Ученые продемонстрировали программу повторного использования технологий для мониторинга морской среды.

© Центр научных исследований Базаруто

© Центр научных исследований Базаруто

Previous Next

Научный прорыв даёт вторую жизнь интеллектуальным буям, первоначально разработанным для поиска рыбы в мировой тунцеловной промышленности, в рамках океанографической обсерватории. Это демонстрирует, как передача и повторное использование промышленных технологий могут преобразовать мониторинг морских экосистем, способствовать сохранению океана и устойчивому развитию, а также открыть новые возможности для измерения, мониторинга и проверки природоохранных мероприятий в рамках глобальной «голубой экономики».

Новое исследование, опубликованное сегодня в журнале Scientific Reports учеными из Океанографической обсерватории Базарутоского центра научных исследований (BCSS) и испанских компаний Satlink и Universal Plastic (UP), занимающихся океанографическими технологиями, считается первым, демонстрирующим, как перепрофилированные рыболовные эхолотные буи могут быть интегрированы в океанографическую обсерваторию для мониторинга состояния морской среды. Исследование представляет собой концептуальное подтверждение возможности преобразования существующих промышленных технологий в масштабируемую инфраструктуру для охраны морской среды, создавая возможности для доступного, частого и географически распределенного мониторинга в океанах мира.

Помимо мониторинга морской жизни, эта технология в конечном итоге может стать новым источником экологических данных для оценки эффективности морских охраняемых территорий, измерения результатов рыболовства и восстановления среды обитания, поддержки инвестиций в природоохранные мероприятия и разработки систем мониторинга, отчетности и верификации (MRV) для растущей «голубой экономики». Для таких применений потребуются более длительные периоды развертывания, независимая биологическая калибровка и стандартизированные протоколы мониторинга.

По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), мировой рынок тунца оценивается примерно в 45 миллиардов долларов в год. В этой отрасли используются подключенные к спутнику интеллектуальные буи, прикрепленные к дрейфующим устройствам для привлечения рыбы, которые отслеживают местоположение этих устройств и повышают отслеживаемость. Эти интеллектуальные буи оснащены рядом датчиков, таких как встроенные эхолоты, которые затем передают ценные данные обратно флотам, использующим их, через спутник. Хотя эти данные, как правило, предназначены для использования в рыболовстве, их потенциал также распространяется на науку и изучение океана.

Передача технологий для устойчивого развития океана

Программа Satlink по развитию экономики замкнутого цикла Project ReCon дает этим отслужившим свой срок рыболовным буям второе предназначение. Запущенная в Австралии в 2022 году, эта инициатива в настоящее время охватывает 25 стран и территорий и более 75 000 км береговой линии, в ней участвуют 25 рыболовных компаний. BCSS стала членом программы в 2024 году и в настоящее время является партнером ReCon в пяти странах Восточной Африки.

Компания Satlink предоставляет технологию «умных» буев, акустическую обработку, спутниковую связь и программную инфраструктуру, а ее проект ReCon позволяет восстанавливать и повторно использовать промышленное рыболовное оборудование для научных и экологических целей. Океанографическая обсерватория BCSS предоставляет научную экспертизу и инфраструктуру для интеграции этих технологий в свою долгосрочную океанографическую обсерваторию, объединяя промышленное рыболовство и охрану морской среды.

Более 20 спутниковых буев Satlink были подняты на поверхность вдоль береговых линий Южной Африки, Мозамбика, Танзании, Кении и Мадагаскара при поддержке местных сообществ и отремонтированы на исследовательской станции BCSS на острове Бенгерра. В течение июня и июля 2025 года команда разместила буи на коралловых рифах, подводных горах, скалистых вершинах и на шельфовом участке для испытаний в архипелаге Базаруто, сочетая стационарные станции и контролируемые дрейфовые исследования. Их эхолоты отслеживали сигналы относительной акустической биомассы на глубине до 115 метров, передавая данные наблюдений через спутник практически в режиме реального времени.

В ходе исследования было получено 393 акустические записи и 1281 наблюдение за глубинными слоями, которые неизменно демонстрировали на 20–40% более сильные ночные акустические сигналы. Эти данные были интегрированы с более чем 20 переменными окружающей среды из океанографической обсерватории BCSS и независимыми аквалангистскими исследованиями, в ходе которых было задокументировано 14–20 таксонов морской мегафауны на каждом основном участке.

Хотя акустические сигналы не были независимо откалиброваны по абсолютной биомассе рыб или отдельным видам, полученные результаты демонстрируют новые возможности мониторинга и закладывают научную основу для масштабируемых долгосрочных сетей океанографических наблюдений, поддерживающих охрану морской среды и будущую проверку состояния окружающей среды.

Расширение морского мониторинга от местных обсерваторий до глобальных сетей.

Этот подход мог бы дополнить исследовательские суда, подводные планеры и спутники, помогая заполнить пробелы между более редкими исследованиями. Подобно тому, как глобальная сеть плавучих буев Argo изменила наше понимание температуры и солености океана, сети перепрофилированных интеллектуальных буев могли бы помочь сделать биологический мониторинг более непрерывным и доступным.

Исследователи предполагают создание модульной системы мониторинга, в которой перепрофилированные «умные» буи будут работать совместно с другими научными технологиями, включая подводные гидрофоны, дистанционно управляемые камеры, датчики окружающей среды, исследования биоразнообразия и, возможно, будущие системы идентификации видов. Интегрированные друг с другом, эти технологии смогут собирать дополнительную информацию о морской биомассе, биоразнообразии, состоянии среды обитания, подводных звуковых ландшафтах и изменениях окружающей среды.

Систему можно расширить с отдельных рифов и морских охраняемых районов на островные архипелаги, национальные воды и, в конечном итоге, на региональные сети океанографических наблюдений. Ее опора на существующее промышленное оборудование, спутниковую связь и цифровую инфраструктуру передачи данных открывает возможности для поиска более экономически эффективных решений по мониторингу, особенно в развивающихся регионах, где традиционная инфраструктура морских исследований ограничена.

Партнерство между BCSS и Satlink представляет собой первоначальную модель для расширения этой деятельности в западной части Индийского океана, объединяя региональные сети сбора данных с существующей местной научной инфраструктурой и глобальным поставщиком океанографических технологий.

Инновации в замкнутом цикле, устойчивое развитие и будущее мониторинга загрязнения пластиком.

Исследование было софинансировано компанией Universal Plastic, занимающейся наукой и технологиями и базирующейся в Хихоне, Испания, в рамках программы ЕС NextGenerationEU (проект SEDIA). Основываясь на подтверждении концепции, исследователи из BCSS в настоящее время изучают, как перепрофилированные сети буев могут поддерживать более широкий спектр морского мониторинга, включая мониторинг пластикового загрязнения наряду с мониторингом морской жизни и состояния океана. В сотрудничестве с BCSS компания Universal Plastic изучает, как расширенные возможности датчиков и интеграция дополнительных технологий могут поддерживать дополнительные формы наблюдения за океаном, включая мониторинг морского пластикового загрязнения и оценку воздействия на окружающую среду.

Океанографическая обсерватория BCSS с 2017 года непрерывно собирает океанографические, метеорологические данные и информацию о морской жизни в архипелаге Базаруто и предоставляет научные наборы данных в открытом доступе. Ее команда, состоящая преимущественно из жителей Мозамбика, работает в рамках инновационного партнерства «от курорта к исследованию» (R2R) с заповедником Кисава, объединяя долгосрочные исследования в области морской науки, охрану природы, взаимодействие с местным сообществом и устойчивый туризм.

Исследование «умных буев» добавляет новое технологическое измерение к этой долгосрочной исследовательской платформе, демонстрируя, как сотрудничество между компаниями, занимающимися морскими технологиями, научными учреждениями и предприятиями, ориентированными на устойчивое развитие, может генерировать научные знания наряду с потенциальными экологическими и экономическими применениями.