Die Svalbox Digital Model Database (DMDb) hat gerade ihr offizielles Debüt in der wissenschaftlichen Gemeinschaft gegeben in einem neuen Artikel, der in der Zeitschrift veröffentlicht wurde Geosphäre.
Der Spitzbergen-Archipel liegt nördlich von Norwegen auf halbem Weg zum Nordpol und weit innerhalb des Polarkreises und ist ein abgelegenes geologisches Wunderland. Svalbox DMDb ist eine neue regionale Datenbank, die derzeit 135 digitale Aufschlussmodelle (DOMs) sammelt und Daten von 114 km2 dieses unglaublich schwer zugänglichen Gebiets für jeden mit Internetzugang frei verfügbar macht.
Digitale Aufschlussmodelle sind georeferenzierte dreidimensionale digitale Darstellungen geologischer Aufschlüsse, die die Arbeitsweise von Geowissenschaftlern des 21. Jahrhunderts revolutioniert haben. In der Svalbox DMDb werden diese Modelle mit anderen geowissenschaftlichen Daten integriert. Es sind auch 3D-Drohnenaufnahmen verfügbar.
„Es ist wie Google Street View … ohne den Straßenteil“, erklärt Erstautor Peter Betlem. Während DOMs routinemäßig in Forschung, Bildung und Industrie verwendet werden, sind sie oft nur in ihrer eigenständigen, vollständig verarbeiteten Form verfügbar.
Das Besondere an der Svalbox DMDb ist, dass sie aus Daten und Metadaten besteht, die nach FAIR-Prinzipien (d. h. auffindbar, zugänglich, interoperabel und wiederverwendbar) geteilt werden. Jeder Datenbankeintrag enthält rohe Eingabe- und verarbeitete Ausgabedaten und verfügt über einen DOI, sodass er nachvollziehbar und zitierfähig ist.
Während seiner Arbeit in Spitzbergen wurde Betlem schnell klar, dass die Menge der in einer einzigen Feldkampagne gesammelten Drohnendaten enorm ist und mit jedem Verarbeitungsschritt nur wächst. Eine gute digitale Infrastruktur zur Archivierung der Daten war entscheidend für seinen Erfolg. „Das waren die Anfänge von DOMs, und es gab viel herauszufinden“, erinnert sich Betlem. Es dauerte viele Jahre und mehrere Iterationen, bis die aktuelle Form der Svalbox DMDb entstand.
Heute stellt die Svalbox DMDb eine einzigartige Ressource für alle im Archipel tätigen Geowissenschaftler sowie eine hervorragende Lehrhilfe dar. Seine digitalen Aufschlussmodelle ergänzen die traditionelle Feldarbeit, indem sie die Feldsaison auf unbestimmte Zeit verlängern und die Reichweite der Wissenschaftler auf Standorte erweitern, die durch traditionelle Feldarbeit nicht zugänglich sind, und ihnen außerdem ermöglichen, sich besser auf bevorstehende Expeditionen vorzubereiten.
„Nicht zu wissen, wie ein Feldstandort aussieht, kann einen wirklich zurückhalten“, erklärt Betlem, „besonders in der Arktis, wo sich die Landschaft durch den Rückgang der Gletscher schnell verändert.“ Diese Veränderungen können nun durch die Svalbox DMDb im Zeitraffer konserviert und ihr geologisches Potenzial somit für kommende Generationen gesichert werden. „In den Monaten vor der Feldsaison erhalten wir jede Woche ein paar Anfragen zu den Datensätzen: Haben Sie mehr? Können wir sie verwenden?“ Dies hat bereits zu Kooperationen und Veröffentlichungen geführt, zwei Grundpfeilern der wissenschaftlichen Forschung.
Der Spitzbergen-Archipel bietet eine unglaubliche Vielfalt an hochwertigen Aufschlüssen, die ein breites Spektrum an Lithologien und tektono-magmatischen Stilen abdecken. Ein persönlicher Favorit von Betlem, ausführlicher im Geosphäre Papier, ist das Festningen-Profil, Spitzbergens einziges Geotop. Dieser Aufschluss umfasst 400 Millionen Jahre auf einem 7 km langen Transekt mit vertikaler Stratigraphie. „Man geht buchstäblich in der Zeit zurück, beginnt im Paläogen und überquert die Perm-Trias-Grenze, bevor man Karbonsequenzen erreicht“, sagt Betlem.
Dieses Svalbox Behind the Scenes-Video dokumentiert die drohnen- und bootbasierte Datenerfassung in zwei Fjorden Spitzbergens – Van Keulenfjord und Van Mijenfjord – im Sommer 2021. Die erfassten Daten wurden zur Rekonstruktion des Van Keulenfjorden Digital Model Transect verwendet, wie in der Geosphäre beschrieben Papier. Bildnachweis: Geological Society of America
Manchmal erfolgt die Datenerfassung drohnenbasiert; manchmal ist es Handheld. Die genaue Bestimmung des GPS-Standorts jedes einzelnen Bildes ist für die Gewinnung wichtiger geologischer Messungen wie Streichen und Neigung im Nachhinein von grundlegender Bedeutung. Alle Bilder werden durch Photogrammetrie, die Wissenschaft der Extraktion von 3D-Informationen aus Fotos, ausgerichtet und zusammengeführt.
Aber es ist ein echtes Abenteuer, zum zu digitalisierenden Felsvorsprung zu gelangen. Jedes Transportmittel ist Freiwild, vom Boot bis zum Schneemobil. Die Feldsaison ist auf etwa 100 Tage pro Jahr im späten Frühling und Sommer beschränkt und liegt zwischen der langen Polarnacht, die von Oktober bis Februar dauert.
Svalbox DMDb wird ständig um weitere DOMs erweitert. Betlem bereitet sich derzeit auf seine nächste Feldsaison vor und während er sich mit dem Svalbox-Team auf den Weg zum 80°N macht, werden sie zusätzliche Drohnenaufnahmen von heißen Quellen und anderen vulkanischen Überresten sammeln. Besuchen https://www.svalbox.no/map um zu sehen, wie es zum digitalen Leben kommt.
Mehr Informationen:
Peter Betlem et al., Svalbox Digital Model Database: Ein geowissenschaftliches Fenster in die Hocharktis, Geosphäre (2023). DOI: 10.1130/GES02606.1