Innsamling og beskrivelse av kjerneprøver og grabbprøver fra havbunnen i Forsvarets øvingsfelt i nordlige Nordsjøen 2004-2008

Abstract

I forbindelse med oppmåling av havbunnen i Forsvarets øvingsfelt i den nordlige Nordsjøen har Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) tatt 40 kjerneprøver og 37 grabbprøver for undersøkelser av havbunnens beskaffenhet. Øvingsfeltet ligger mellom innløpet til Bømlafjorden (59°30’N) og innløpet til Sognefjorden (61°00’N), og strekker seg fra kysten ut mot Nordsjøplatået (2°30’E). Informasjon om havbunnen er svært viktig i militære operasjoner tilsjøs. Utbredelsen av lyd fra skip, eksplosive ladninger og sonarer er avhengig av både topografi og havbunnens geoakustiske egenskaper ved lave frekvenser eller i grunne farvann. Havbunnen består ofte av flere lag og geoakustiske egenskaper som blant annet lydhastighet, tetthet og lagtykkelse har betydning for lydutbredelsen. Ved prediksjoner av rekkevidden til sonarer vil det tilsvarende være en stor fordel å kjenne omgivelsene best mulig. På bakgrunn av kunnskaper om havbunnens geoakustiske egenskaper kan geografiske kart over områder med lave og høye lydutbredelsestap lages, og disse kan brukes taktisk i militære operasjoner. For bunning av ubåter eller minelegging er det viktig å vite bunntypen i aktuelle områder (leir, silt, sand, grus, steinbunn osv). Forsvaret har utviklet og benytter det akustiske modelleringsverktøyet LYBIN for prediksjoner av lydbaner og sonarrekkevidder. Det er mulig å legge inn tilgang til LYBIN i Forsvarets taktiske geografiske informasjonssystem MARIA (noe FFI har gjort). I MARIA er det dessuten mulig å legge inn elektroniske kart over både bunntype, geoakustiske parametre og lydutbredelsestap. LYBIN kan bruke informasjonen fra de elektroniske kartene, og dermed gjøre prediksjonene av for eksempel sonarrekkevidde mer nøyaktige. I andre akustiske modelleringsverktøy er også informasjon om havbunnen vesentlig. Denne rapporten gir en oversikt over bunnprøvene FFI har tatt i årene 2004 – 2008 i øvingsfeltet, og de eksperimentelle analysene som er foretatt (kornfordeling, lydhastighet, tetthet, magnetisk susceptibilitet og skjærstyrke). Bunnprøvene er beskrevet kvalitativt i rapporten. Prøvene er med et par unntak ikke rapportert av FFI tidligere, verken i toktrapporter eller i andre rapporter. Tolkning av bunnprøvene og anbefalinger om ytterligere bunnprøver i øvingsfeltet er rapportert i [1]. Klassifisering av havbunnen i øvingsfeltet på bakgrunn av bunnprøvene og annen informasjon er rapportert i [2]. En foreløpig versjon av et elektronisk kart over bunntypene i øvingsfeltet er levert Forsvaret og er tilgjengelig for MARIA.

In connection with surveying the Navy’s exercise area in the northern North Sea, Forsvarets forskningsinstitutt has taken 40 gravity cores and 37 grab samples to provide physical sediment samples from the sea floor. The exercise area lies between the inlet of Bømlafjorden (59°30’N) and the inlet of Sognefjorden (61°00’N), and stretches from the coast to the North Sea Plateau (2°30’E). Information about the seafloor is of importance in military operations at sea. The propagation of sound from ships, explosive charges and sonars is dependent on both topography and the geoacoustic properties of the seabed at low frequencies or in shallow waters. The seabed consists often of several layers, and geoacoustic parameters such as sound velocity, density and layer thickness influences the sound propagation. In predictions of sonar performance, information about the environment is correspondingly a benefit. Based on knowledge about the geoacostical properties of the seabed, maps with areas of low and high transmission losses are made for tactical use in military operations. When laying a submarine on the seabed, it is essential to know the bottom type (clay, silt, sand, gravel, rock etc). The Navy has developed and uses the acoustical modelling tool LYBIN in predictions of sound paths and sonar performance. It is possible to access LYBIN from the Navy’s geographical information system MARIA (FFI has this option). In MARIA it is possible to add electronic charts of bottom types, geoacoustic parameters and transmission losses. LYBIN may use information from the electronic charts to improve the predictions of the sonar performance. In other acoustic modelling tools information about the seabed is also essential. This report summarises the bottom samples taken during the years 2004 – 2008 in the exercise area, and the experimental analyses undertaken (grain size distribution, sound velocity, density, magnetic susceptibility and shear strength). The bottom samples are described qualitatively in the report. The samples have with a few exceptions not been reported by FFI earlier, neither in cruise reports nor in other reports. Interpretation of the bottom samples and recommendations for further sampling in the exercise area are treated in [1]. Classification of the seabed based on the bottom samples and other information is reported in [2]. A preliminary version of an electronic chart of the bottom types in the exercise area has been delivered the Navy, and is available for MARIA.