6 инноваций, меняющих подход к изучению океанов

Волна инновационных океанографических технологий раскрыла тайны морских глубин, позволив ученым изучить наиболее актуальные вопросы воздействия человека и климата на морские экосистемы.

Эти наблюдения и наблюдения также помогают лучше понять последствия загрязнения, изменения в течениях и поведении морской фауны, а также то, где скрываются неиспользованные ресурсы. Вот шесть невероятных достижений в изучении океана.

Фотореалистичные цифровые 3D-близнецы

В апреле 2024 года Большой барьерный риф (ББР) Австралии подвергся беспрецедентному обесцвечиванию на 73% территории обследованного парка — это событие, по мнению ученых, является прямым следствием изменения климата. Тем не менее, ББР сохраняет свою экономическую, культурную и экологическую ценность, в том числе как место обитания исчезающих морских видов.

Теперь исследователи используют искусственный интеллект (ИИ) для создания фотореалистичных 3D-двойников участков рифа в режиме реального времени. В результате фотограмметрии получаются рендеры, которые обрабатываются на суперкомпьютере. Затем ученые могут использовать моделирование с помощью ИИ, чтобы определить, как изменение климата влияет на структуру рифов, что позволит принимать более эффективные решения по восстановлению.

Подводный акустический мониторинг

Шумовое загрязнение моря резко возросло из-за судоходства, военных гидролокаторов, разведки энергоресурсов и других видов человеческой деятельности. Шум оказывает пагубное воздействие на виды, включая потерю слуха, острый стресс, миграцию, нарушение общения, размножения, питания и кормления.

Акустический мониторинг — важнейшая инновационная технология в океанографии, помогающая ученым больше узнать о морских популяциях. Например, в рамках Инициативы океанических обсерваторий гидрофоны используются для изучения позывов финвалов. Самый распространенный звук длится одну секунду на частоте 20 герц, что позволяет исследователям узнать о характере их миграции и общения.

Океанографы могут использовать акустическое оборудование для мониторинга, прикрепленное к корпусу подводной лодки на глубине более 180 метров или около 590 футов. Акустическое оборудование позволяет исследователям лучше изучить морскую жизнь.

Телеметрия животных

Телеметрия животных включает в себя маркировку морских животных электронными датчиками слежения, чтобы пролить свет на взаимодействие видов с океаном. Это позволяет понять, как изменение климата и загрязнение окружающей среды влияют на акул, черепах, китов, тюленей и других животных.

Собранные данные напрямую информируют государственные органы и ученых, занимающихся охраной природы, об изменениях в морской среде и поведении видов, что побуждает к существенным изменениям в нормативно-правовой базе. Такие политические рамки могут предотвратить перелов рыбы или обеспечить более надежную защиту в районах, вызывающих серьезную озабоченность.

Автономные подводные роботы, управляемые искусственным интеллектом

Дно океана темное и обширное. Глубина Марианской впадины в Тихом океане составляет около 35 875 футов, что делает ее самой глубокой частью моря. На этих глубинах 91% морских видов остаются неизученными, но при этом дают ценное представление о геологических преобразованиях на Земле, эволюции, сложных пищевых цепочках и о том, как жизнь приспосабливается к экстремальным условиям.

Новейшие автономные подводные роботы оснащены технологией искусственного интеллекта и способны противостоять таким неблагоприятным условиям, как экстремальные температуры, высокое давление и токсичные подводные газы. Например, недавно ученые запустили подводного робота, управляемого искусственным интеллектом, у побережья Санторини. Оборудование исследовало подводный вулкан Колумбо, взяв пробы морских организмов, до которых дайверам было бы слишком опасно добираться.

Поверхностные буи

Поверхностные буи с GPS-метками — не новая океанографическая технология. Они уже давно используются для изучения океанических течений и повышения уровня моря. Чем точнее показания, тем больше шансов у ученых предсказать погоду, определить, насколько далеко распространятся разливы нефти и загрязнения, а также следить за передачей энергии в океане.

Чтобы повысить точность, исследователи из Массачусетского технологического института внедрили машинное обучение. Новейшие модели относительно просты в развертывании и обеспечивают более точные прогнозы и идентификацию океанических течений.

Океанографы могут использовать данные буев для мониторинга углерода, пластика, нефти и биомассы, например, водорослей саргассум. В настоящее время побережье Карибского бассейна, Мексиканского залива и Флориды захлебывается цветением саргассума, что может иметь тяжелейшие последствия для морских экосистем, дикой природы и здоровья населения.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований также следит за несколькими буями в океане. Один из буев, Peggy, измеряет температуру моря, содержание соли, питательных веществ и течения в Беринговом море с 1995 года. Ученые используют эти данные для оценки потери морского льда.

Еще 50 буев размещены по всему миру для изучения закисления океана в коралловых рифах, прибрежных экосистемах и открытых водах. Эти буи предоставляют подробную информацию о концентрации углекислого газа в этих регионах.

Спутниковая океанография

Спутниковая съемка играет важнейшую роль в океанографии, позволяя дистанционно с воздуха изучать изменения в океане. Ученые могут использовать эти данные для мониторинга состояния коралловых рифов, разливов нефти, изменений температуры поверхности моря и вредоносного цветения водорослей.

Около 200 из 5000 видов морского фитопланктона являются токсичными для природных и человеческих систем. Испанские исследователи 1500-х годов описывали цветение водорослей как «красную воду», а многие моряки умирали после употребления зараженных морепродуктов. Учитывая, что 3,3 миллиарда человек во всем мире едят рыбу как важнейший источник белка, цветение водорослей вредит многим.

Спутниковое зондирование показывает, что с 2003 по 2020 год глобальное цветение водорослей увеличится на 3,97 миллиона квадратных километров. Кроме того, в течение двух десятилетий наблюдалось 4,3 цветения в год.

Океанографические технологии освещают здоровье океана

Передовые инновации в океанографии позволили провести более глубокие исследования антропогенного и природного ущерба океану и его возможных последствий. По мере развития технологий и их интеграции с искусственным интеллектом и машинным обучением ученые смогут выработать более четкий подход к улучшению здоровья морской среды.

Ранее ученые сообщили, как океан влияет на изменение климата.

30.12.2024


Подписаться в Telegram



Экология

От древних вулканов до минеральных кладов: исследуй Карелию
От древних вулканов до минеральных кладов: исследуй Карелию

Участники научно-популярного маршрута смогут у...

Будущее без PFAS — будущее без вредной химии
Будущее без PFAS — будущее без вредной химии

PFAS — это группа химических в...

Лед тает, время идет: как ученые спасают Арктику
Лед тает, время идет: как ученые спасают Арктику

Арктические льды тают все быстрее, и ...

Ледяной щит Гренландии разваливается: что это значит для планеты
Ледяной щит Гренландии разваливается: что это значит для планеты

Гренландский ледяной щит, второй по велич...

К 2100 году уровень моря может подняться более чем на 1,9 метра
К 2100 году уровень моря может подняться более чем на 1,9 метра

По мере усиления глобального климатического кр...

Великобритания запускает схему возврата депозитов за пластиковую тару
Великобритания запускает схему возврата депозитов за пластиковую тару

Правительство Великобритании пообещало покончи...

В СПбГУ создали эффективный метод очистки биодизеля от глицерина
В СПбГУ создали эффективный метод очистки биодизеля от глицерина

Ученые из Санкт-Петербургского университе...

Для спасения среды от пластика предложили принцип «пятерной спирали»
Для спасения среды от пластика предложили принцип «пятерной спирали»

Загрязнение микропластиком разнообразно по&nbs...

Weed Science: Внедрение мельниц поможет эффективнее бороться с сорняками
Weed Science: Внедрение мельниц поможет эффективнее бороться с сорняками

Недавние исследования показывают перспективнос...

В Корее предложили новый метод исследования нейротоксичности из-за ПФОС
В Корее предложили новый метод исследования нейротоксичности из-за ПФОС

Термин омика означает изучение всей совокупнос...

В СПбГУ создали фотокатализатор для очистки воды от органики
В СПбГУ создали фотокатализатор для очистки воды от органики

Ученые из Санкт-Петербурга создали новое ...

Nature Climate Change: Арктические торосы под угрозой исчезновения
Nature Climate Change: Арктические торосы под угрозой исчезновения

В Арктике старые многолетние льды все бол...

Электронные отходы: новая золотая жила или экологическая бомба?
Электронные отходы: новая золотая жила или экологическая бомба?

Постоянно растущие объемы электронных отходов ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Молодых и заслуженных ученых наградили в Хабаровске
Калужан приглашают к участию в XIII сезоне Международного инженерного чемпионата CASE-IN