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Ein norwegisches Forschungsteam zeichnete die Laute von mehreren Finnwalen mithilfe von zwei Glasfaser-Seekabeln auf und folgte so den Walen entlang der Westküste von Svalbard über Stunden nahezu in Echtzeit.
Wale in den Weiten des Ozeans aufzuspüren, ist kein leichtes Unterfangen. Sie können überall und nirgends sein. Derzeit sind fest verankerte oder mobile Hydrophone, Unterwassermikrophone, die zuverlässigste und am häufigsten genutzte Methode, um Wale zu lokalisieren. Allerdings gibt es kein so dichtes Netzwerk an Hydrophonen, mit dem die Routen der Wale lückenlos beobachtet werden können. Meist liegen nur punktuell Daten vor und der größte Teil des riesigen Lebensraums Ozean wird nicht ausreichend erfasst.
Martin Landrø, Leiter des Zentrums für geophysikalische Vorhersagen der Norwegian University of Science and Technology NTNU, und seinem Team ist es jetzt gelungen, acht Finnwale, die entlang von zwei parallel verlaufenden Glasfaser-Seekabeln vor der Westküste Spitzbergens schwammen, über fünf Stunden nahezu in Echtzeit zu verfolgen. Möglich machte dies eine noch relativ neue Technologie, das Distributed Acoustic Sensing (DAS), das seit einiger Zeit in verschiedenen Bereichen zur akustischen Fernerkundung genutzt wird, zum Beispiel in der Erdbebenseismologie, der geophysikalischen Exploration oder der Ozeanographie
«Diese Arbeit zeigt, wie wir in der Lage waren, diese Wale in einem Gebiet von 1.800 Quadratkilometerngleichzeitig zu orten und zu verfolgen – und das mit relativ geringen Investitionen in die Infrastruktur», so Landrø.
Glasfaserkabel werden zu Hydrophonen
Das Distributed Acoustic Sensing System sendet mithilfe eines Instruments, dem Interrogator, Laserimpulse in das Glasfaserkabel und zeichnet die zurückkehrenden Lichtimpulse auf, wodurch die Kabel in eine Reihe von Hydrophone verwandelt werden.
Landrø und sein Team führten die ersten Tests zur Erforschung der Fähigkeit des DAS, Unterwasservibrationen und -geräusche aufzuzeichnen, im Juni 2020 während der Covid-19-Pandemie vor Spitzbergen durch. Sie zeichneten über 40 Tage lang auf und sammelten etwa 250 Terabyte an Daten. Es gelang ihnen, mehr als 800 Walgesänge und -rufe zu identifizieren.
Darauf aufbauend erweiterten die Forschenden für die aktuelle Studie, die in der Fachzeitschrift Frontiers in Marine Science veröffentlicht wurde, ihre Fähigkeiten zur Identifizierung der verschiedenen Walarten.
Die beiden etwa 250 Kilometer langen Glasfaserkabel, die zwischen Longyearbyen und Ny Ålesund verlaufen, erlaubten den Forschenden, die Wale mit einer Genauigkeit von etwa 100 Metern in dem 1.800 Quadratkilometer großen Gebiet zu lokalisieren.
«Das zeigt, dass die beiden Glasfaserkabel ein sehr effektives Mittel zur Überwachung der Wale in der Arktis sind», sagt Landrø.
Schwindendes Meereis, mehr Schiffe und ganzjährig Wale in der Arktis
Die Arktis, insbesondere die Region Svalbard, ist ein beliebtes Ziel für (Expeditions-) Kreuzfahrtschiffe. Allein rund um Svalbard werden Visit Svalbard zufolge in diesem Jahr bis zu 75.000 Besucher erwartet. Mit dem Rückgang des Meereises wird der Schiffsverkehr weiter zunehmen, auch durch Tanker, Containerschiffe und andere. Darüberhinaus verleitet der Meereisrückgang die Wale dazu, sich zunehmend ganzjährig in arktischen Regionen aufzuhalten. Beide Entwicklungen erhöhen die Gefahr für Wale, mit Schiffen zusammenzustoßen.
Die Nutzung des bestehenden weltweiten Glasfaserkabelnetzes in Verbindung mit dem DAS für die Echtzeit-Ortung von Walen, kann dazu beitragen dieses Risiko zu senken, schreiben die Forschenden in ihrer Studie. «Die hier gezeigten Möglichkeiten schaffen das Potenzial für eine Walverfolgung in nahezu Echtzeit, die überall auf der Welt eingesetzt werden kann, wo es Wale und Glasfaserkabel gibt», schreiben die Autorinnen und Autoren. «Gekoppelt mit der Schiffserkennung könnte mit einem ähnlichen Ansatz …. ein Echtzeit-Kollisionsvermeidungssystem entwickelt werden, um Schiffskollisionen zu reduzieren.»
Da kommt es gerade recht, dass NORDUnet, das Nordic Gateway for Research and Innovation und die Nordischen NREN (National Research and Education Network), eine Reihe von Initiativen gestartet haben, um das erste Unterwasser-Glasfaserkabelsystem (PolarConnect) zwischen Europa, Asien und Nordamerika zu prüfen und zu planen, womit eine kürzere Route durch den Arktischen Ozean geschaffen werden würde.
Eine solche Initiative «würde uns weitaus größere Gebiete eröffnen, um die Bewegungen der Wale in der Arktis zu verfolgen», so Landrø.
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Rørstadbotnen RA, Eidsvik J, Bouffaut L, Landrø M, et al. (2023) Simultaneous tracking of multiple whales using two fiber-optic cables in the Arctic. Front. Mar. Sci. 10:1130898. DOI=10.3389/fmars.2023.1130898