Seit 2022 im Rahmen der Operation Ice Camp (OIC) der US Navy, die Forscher Ben Evans und David Whelihan vom MIT Lincoln Laboratory orchestrieren den Einsatz eines Netzwerks von Sensoren, die den Puls des Meereises abhören sollen.
Diese Instrumente sind für die Erfassung und Analyse von Eisbeben verantwortlicheinzigartige seismische und akustische Signaturen, die durch Eisbrüche erzeugt werden. Dieses technologische Ballett zielt darauf ab, eine Soundkarte zu erstellen die tiefgreifenden Veränderungen in einem Ökosystem, das zu einem geopolitischen Schachbrett geworden ist, zu verstehen und vorherzusehen.
Warum ist es so wichtig, Eisbeben in der Arktis zu hören?
Die Überwachung dieser Eisbeben ist unerlässlich geworden, da sie einen direkten Einblick in Gesundheit und Stabilität bietet der Eisscholle. Die Beschleunigung der Eisschmelze, eine direkte Folge des Klimawandelseröffnet neue kommerzielle und militärische Seerouten.
Das Verständnis der Dynamik des Eisbruchs ermöglicht es daher, Risiken vorherzusehen, die Navigation zu sichern und Aktivitäten in einem äußerst strategischen Bereich zu überwachen. Diese Daten sind für Küstengemeinden und Regierungen von entscheidender Bedeutung.
Über den Sicherheitsaspekt hinaus sind diese akustischen Signaturen eine Fundgrube wissenschaftlicher Informationen. Forscher hoffen, dank maschinellem Lernen Eisbeben unterscheiden zu können Lieder von Meeressäugern oder Geräusche von Schiffen.
Die Technologie versucht daher, die unvorhersehbarsten Folgen der Erwärmung zu antizipieren, indem sie das „Geräusch“ des Eises in ein Frühwarnsignal umwandelt.
Was sind die technischen und klimatischen Herausforderungen einer solchen Mission?
Der Einsatz von Ausrüstung in der Arktis ist angesichts des widrigen Wetters ein Hindernisparcours. Die bittere Erfahrung davon musste das MIT-Team während der Kampagne im März 2024 machen.
Wiederholte Schneestürme und Stromausfälle führten zu einem einwöchigen Flugverbot. Die Temperaturen sanken regelmäßig auf -32 °C, wobei Windböen Geschwindigkeiten von 65 km/h erreichten.
Der Einsatz selbst war eine Tortur. Nach dem Transport der Sensoren per Schlitten musste das Team nach der Installation von nur einem Viertel der geplanten Ausrüstung umkehren, da sonst ihre Spuren gelöscht würden.
Diese extremen Bedingungen verdeutlichen die absolute Notwendigkeit, autonome Überwachungssysteme zu entwickeln Für “ Minimieren Sie die Anwesenheit von Menschen auf dem Eis » und kontinuierlich Daten sammeln, fernab logistischer Zwänge.
Wie funktioniert diese Kommunikationstechnologie „durch das Eis“?
Eine der Schwierigkeiten ergibt sich aus der Datenwiederherstellung. Herkömmliche Funkwellen werden durch Meerwasser schnell gedämpft, was die Kommunikation erschwert.
Um dieses Hindernis zu umgehen, testet das Team ein innovatives Modem entwickelt vom norwegischen Startup Havguard. Dieses System nutzt keine Radiowellen, sondern Magnetfelder Informationen durch mehrere Meter dickes Eis zu übertragenwas in den eiskalten Gewässern des Arktischen Ozeans eine wahre Meisterleistung darstellt.
Die in der Nähe von Utqiaġvik in Alaska durchgeführten Tests erwiesen sich als vielversprechend. Ein ferngesteuertes Unterwasserfahrzeug (ROV), das das Modem trug, wurde unter einer mehr als einen Meter tiefen Eisschicht eingesetzt.
Dem Team gelang es, eine Kommunikation aufzubauen und einen Durchsatz von 1,2 Kilobit pro Sekunde zu erreichen. Obwohl diese Zahl bescheiden erscheinen mag, ist sie ein ermutigender Fortschritt für einen Prototyp, der den Strapazen des Transports und des arktischen Klimas standgehalten hat.
Es ist der erste Baustein eines Systems, bei dem Sensoren ihre Daten ohne direkten menschlichen Eingriff erfassen und übertragen.
Was ist der Zweck dieses akustischen Überwachungsprojekts?
Die langfristige Vision besteht darin, ein intelligentes und autonomes Überwachungsnetzwerk zu schaffen für die Arktis. Die Kombination von akustischen Sensoren (oder Geophonen) und dem magnetischen Kommunikationsmodem eröffnet den Weg zu vollautomatischen Messstationen.
Bis 2028 wollen die Forscher Versionen ihrer Sensoren entwickeln und testen, die per Flugzeug abgeworfen werden könnenwas den Einsatz in großen Gebieten erheblich vereinfachen wird.
Das ultimative Ziel ist zweierlei: wissenschaftlich und strategisch. Erstellen Sie Vorhersagemodelle für die Entwicklung von Meereis und Ökosystemen, bieten Sie aber auch ein diskretes und permanentes Überwachungsinstrument.
