Images obtenues par satellite radar et par sondeur multifaisceaux

Les sondeurs multifaisceaux ne sont qu’un des types d’instruments d’étude des fonds sous-marins. Les satellites ne  mesurent pas directement la profondeur des fonds marins, mais ils repèrent les variations de hauteur de la surface de l’océan. Le satellite Geostat, par exemple, utilise un radar pour mesurer sa distance à la surface de l’océan avec une précision de 5 centimètres. Comme la position du satellite est parfaitement connue, on détermine précisément les dénivellations de la surface de l’océan.
La surface de l’océan présente parfois des dénivellations qui atteignent 200 mètres. Ces ondulations reflètent des différences de la force de gravitation terrestre qui sont infimes, mais suffisantes pour que l’eau ne se répartisse pas de façon uniforme. Plus généralement, ces variations d’origine gravitationnelle de la surface de l’océan résultent des accidents de la topographie sous-marine. Par exemple, un volcan submergé de 2.000 m de haut et de 40 km de large attire l’eau, produisant un renflement d’environ deux mètres de haut à la surface de l’océan, juste au-dessus de lui. Toutefois les reliefs sous-marins de moins de kilomètres de large n’ont généralement pas une masse suffisante pour modifier la surface de l’océan, et ils ne sont pas détectés par les satellites radar. E plus, les variations de gravité (notamment près des marges continentales) reflètent parfois les différences de la densité des roches sous-jacentes plutôt que la topographie locale. Les satellites fournissent malgré tout des cartes d’ensemble, même imparfaites, des régions qui n’ont pas encore été explorées par des navires.

Les sondeurs multifaisceaux utilisent les échos réfléchis par le  fond sous-marin pour mesurer la profondeur de l’eau. Contrairement aux sondeurs simples, cette technique utilise plusieurs sources sonores et des dispositifs d’écoute répartis sur la coque du navire océanographique. A intervalles réguliers de quelques secondes, les sources sonores émettent des ultra-sons qui atteignent une mince bande du fond, perpendiculaire à la direction du navire. Simultanément, les dispositifs de détection enregistrent les sons réfléchis par le fond et qui proviennent d’étroits couloirs sous-marins parallèles à la trajectoire du navire. Ainsi, les ultra-sons captés par le navire proviennent des intersections entre la bande des sons émis et les couloirs d’écoute. Les échos sont enregistrés à des intervalles réguliers de quelques secondes pendant que le navire avance, et l’accumulation des données autorise la reconstitution du relief le long de la trajectoire du navire. En ratissant une zone par bandes, comme on tond une pelouse, on cartographie toute la région. Toutefois, les géophysiciens disposent de moins de 200 navires équipés du matériel nécessaire, de sorte qu’il leur faudrait plusieurs centaines d’années pour cartographier de cette façon la totalité des fonds sous-marins.