Forscher nutzen vorhandene Glasfaserkabel, um Wale zu verfolgen und zu lokalisieren

May 07, 2023

Veröffentlicht am 14. Mai 2023 um 21:14 Uhr von Gemini News

[Von Nancy Bazilchuk]

Zum ersten Mal konnten Forscher nahezu in Echtzeit acht Finnwale verfolgen, während sie entlang einer Glasfaserkabelstrecke in der Arktis schwammen. Der Durchbruch legt nahe, dass Glasfaserkabelnetze genutzt werden könnten, um Walsterben durch Schiffsangriffe zu verhindern.

Glasfaserkabel säumen die Küsten der Kontinente und durchqueren die Ozeane und übertragen Signale, die das Rückgrat der Kommunikation in der modernen Welt bilden. Während ihre Hauptaufgabe die Telekommunikation ist, haben Forscher nach Möglichkeiten gesucht, dieses riesige Netzwerk zu nutzen, um alles von Stürmen über Erdbeben bis hin zu Walen abzuhören.

Durch die Arbeit mit zwei nahezu parallelen Glasfaser-Telekommunikationskabeln vor dem norwegischen arktischen Archipel Spitzbergen konnten Forscher nun die Positionen und Spuren von acht Finnwalen entlang eines Abschnitts des Kabels schätzen – fünf Stunden lang.

Diese Karte zeigt die Lage der Glasfaserkabel, die sich von Longyearbyen, der Hauptsiedlung auf Spitzbergen, die sich unten rechts auf der Karte befindet, bis Ny-Ålesund, einem kleinen Forschungsaußenposten nordwestlich von Longyearbyen, erstrecken. Grafik: Rørstadbotnen et al. 2023.2023. Vorderseite. Mar. Sci. 10:1130898.

„Diese Arbeit zeigt, wie wir diese Wale gleichzeitig in einem Gebiet von 1800 km2 lokalisieren und verfolgen konnten – und das mit relativ geringen Investitionen in die Infrastruktur“, sagte Martin Landrø, Leiter des Zentrums für geophysikalische Prognosen der NTNU und eines der Mitglieder des Teams, das das durchgeführt hat arbeiten.

Umwandlung von Glasfaserkabeln in Hydrophone

Das System, das die Forscher für diese Arbeit verwendeten, heißt Distributed Acoustic Sensing, kurz DAS. DAS verwendet ein Instrument namens Interrogator, um Laserimpulse in ein Glasfasersystem zu senden und die zurückkehrenden Lichtimpulse aufzuzeichnen, wodurch die Kabel im Wesentlichen in eine Reihe von Hydrophonen verwandelt werden.

Landrø und seine Kollegen begannen im Juni 2020, auf dem Höhepunkt der Covid-19-Pandemie, erstmals mit der Erforschung der Fähigkeit von DAS, Unterwasservibrationen und -geräusche in den Gewässern vor Spitzbergen aufzuzeichnen. Damals sammelten sie 40 Tage lang Aufzeichnungen und rund 250 Terabyte an Daten. Anhand dieser Daten konnten Forscher mehr als 800 Walgesänge und -rufe identifizieren.

Die Forscher haben auf dieser frühen Arbeit aufgebaut, um ihre Fähigkeit zur Identifizierung verschiedener Walarten zu erweitern und Echtzeitaufzeichnungen über die Glasfaserkabel in Spitzbergen durchzuführen.

Für diese neueste, in Frontiers of Marine Science veröffentlichte Studie hatten die Forscher Zugang zu zwei nahezu parallelen, 250 km langen Glasfaserkabeln, die von Longyearbyen, der Hauptsiedlung auf Spitzbergen, bis nach Ny-Ålesund, einem Forschungsaußenposten im Nordwesten, reichen . Mithilfe der gepaarten Kabel konnten die Forscher die Wale auf einer Fläche von etwa 1800 km2 mit einer Genauigkeit von etwa 100 Metern lokalisieren.

Diese Grafik ist eine Nahaufnahme der Karte oben und zeigt, wie Forscher mithilfe von Glasfaserkabeln in der Arktis mehrere Wale gleichzeitig verfolgen konnten. Die Karte zeigt einen Überblick über einen 60 km langen Abschnitt der Kabel und zeigt die Positionen und Spuren von bis zu acht akustisch erfassten Walen, farbcodiert von dunkel nach hell über einen Zeitraum von 5,1 Stunden. Grafik: Røstadbothnen et al. 2023. Vorderseite. Mar. Sci. 10:1130898.

„Das zeigt, dass die beiden Glasfaserkabel ein sehr wirksames Mittel zur Überwachung von Walen in der Arktis sind“, sagte Landrø.

Eine schmelzende Arktis

Als norwegisches Territorium in der Hocharktis bietet Spitzbergen Landrø und anderen Forschern eine wichtige Basis, um dieses sich verändernde Ökosystem zu untersuchen.

Jüngste Forschungsergebnisse gehen davon aus, dass die Arktis bereits im Sommer 2035 eisfrei sein könnte, was den Schiffs- und Kreuzfahrtverkehr rund um den Globus verstärken könnte.

Ein kleines Beispiel: Laut Visit Svalbard sollen im Jahr 2023 bis zu 35 Kreuzfahrtschiffe und weitere kleinere Expeditionsschiffe bis zu 75.000 Menschen nach Longyearbyen und Umgebung transportieren.

Könnte das Risiko eines Schiffsangriffs verringern

Wale verändern bereits die Art und Weise, wie sie die Arktis und Antarktis als Nahrungsgebiete nutzen. Einige Untersuchungen zeigen, dass Finnwale begonnen haben, das ganze Jahr über Zeit in arktischen Regionen zu verbringen. Das bedeutet, dass ein erhöhter Schiffsverkehr in diesen Gebieten auch die Wahrscheinlichkeit von Schiffsstreiks erhöhen kann. Die Nutzung des vorhandenen Glasfaserkabelnetzes und DAS könnte dazu beitragen, diese Möglichkeit zu verringern, sagten die Forscher.

„Die hier demonstrierten Fähigkeiten belegen das Potenzial für eine Walverfolgungsfunktion nahezu in Echtzeit, die überall auf der Welt eingesetzt werden könnte, wo es Wale und Glasfaserkabel gibt“, schrieben die Forscher. „In Verbindung mit der Schiffserkennung und einem ähnlichen Ansatz könnte ein Echtzeit-Kollisionsvermeidungssystem entwickelt werden, um Schiffsangriffe zu reduzieren.“

Diese Entwicklung erfolgt zu einem Zeitpunkt, an dem NORDUnet, das Nordic Gateway for Research and Innovation und die Nordic NRENs eine Reihe von Initiativen gestartet haben, um das erste Unterwasser-Glasfaserkabelsystem zwischen Europa, Asien und Nordamerika zu untersuchen und zu planen, um eine kürzere Laufzeit zu gewährleisten Route durch den Arktischen Ozean. Der Versuch heißt Polar Connect.

Wenn eine solche Initiative verwirklicht wird, „würden sie uns weitaus größere Gebiete eröffnen, um die Walbewegungen in der Arktis zu verfolgen“, sagte Landrø.

Dieser Artikel erscheint mit freundlicher Genehmigung von NTNU / Gemini News und kann in seiner Originalform hier gefunden werden.

Die hier geäußerten Meinungen sind die des Autors und nicht unbedingt die von The Maritime Executive.