének meghatározására képes (Nagy S., 1987). A rendszer katonai célú felhasználói számára az elérhető pontosság cm nagyságrendű, míg a polgári felhasználók dm—m-es pontosságú adatokhoz juthatnak (Krauter A., 1991).

1.3. A térképi ábrázolási mód fejlődése

A korszerűnek mondható számozott (kótált) ábrázolási mód lényege, hogy egy adott, a tengerfenéken elhelyezkedő pontot a térképen a tengerszintre vetített ponttal és az a mellé írt (lábban, ölben vagy méterben kifejezett) mélységszámmal jellemez. E módszer a hajózási térképeken — a XV. sz.-tól kezdve — napjainkig él.

Az izovonalas mélységábrázolás (izobátokkal, az azonos mélységértékekkel bíró pontokat összekötő görbesereggel) a batimetrikus vagy általános mélységtérképekre jellemző. Ezt a módszert a XVI. sz.-ban folyómedrek, majd ezt követően már a partközeli tengeri területek ábrázolására is használták.

Mindkét módszer viszonylag korán, a szárazföldi domborzat ábrázolásában való alkalmazást időben messze megelőzve jelent meg a víz mélységének — így a tengerfenék domborzatának — megjelenítésére.

Részletesebb kifejtés nélkül ugyan, de mindenképpen fel kell sorolnom azokat a neveket és évszámokat, amelyek a mélységvonalas ábrázolás mérföldköveit jelentik:

Pieter Bruinss, holland, 1584 — Spaarne (folyó);

Nikolaes van der Heyde, holland, 1674 — kikötőtérkép, zátonymentes irány jelölése;

Pierre Ancelin (Ancellin), belga, 1697 — Új-Maas;

Luigi Ferdinando Marsigli, olasz, 1725 — Oroszlán-öböl;

Nathaniel Blackmore, angol, 1715 — Új-Skócia partvidéke;

Nicholas Samuel Cruquius (Croguius, Croquius, Kruikuius) holland, 1730 — Merwede-torkolat;

Philippe Buache, francia, 1737 — La Manche;

Matthew Fontaine Maury, amerikai, 1854 — Atlanti-óceán (északi része);

John George Bartholomew, angol, 1895—1899 — Világtkp. (1:40 mill.);

Alexander Supan, német, 1899 — Világtkp. (1:80 mill.);

Max Groll, német, 1912 — Világtkp. (1:40 mill.);

GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans)

Albert monacói herceg, 1903 — Világtkp. (1:10 mill.);

5. kiadás: 1975—1982

Néhány térképet, illetve térképrészletet ezekből az 1-1. ábrán láthatunk.

Meglepő, hogy egy korszerűtlenebbnek tűnő, talán grafikus tengerrajznak nevezhető módszer csak századunkban az 50-es 60-as évek fordulóján jött létre. A látszattal ellentétben ezek a térképek sokkal több információt hordoznak a tengerfenékről, mint az egykorú kótált vagy batimetrikus térképek, de az adatokat katonai okok miatt csak ilyen formában lehetett publikálni (Menard, H. W., 1986). A módszer képi megjelenését tekintve Erwin Raisznak, a magyar származású amerikai kartográfusnak a szárazföldi domborzat ábrázolására kialakított (Raisz, E., 1962) ún. trachographicus eljárásának („tájképi ábrázolásos módszerének”: Irmédi-Molnár L., 1970) felel meg. A két — a száradföldi, illetve a tengeri domborzat bemutatására született — módszer még a domborzattípus-kategóriák felállításában is hasonlít. Az utóbbi megalkotása B. C. Heezen és M. Tharp nevéhez fűződik. Ezek a „fiziografikus diagramok” az egész Világtenger területét lefedték, nagy részük 1960 és 1970 között készült (1-2. ábra).

Az előbb ismertetett módszerrel készített térképeket a széles körben elterjedt, populáris, a téma — a tengerfenék-domborzat — megismertetését, népszerűsítését szolgáló festett tengerfenék-térképek követték. 1967—1971 között, a National Geographic Magazine mellékleteként jelent meg az első sorozat, amelyet L. J. Boberschmidt szerkesztett, a festés H. C. Berann munkája. Számos ezekhez hasonló kiadvány jelent meg világszerte. Köztük a Kartográfiai Vállalatnál is, melynek egy részletét az 1-3. ábrán mutatom be.

A Seasat adatai alapján szerkesztett, a GEBCO-térképek méretarányának megfelelően elkészített, becsült mélységértékeket tartalmazó, átlátszó fóliára nyomott batimetrikus térképek az USA-beli Scripps Institution of Oceanography-nél beszerezhetők (1-4. ábra) (Dixon, T. H.—Park, M. E., 1983). Hasonló, a Geosat mért adataira épülő kiadvány megjelenéséről még nem tudok.

A Seasat-adatok másféle feldolgozásának eredményeképpen született az 1-5. ábrán bemutatott térkép, amely a fő szekezeti vonalak kiemelését eredményezte William F. Haxby munkája nyomán (Anderson, R. N., 1984; Francheteau, J., 1983).