قياس العمق

حبل القياس أو حبل الرصاص هو حبل رفيع ينتهي بثقل ، عادةً ما يكون مصنوعًا من الرصاص . وبغض النظر عن التركيب الفعلي للثقل، فإنه يُطلق عليه اسم "الرصاص"، ويُشار إليه غالبًا باسم الرصاص . وكان يُلوّح بالرصاص أو يُلقى بواسطة رجل متخصص، يقف عادةً في سلاسل السفينة، مقابل الحبال الجانبية . ^{[ 5 ]}

يعود قياس عمق المياه باستخدام الرصاص والحبل إلى الحضارات القديمة، ولا يزال شائع الاستخدام حتى اليوم في الملاحة الترفيهية وكبديل لأجهزة قياس الأعماق الإلكترونية . من المعروف أن الملاحين اليونانيين والرومان استخدموا الرصاص لقياس الأعماق، وقد اكتشف علماء الآثار بعضًا منها. استمر استخدام الرصاص والحبل لقياس الأعماق خلال العصور الوسطى وبداية العصر الحديث ، ولا يزال شائع الاستخدام حتى اليوم. يصف الكتاب المقدس قياس الأعماق بالرصاص والحبل في سفر أعمال الرسل 27:28 ، بينما توثق سجادة بايو استخدام الرصاص لقياس الأعماق خلال إنزال ويليام الفاتح في إنجلترا عام 1066. يُستخدم قياس الأعماق بالرصاص والحبل جنبًا إلى جنب مع أعمدة قياس الأعماق، و/أو أجهزة قياس الأعماق بالصدى ، خاصة عند الإبحار في المياه الضحلة والأنهار. ^{[ 3 ]}

في البحر، ولتجنب سحب الحبل المبلل وقياسه مرارًا وتكرارًا عن طريق مدّه بالذراعين، جرت العادة على ربط علامات على طول الحبل. تُصنع هذه العلامات من الجلد ، والقطن ، والصوف ، وغيرها من المواد، وتُصمّم وتُثبّت بطريقة تُمكّن من قراءتها بالعين نهارًا أو باللمس ليلًا. جرت العادة على وضع العلامات كل 2 أو 3 قامات: عند 2، 3، 5، 7، 10، 13، 15، 17، و20 قامة. يُعلن "الربان" العمق فور قراءته من الحبل. فإذا كان العمق عند علامة، يقول "عند العلامة" متبوعًا بالرقم، وإذا كان بين علامتين، يقول "عند العمق" متبوعًا بالرقم المُقدّر؛ أي "عند العلامة خمسة"، لوجود علامة خمسة قامات، ولكن "عند العمق ستة"، لعدم وجود علامة ستة قامات. ^{[ أ ] [ 3 ] [ 8 ]} تُذكر الكسور بوضع عبارات "ونصف" أو "وربع" أو "أقل بربع" قبل العدد؛ فمثلاً، يُقال عن 4 3/4 قامة "أقل بربع من خمسة"،  وعن 3 1/2 "ونصف من ثلاثة"، وهكذا. ^{[ 8 ]} وعندما يزيد العمق عن 20 قامة، يُعلّم الخط عادةً بعقدة واحدة عند 25 قامة، وعقدتين عند 30 قامة، وهكذا. ^{[ 9 ]}

قد تُجرى قياسات الأعماق لتحديد موقع السفينة كأداة مساعدة في الملاحة ، وليس فقط لأغراض السلامة. عادةً ما تُجرى هذه القياسات باستخدام ثقل رأسي يحتوي على قطعة من الشحم في تجويف أسفله. يعمل الشحم على رفع جزء من رواسب القاع (الرمل، الحصى، الطين، الأصداف) مما يسمح لضباط السفينة بتقدير موقعهم بشكل أفضل من خلال توفير معلومات مفيدة للإرشاد البحري والرسو . إذا خرج الثقل الرأسي نظيفًا، فهذا يعني أن القاع صخري. توفر الخرائط البحرية معلومات عن مواد قاع البحر في مواقع محددة. ^{[ 3 ]} كما تتضمن الخرائط البحرية خطوط الكنتور. وبالتالي، يُمكن أحيانًا الملاحة في ظروف الرؤية الضعيفة من خلال ملاحظة خط الكنتور الأقرب إلى السفينة.

خلال القرن التاسع عشر، بُذلت عدة محاولات لميكنة قياس الأعماق. وتراوحت التصاميم بين آلات نحاسية معقدة وأنظمة بكرات بسيطة نسبيًا. وكانت القوات البحرية حول العالم، ولا سيما البحرية الملكية البريطانية، قلقة بشأن موثوقية قياس الأعماق بالرصاص والحبال. واعتُبر إدخال آلات جديدة وسيلةً لإدخال ممارسات موحدة لقياس الأعماق في فترة كان فيها الانضباط البحري ذا أهمية بالغة. ^{[ 10 ]}

طُوِّرت إحدى أكثر أجهزة قياس الأعماق استخدامًا على نطاق واسع عام 1802 على يد إدوارد ماسي، صانع الساعات من ستافوردشاير . صُمِّم الجهاز ليُثبَّت على سلك قياس الأعماق. ويحتوي على دوّار يُدير قرصًا مع غوص السلك إلى قاع البحر. وعند ملامسة قاع البحر، يتوقف الدوّار. بعد ذلك، يُمكن سحب جهاز ماسي وقراءة العمق من الأقراص بوحدة الفاثوم. بحلول عام 1811، اشترت البحرية الملكية 1750 جهازًا من هذه الأجهزة: جهاز واحد لكل سفينة عاملة خلال الحروب النابليونية . ^{[ 11 ]} وكان لمجلس خطوط الطول دورٌ فعّال في إقناع البحرية الملكية باعتماد جهاز ماسي. ^{[ 10 ]}

لم يكن جهاز ماسي هو جهاز قياس الأعماق الوحيد الذي تم اعتماده خلال القرن التاسع عشر. فقد اشترت البحرية الملكية أيضًا عددًا من أجهزة بيتر بيرت، وهي عبارة عن عوامة وجهاز سحب. كان هذا الجهاز مختلفًا تمامًا عن جهاز ماسي، إذ يتكون من كيس قماشي قابل للنفخ (العوامة ) وبكرة خشبية زنبركية (جهاز السحب) يمر من خلالها حبل قياس الأعماق. صُمم هذا الجهاز أيضًا للعمل جنبًا إلى جنب مع ثقل وحبل. في هذه الحالة، تُسحب العوامة خلف السفينة ويُمرر الحبل عبر البكرة، ثم يُطلق الثقل. تضمن العوامة سقوط الثقل عموديًا على قاع البحر حتى أثناء حركة السفينة. عندئذٍ، تلتقط البكرة الزنبركية الحبل عندما يلامس الثقل قاع البحر، مما يضمن قراءة دقيقة للعمق. ^{[ 10 ]}

صُممت آلات ماسي وبيرت للعمل في المياه الضحلة نسبيًا (حتى 150 قامة). ومع تطور التلغراف البحري في أواخر القرن التاسع عشر، طُرحت آلات جديدة لقياس أعماق أكبر بكثير. وكانت آلة كيلفن لقياس أعماق البحار ، التي صممها ويليام طومسون (اللورد كيلفن) وحصلت على براءة اختراع عام 1876، هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في القرن التاسع عشر. وقد عملت هذه الآلة وفقًا للمبدأ نفسه المستخدم في قياس الأعماق باستخدام الرصاص والخط. في هذه الحالة، كان الخط عبارة عن أسطوانة من سلك البيانو، بينما كان الرصاص أثقل وزنًا بكثير. كما احتوت الإصدارات اللاحقة من آلة كيلفن على أسطوانة آلية لتسهيل لفّ الخط وفكّه. وتضمنت هذه الأجهزة أيضًا قرصًا يسجل طول الخط الممتد. ^{[ 12 ]}

استُخدمت كلٌّ من تقنية الحبل الرصاصي وأجهزة قياس الأعماق خلال القرن العشرين، ولكن بحلول القرن الحادي والعشرين، حلّت تقنية قياس الأعماق بالصدى محلّ هاتين الطريقتين بشكل متزايد. ولا يزال حبل قياس الأعماق موجودًا على العديد من السفن كنسخة احتياطية لأجهزة قياس الأعماق الإلكترونية في حال حدوث عطل. وقد حلّ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) محلّ السدس والكرونومتر إلى حد كبير لتحديد الموقع في البحر، ولكن لا يزال العديد من البحارة يحملون السدس والكرونومتر كنسخة احتياطية. ولا تزال العديد من القوارب الصغيرة تعتمد كليًا على حبل قياس الأعماق.

تم اختراع أول مقياس عمق عملي (حرفيًا "مقياس العمق")، والذي يحدد عمق الماء عن طريق قياس الوقت اللازم لعودة صدى صوت عالي النبرة يتم إرساله عبر الماء وينعكس من قاع البحر، بواسطة هربرت غروف دورسي وحصل على براءة اختراع في عام 1928. ^{[ 13 ]}