Zeeschildpadden worden beschouwd als een barometer voor de gezondheid van de oceaan omdat hun welzijn afhangt van de gezondheid van hun ecosysteem, aldus Sarah Hirsch van het Loggerhead Marinelife Center in Florida. Tegenwoordig worden ze allebei zieker. Alle zeeschildpaddensoorten worden als bedreigd beschouwd, maar het is moeilijk om te weten hoe we hun achteruitgang kunnen keren als de eerste jaren van hun leven in de open oceaan worden doorgebracht, waar het vrijwel onmogelijk is om ze te volgen.
Tot voor kort noemden wetenschappers de kindertijd van zeeschildpadden "de verloren jaren" en de enige gegevens die over deze periode werden verzameld, kwamen van toevallige ontmoetingen en waren ontoereikend voor systematische inspanningen om stroperij en vroegtijdige sterfte te voorkomen. Maar dat begint te veranderen met behulp van technologie die NASA tientallen jaren geleden heeft helpen ontwikkelen. Leren over de gewoonten van zeeschildpadden in de oceaan is één manier waarop het Loggerhead Marinelife Center in Juno Beach, Florida, natuurbehoud ondersteunt. Om die missie te volbrengen is een combinatie van door NASA ontwikkelde technologie nodig - sensoren en satellieten.
Hirsch, senior manager van onderzoek en gegevens bij het centrum, zei dat wetenschappers al in een vroeg stadium hoopten om de drukst bereisde corridors van schildpadden te beschermen door eenvoudige zenders te gebruiken om die onzichtbare plekken in de oceanen te identificeren. Dankzij de miniaturisering van de technologie en de verbeterde levensduur van de batterijen kunnen Hirsch en haar team veel meer te weten komen door geminiaturiseerde sensoren en zenders te gebruiken om gegevens naar satellieten te sturen. "We kunnen nu gegevens over de diepte verzamelen door een druksensor toe te voegen", zegt ze. "We kunnen naar de duikprofielen van een schildpad kijken om te zien hoeveel tijd hij aan de oppervlakte doorbrengt of op de bodem, om te rusten of te foerageren." Details over de locaties van voedselgebieden, de watertemperatuur en het zoutgehalte zijn nog een paar interessante punten.
Een zender die op de rug van een schildpad wordt bevestigd, meestal nadat hij is behandeld in het dierenziekenhuis van het centrum, is ontworpen om ongeveer een jaar mee te gaan voordat hij eraf valt wanneer de buitenste laag van het schild loslaat. Een watersensor herkent wanneer een schildpad aan de oppervlakte is en stuurt automatisch opgeslagen gegevens naar een satelliet. Dankzij nieuwe trackers die veilig aan jonge schildpadden kunnen worden bevestigd, weten wetenschappers nu dat veel schildpadden hun kindertijd lijken door te brengen in de Sargassozee, een groot, kalm gebied vol zeewier in het midden van de Atlantische Oceaan.
Het Loggerhead Marinelife Center kan binnen enkele minuten na een download informatie van zenders verzamelen via een cloud computing service. Die informatie wordt toegevoegd aan een database die wordt gedeeld met andere natuurbeschermingsorganisaties. Wanneer locatie-informatie deel uitmaakt van de zenderinstellingen, kunnen de gegevens automatisch een schildpaddenvolgkaart bijwerken. Zo kan iedereen het pad van een schildpad volgen met als doel mensen te inspireren om meer te leren over bedreigde diersoorten. Al deze technologie, die nu een integraal onderdeel is van een wereldwijde inspanning om de achteruitgang van een van de meest geliefde bewoners van de zee te keren, is ontstaan dankzij NASA's interesse in aardobservatie.
Meer dan drie miljoen
Een van NASA's eerste pogingen om meer te weten te komen over het ecosysteem van de oceaan was een samenwerking met meerdere agentschappen, Argos genaamd. De Argos-technologie bestaat uit tracker-tags voor doelen op aarde en satelliethardware voor het verzenden en ontvangen van meteorologische en oceanografische gegevens. Sinds de eerste lancering in 1978 is de technologie verschillende keren geüpgraded en de huidige versie is gelanceerd in 2022.
Argos wordt tegenwoordig niet alleen gebruikt om zeeschildpadden en andere wilde dieren te volgen, maar ook oceaanvervuiling, vissersboten en andere zeeschepen en het zendt noodsignalen uit van schepen en offshore platforms. Nadat NASA zich begin jaren tachtig terugtrok uit het project, richtte het Franse ruimtevaartagentschap National Center for Space Studies, een van de oorspronkelijke partners, een publiek-privaat partnerschap op met de naam Collecte Localisation Satellites (CLC Group), om zijn deel van het project te beheren. De Amerikaanse National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), een andere oorspronkelijke partner, en nieuwe medewerkers zoals het Indiase ruimteagentschap zijn blijven helpen bij de ontwikkeling en het vliegen met de technologie.
In 2019 werd CLS Group, met het hoofdkantoor in Ramonville-Saint-Agne, Frankrijk, een volledig commerciële entiteit en het bedrijf heeft de volgdienst uitgebreid om te voldoen aan een groeiende vraag naar commerciële toepassingen. "Terwijl het oorspronkelijk werd gebruikt voor oceanografische toepassingen, is Argos uitgebreid naar het monitoren van dieren in het wild - zeeschildpadden, vogels, eigenlijk bijna alle dieren in het wild," zegt Anna Salsac-Jiménez, communicatiemedewerker voor CLS Group.
De overgang naar de privésector is opmerkelijk succesvol geweest, met acht satellieten die gebruikers in 100 landen bedienen met op elk moment ongeveer 22.000 actieve wildlife trackers, evenals zenders op 5.000 schepen en 7.000 oceaanplatforms zoals booreilanden. Negenhonderd werknemers over de hele wereld ondersteunen dagelijks meer dan drie miljoen gegevensoverdrachten.
De locatie- en gegevensverzamelingstags zijn nu bevestigd aan talloze diersoorten, schepen, boeien en meer. Wanneer de gegevens zijn ontvangen door een station op aarde, worden ze verwerkt voor klanten van CLS Group. De gegevens kunnen dan worden georganiseerd in spreadsheets, toegevoegd aan kaarten of geconverteerd naar het formaat dat klanten nodig hebben. Gecertificeerde tracking tags gebruiken een specifieke frequentie om ruis voor gegevensoverdracht te verminderen en het is een plug-and-play systeem geworden waarmee iedereen een zender kan bouwen.
Van vogels tot olievlekken
CLS werkt ook samen met een aantal bedrijven die tags maken voor verschillende toepassingen. Voor dieren mag het apparaat niet zwaarder zijn dan 3% van het gewicht van het dier, wat het merken van vogels bijzonder lastig maakt. Eén die bijna twee gram weegt kan voor sommige vogels nog steeds te zwaar zijn, maar voor andere prima werken en belangrijke informatie over migratiepatronen opleveren, aldus Salsac-Jiménez.
"Dankzij de expertise die we bij CLS hebben, kunnen we gegevens over landgebruik toevoegen zodra we weten waar de vogels heen gaan," zei ze. Een verandering in een migratiepad kan worden verklaard door veranderingen in landgebruik die een obstakel vormen. Landbeheerders gebruiken die gegevens ook om de plaatsing van windmolenparken aan te passen om belangrijke migratiecorridors te beschermen. Een ander soort tag volgt vervuiling op zee. Boeien die in de buurt van offshore booreilanden worden geplaatst, controleren voortdurend de waterkwaliteit en sturen regelmatig gegevens door. Dit is vooral belangrijk voor apparatuur die niet regelmatig wordt geïnspecteerd. Zodra een lek de waterkwaliteit verandert, wordt het bedrijf op de hoogte gebracht en kan het een reparatieploeg sturen om het probleem op te lossen.
Drijvende boeien met CLS-tags zijn gebruikt om het pad te volgen van olievlekken en "eilanden" van plastic die op zee drijven. De combinatie van GPS-coördinaten en kennis over oceaanstromingen en getijden kan schoonmaakploegen helpen om snel aan de slag te gaan en schade aan gevoelige ecosystemen te beperken. Vissers gebruiken CLS-tags ook om de omstandigheden van hun bedrijfsactiviteiten te monitoren, zoals de waterkwaliteit en de locatie van hun vangst. van hun vangst.
Problemen lokaliseren
Het CLS Vessel Monitoring System is een satellietgebaseerd systeem voor het monitoren en beheren van visserijen. Het controleert niet alleen of kleine vissersboten legaal in het juiste gebied vissen, maar kan ook waarschuwen als een boot een verboden gebied binnenvaart en bemanningen kunnen noodsignalen sturen als ze hulp nodig hebben.
Grote oceaanpassagiers- en vrachtschepen zijn verplicht om een scheepsbeveiligingsalarmsysteem te installeren en één merk, ShipLoc, maakt gebruik van het markeringssysteem. Het stelt scheepseigenaren in staat om aan de maritieme eis te voldoen en tegelijkertijd hun hele vloot in de gaten te houden. Het systeem stelt de bemanning zelfs in staat om automatische waarschuwingssignalen naar de wal te sturen bij dreigend gevaar. Door het groeiende aantal gebruikers neemt de vraag naar real-time tracking toe. Hoewel de huidige satellieten in staat zijn om ongeveer elke 15 minuten gegevens te verzamelen en door te sturen, is deze dekking misschien niet voldoende. Om deze leemte op te vullen heeft CLS het bedrijf Kinéis opgericht om een vloot van 23 nanosatellieten te ontwikkelen en te lanceren die de Argos payloads zullen dragen. Een speciale constellatie zal bijna overal op de planeet bijna realtime dekking bieden.
Evoluerende samenwerking
Oceaanmonitoring is een enorme onderneming die een netwerk van wereldwijde experts omvat die elkaar soms overlappen, zodat ze van elkaar afhankelijk zijn om de werklast te beheren. Een van die overlappingen is de SWOT-satelliet (Surface Water and Ocean Topography) die door NASA en Europese partners is ontwikkeld. De satelliet, die eind 2022 wordt gelanceerd, observeert al het oppervlaktewater van de planeet en meet oceaankenmerken met een ongekende resolutie, aldus Tahani Amer, programmamanager voor SWOT.
"NASA beschermt onze planeet door alles te begrijpen, van de watercyclus tot de atmosfeer. Het is een ongelooflijk uitdagende baan en we doen dit in samenwerking met al onze internationale partners," zei Amer. Wetenschappers zijn van plan om SWOT-gegevens te gebruiken om de wereldwijde watercyclus beter te begrijpen, om inzicht te krijgen in de rol die de oceanen spelen in het ecosysteem van de aarde, want, zei Amer, "water verbindt ons, en SWOT is water". CLS Group is een van de meer dan twee dozijn early adopters die NASA zullen helpen om de SWOT-gegevens klaar te maken voor bredere distributie. "Onze experts helpen met de verwerkingsketen voor de oceaangegevens", legt Salsac-Jiménez uit. "Ze bereiden ook het formaat van de gegevens voor en hoe ze worden gelezen terwijl SWOT in een baan om de aarde is."
Die informatie wordt gebruikt ter ondersteuning van een belangrijke taak voor wetenschappers en CLS-klanten - driftmodellen. Driftboeien verzamelen gegevens om modellen te valideren die voorspellen hoe dingen over de oceaan stromen. Dat kan het volgen zijn van de richting van een olievlek of een vuilnisbelt in de oceaan. Wanneer SWOT-gegevens worden toegevoegd, zullen de modellen betrouwbaarder zijn.
Met de uitbreiding van de volgdienst naar niet-maritieme sectoren, van landbouw tot crowdsourcing-updates over wandelpaden, geeft Salsac-Jiménez die eerste samenwerking met NASA de credits om het allemaal mogelijk te maken. "Het begon met NASA, NOAA, het Franse ruimteagentschap en alle anderen," zei ze. "Zonder hun samenwerking en zonder hun hulp zou Argos niet zijn waar het nu is. Zonder de bijdrage van alle anderen zouden we de satellieten en de payloads niet hebben."
Bron: NASA
