In diesem Sommer gelang es den Forschern, atemberaubende Drohnenbilder von Ringelrobben und Walrossen zu sammeln. In einem Fjord, dem St. Jonsfjorden, wurden zwölf Ringelrobben gefunden, die über den ganzen Fjord verteilt waren und auf dem Festeis ruhten. Die Ansprache und Identifizierung dieser Personen ist jedoch sehr schwierig. Da Ringelrobben von Eisbären gejagt werden, wird jedes Säugetier – ob auf vier oder zwei Beinen – um jeden Preis gemieden.
„Durch den Einsatz einer Drohne ist es uns gelungen, hochaufgelöste Bilder von Ringelrobben auf dem Eis aufzunehmen, die neben ihren Atemlöchern ruhen. Anhand dieser Bilder kann die Art leicht identifiziert werden“, sagt Geert Aarts, Projektleiter des Arctic Seal-Projekts. Für diese spezielle Region erhielten die Forscher auch Maxar-Satellitenbilder.
Da das Eis umschlossen ist und sich nicht bewegt, sind die Orte der Atemlöcher praktisch festgelegt. Daher konnten die Forscher die einzelnen Robben, die sich auf dem Drohnenbild befanden, direkt den auf den Satellitenbildern sichtbaren Atemlöchern zuordnen. „Obwohl wir uns des Potenzials solcher Satellitenbilder für die Beobachtung von Säugetieren aus dem Weltraum bewusst waren, waren wir überrascht, als wir weiße Linien über dem Eisschild bemerkten, die die Atemlöcher der Ringelrobben verbinden. In dieser abgelegenen und lebensfeindlichen Umgebung kann dies nur eines bedeuten: Eisbärenspuren“.
Maschinelles Lernen zum Zählen arktischer Säugetiere
Die Auflösung von Satellitenbildern hat sich in den letzten zehn Jahren erheblich verbessert. Diese Satelliten, die die Erde in mehr als 600 km Höhe umkreisen, können jeden Ort auf der Erdoberfläche mit einer Auflösung von 30 x 30 cm fotografieren. Indem die hochwertigen Drohnenbilder auch auf eine Auflösung von 30 x 30 cm herunterskaliert werden, können die Forscher ein Foto erstellen, das das der aus dem Weltraum aufgenommenen Satellitenbilder nachahmt.
„Letztendlich können diese Bilder dann einem maschinellen Lernalgorithmus zugeführt und zum Trainieren eines neuronalen Netzwerks verwendet werden“, sagt Jeroen Hoekendijk, Ph.D. Kandidat, der Teil des Forschungsteams war und zusammen mit der EPFL an der Weiterentwicklung dieser Techniken arbeitet. Durch die Anwendung dieses trainierten Netzwerks auf Satellitenbilder hoffen die Forscher, Robben in diesen abgelegenen und feindlichen Regionen automatisch erkennen zu können.
Bildnachweis: Film von Frouke Fey, Drohnenbilder von Aeria / Eelke Folmer
Robbenarten nutzen das Polareis unterschiedlich
Robben und Walrosse sind in den arktischen Regionen besonders zahlreich. Jede dieser Flossenarten hat ihre eigenen einzigartigen Eigenschaften und ihre Beziehung zum Meereis.
Ringelrobben zum Beispiel bohren Atemlöcher in Meereis, das an der Küste befestigt ist. Diese Atemschläuche können mehrere Meter lang sein und verbinden das Meerwasser unter dem Eis mit der Luft darüber. Indem sie ihre Krallen an ihren Vorderflossen verwenden, verhindern sie, dass diese Atemlöcher zufrieren. Während der langen und dunklen Wintermonate sind diese Atemlöcher mit Schnee bedeckt. Diese Schneehöhlen bieten ihren Welpen einen gewissen Schutz vor den rauen Bedingungen draußen.
Sattelrobben hingegen ruhen und gebären auf dem treibenden Packeis. Dieses Packeis bedeckt im Winter den größten Teil der Nordpolregion und verbindet alle Landmassen in der Polarregion, wird jedoch in den Sommermonaten kleiner. Im Gegensatz zu Festeis driftet das Packeis und kann sich mehrere Kilometer pro Tag bewegen.
Plötzliche Änderungen der Strömungs- und Windrichtung können schnell zu einem Zusammenbruch der Geburtsplattform der Sattelrobbe führen. Auch Walrosse nutzen das Packeis, aber auch an Land rasten einzelne Tiere. Während der Forschungsexpedition auf Spitzbergen in diesem Sommer gelang es den Forschern außerdem, Drohnenbilder von Walrossen zu sammeln, die anderen helfen könnten, ähnliche Techniken des maschinellen Lernens für diese Art zu entwickeln.
Schnell das Zuhause wechseln
Letztendlich hoffen die Forscher, diese Fernerkundungstechniken nutzen zu können, um Robben in der Arktis zu lokalisieren. Aufgrund des Klimawandels verändert sich ihr Zuhause rasant. Dies gilt insbesondere für die nördliche Barentssee und die Inseln Spitzbergen und Franz-Josef-Land.
Diese Region ist der sich am schnellsten erwärmende Ort auf der Erde, mit Durchschnittstemperaturen, die um 2,7 °C pro Jahrzehnt und in den Herbstmonaten sogar um 4 °C pro Jahrzehnt steigen. Daher ist es dringend erforderlich zu wissen, auf welche Lebensräume Robben angewiesen sind, um die Auswirkungen des Klimawandels zu untersuchen und diese Arten zu erhalten.
Bereitgestellt vom Königlichen Niederländischen Institut für Meeresforschung