Bestehende Glasfaserkabel können Wale überwachen

Eine neue Studie zeigt zum ersten Mal, dass die gleichen Unterwasser-Glasfaserkabel, die für Internet und Kabelfernsehen verwendet werden, umfunktioniert werden können, um Meereslebewesen in beispiellosem Ausmaß zu empfangen, was möglicherweise wichtige Umweltschutzbemühungen verändert.

„Eavesdropping at the Speed ​​of Light: Distributed Acoustic Sensing of Barten Whales in the Arctic“, wurde am 5. Juli in veröffentlicht Grenzen in der Meereswissenschaft. Es beschreibt die Verfolgung von Walen mit Glasfaser und einer Technik namens Distributed Acoustic Sensing (DAS).

„Schall breitet sich im Ozean fünfmal schneller aus als in der Luft“, sagte Léa Bouffaut, Postdoktorandin am K. Lisa Yang Center for Conservation Bioacoustics am Cornell Lab of Ornithology und Erstautorin der Studie. „Da Wale sehr lautstark sind, ist die akustische Überwachung für uns eine sehr effektive Methode, um zu beurteilen, wo sie sich befinden und wohin sie gehen.“

Diese detaillierten Informationen in die Hände von Naturschützern und Entscheidungsträgern zu legen, könnte erhebliche Auswirkungen haben. Fast 50 % der Großwalarten gelten als gefährdet. Sie stehen vor Herausforderungen wie der Erwärmung der Ozeane und zunehmenden menschlichen maritimen Aktivitäten, die sich negativ auf ihre Umwelt und ihre Kommunikationsfähigkeit auswirken.

Bouffaut absolvierte die Studie mit Mitarbeitern, während sie an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie war. Sie und das Team des Yang Center werden nun die DAS-Forschung in zwei Hauptbereichen vorantreiben: Qualitätsbewertung der empfangenen Audiosignale und Software für künstliche Intelligenz, um die massive DAS-Akustikausgabe zu sichten, die sich täglich auf viele Terabyte an Daten summieren kann.

Herkömmliche Methoden zur akustischen Überwachung von Walen beinhalten den Einsatz einer Reihe von Hydrophonen, um Schallwellen in einem bestimmten Gebiet zu erkennen. Laut Bouffaut bleiben aufgrund der vergleichsweise hohen Kosten, die mit der Operation verbunden sind (Instrumente, Schiffszeit und Besatzung für den Einsatz und die Bergung), akustische Daten spärlich und die Ozeane ungleichmäßig beprobt.

Durch die Verwendung von Glasfasern könnten Wissenschaftler über größere Entfernungen Zugang zu viel mehr Sensoren haben, wodurch sie Wale besser in Echtzeit überwachen können.

„Die Technologie hinter DAS ist völlig anders als die direkte Überwachung von Schallwellen mit einem Unterwassermikrofon“, sagte Holger Klinck, Direktor des Yang Center. „Was wir aufzeichnen, sind Änderungen im Timing von Lichtimpulsen, die von kleinen Defekten im Glasfaserkabel zurückgestreut werden. Wir können dieses Signal dann in Schall umwandeln. Deshalb nennen wir sie ‚virtuelle‘ Hydrophone.“

Die Überwachung würde eine der unbenutzten Ersatzfasern verwenden, auch „dunkle Faser“ genannt, die typischerweise in Telekommunikationskabelbündeln enthalten ist. Diese Dark Fibers können am Endpunkt des Kabels an Land angezapft werden, ohne bestehende Datenströme zu stören.

„Meine Hoffnung ist es, diese Technologie weiterzuentwickeln und allen am Meeresschutz Beteiligten zur Verfügung zu stellen“, sagte Bouffaut. „Diese Technologie könnte die Zukunft für Wale viel heller machen.“