Исследователи используют существующие оптоволоконные кабели для отслеживания и обнаружения китов

Jul 04, 2023

Опубликовано 14 мая 2023 г., 21:14 пользователем Gemini News

[Нэнси Базильчук]

Впервые в истории исследователи смогли отследить восемь финвалов практически в реальном времени, когда они плавали вдоль участка оптоволоконной кабельной линии в Арктике. Этот прорыв предполагает, что оптоволоконные кабельные сети могут быть использованы для предотвращения гибели китов в результате столкновений с кораблями.

Волоконно-оптические кабели проложены вдоль побережий континентов и пересекают океаны, неся сигналы, которые являются основой связи в современном мире. Хотя их основная работа — телекоммуникации, исследователи изучают способы использования этой гигантской сети для подслушивания всего: от штормов до землетрясений и китов.

Теперь, работая с двумя почти параллельными оптоволоконными телекоммуникационными кабелями у норвежского арктического архипелага Шпицберген, исследователи смогли оценить положение и следы восьми финвалов на участке кабеля — в течение пяти часов.

На этой карте показано расположение оптоволоконных кабелей, идущих от Лонгйира, главного населенного пункта на Шпицбергене, который находится в правом нижнем углу карты, до Ню-Олесунна, небольшого исследовательского аванпоста к северо-западу от Лонгйира. Графика: Рёрстадботнен и др. 2023.2023. Передний. март. наук. 10:1130898.

«Эта работа демонстрирует, как мы смогли одновременно обнаружить и проследить за этими китами на территории площадью 1800 км² — при относительно небольших инвестициях в инфраструктуру», — сказал Мартин Ландро, руководитель Центра геофизического прогнозирования NTNU и один из членов команды, которая проводила исследование. работа.

Преобразование оптоволоконных кабелей в гидрофоны

Система, которую исследователи использовали для этой работы, называется распределенным акустическим зондированием или DAS. DAS использует прибор, называемый запросчиком, для отправки лазерных импульсов в оптоволоконную систему и записи возвращающихся световых импульсов, по сути превращая кабели в серию гидрофонов.

Ландро и его коллеги впервые начали изучать способность DAS записывать подводные вибрации и звуки в водах Шпицбергена в июне 2020 года, в разгар пандемии Covid-19. На тот момент они собрали записи за 40 дней и около 250 терабайт данных. По этим данным исследователи смогли идентифицировать более 800 песен и криков китов.

Исследователи использовали эту раннюю работу, чтобы расширить свои возможности по идентификации различных видов китов и вести запись в реальном времени по оптоволоконным кабелям на Шпицбергене.

Для этой последней работы, опубликованной в Frontiers of Marine Science, исследователи имели доступ к двум почти параллельным оптоволоконным кабелям длиной 250 км, которые простираются от Лонгйирбюена, главного поселения на Шпицбергене, до Ню-Олесунна, исследовательского аванпоста на северо-западе. . Парные кабели позволили исследователям локализовать китов с точностью примерно 100 метров на площади около 1800 км2.

Этот рисунок представляет собой крупный план карты выше и показывает, как исследователям удалось одновременно отслеживать несколько китов с помощью оптоволоконных кабелей в Арктике. На картах показан обзор участка кабелей длиной 60 км, на котором показаны положения и следы до восьми акустически обнаруженных китов, имеющих цветовую маркировку от темного до светлого в течение 5,1 часа. Графика: Рёстадботнен и др. 2023. Фронт. март. наук. 10:1130898.

«Это показывает, что два оптоволоконных кабеля являются очень эффективным средством мониторинга китов в Арктике», — сказал Ландро.

Тающая Арктика

Будучи норвежской территорией в высоких широтах Арктики, Шпицберген предлагает Ландро и другим исследователям важную базу для изучения этой меняющейся экосистемы.

Недавние исследования предсказывают, что Арктика может освободиться ото льда летом уже в 2035 году, что может увеличить судоходство и движение круизных судов по всей вершине земного шара.

По данным Visit Svalbard, в 2023 году ожидается, что 35 круизных лайнеров и дополнительные экспедиционные суда меньшего размера перевезут до 75 000 человек в Лонгйир и его окрестности.