Deze zomer wisten onderzoekers prachtige dronebeelden te verzamelen van zowel ringelrobben als walrussen. In één fjord, de St. Jonsfjorden, werden twaalf ringelrobben gevonden verspreid over de fjord, rustend op het snelle ijs. Het benaderen en identificeren van deze personen is echter een grote uitdaging. Aangezien ringelrobben worden bejaagd door ijsberen, zal elk zoogdier - of het nu op vier of twee poten loopt - koste wat kost worden vermeden.

"Met behulp van een drone zijn we erin geslaagd om hoge resolutie beelden te maken van ringelrobben die op het ijs rusten naast hun ademgaten. Op basis van deze beelden is de soort gemakkelijk te identificeren", zegt Geert Aarts, projectleider van het Arctic Seal-project. Voor deze specifieke regio hebben de onderzoekers ook Maxar-satellietbeelden verkregen.

Omdat het ijs ingesloten is en niet beweegt, zijn de locaties van de ademhalingsgaten praktisch vast. Daarom konden de onderzoekers de individuele zeehonden op het drone-beeld rechtstreeks afstemmen op de ademhalingsgaten die zichtbaar zijn in de satellietbeelden. "Hoewel we ons bewust waren van het potentieel van dergelijke satellietbeelden voor het observeren van zoogdieren vanuit de ruimte, werden we getroffen toen we witte lijnen opmerkten over het ijsschild dat de ademhalingsgaten van de ringelrob verbindt. In deze afgelegen en vijandige omgeving kan dit maar één ding betekenen:ijsbeersporen".

Machine leren om Arctische zoogdieren te tellen

De resolutie van satellietbeelden is de afgelopen tien jaar aanzienlijk verbeterd. Deze satellieten, die op een hoogte van meer dan 600 km rond de aarde cirkelen, kunnen elke plaats op het aardoppervlak fotograferen met een resolutie van 30 x 30 cm. Door de hoogwaardige dronebeelden ook te verkleinen naar een resolutie van 30 x 30 cm, kunnen de onderzoekers een foto maken die de satellietbeelden nabootst die vanuit de ruimte zijn genomen.

"Uiteindelijk kunnen deze beelden vervolgens worden ingevoerd in een machine learning-algoritme en worden gebruikt om een ​​neuraal netwerk te trainen", zegt Jeroen Hoekendijk, Ph.D. kandidaat, die deel uitmaakte van het onderzoeksteam en samenwerkt met EPFL om deze technieken verder te ontwikkelen. Door dit getrainde netwerk toe te passen op satellietbeelden, hopen onderzoekers in deze afgelegen en vijandige gebieden automatisch zeehonden te kunnen detecteren.

Zeehondensoorten gebruiken het poolijs anders

Zeehonden en walrussen komen vooral veel voor in de Arctische gebieden. Elk van deze soorten vinpotigen heeft zijn eigen unieke kenmerken en relatie met het zee-ijs.

Ringelrobben maken bijvoorbeeld ademgaten in zee-ijs dat vastzit aan de kustlijn. Deze ademslangen kunnen enkele meters lang zijn en verbinden het zeewater onder het ijs met de lucht erboven. Door hun klauwen op hun voorvinnen te gebruiken, voorkomen ze dat deze ademgaten bevriezen. Tijdens de lange en donkere wintermaanden zijn deze ademgaten bedekt met sneeuw. Deze sneeuwholen bieden hun pups enige bescherming tegen de barre omstandigheden buiten.

Zadelrobben daarentegen rusten en bevallen op het drijvend pakijs. Dit pakijs bedekt in de winter het grootste deel van het noordpoolgebied en verbindt alle landmassa's in het poolgebied, maar wordt in de zomermaanden kleiner. In tegenstelling tot snel ijs drijft het pakijs en kan het meerdere kilometers per dag verplaatsen.

Plotselinge veranderingen in stroming en windrichting kunnen al snel leiden tot uitval van het geboorteplatform van de zadelrob. Walrussen maken ook gebruik van het pakijs, maar er zijn ook individuen die op het land rusten. Tijdens de Svalbard-onderzoeksexpeditie deze zomer zijn de onderzoekers er ook in geslaagd om dronebeelden van walrussen te verzamelen die anderen kunnen helpen vergelijkbare machine learning-technieken voor deze soort te ontwikkelen.

Snel van huis veranderen

Uiteindelijk hopen de onderzoekers deze teledetectietechnieken te gebruiken om zeehonden in het noordpoolgebied te lokaliseren. Door de klimaatverandering verandert hun huis snel. Dit is met name het geval voor de Noord-Barentszzee en de eilanden Svalbard en Franz Josef Land.

Deze regio is de snelst opwarmende plek op aarde, met een gemiddelde temperatuur van 2,7 graden Celsius per decennium en zelfs 4 graden Celsius per decennium tijdens de herfstmaanden. Daarom is het dringend nodig om te weten van welke habitats zeehonden afhankelijk zijn om het effect van klimaatverandering te bestuderen en deze soorten in stand te houden. + Verder verkennen

Onderzoekers vinden consistente kwikniveaus in poolrobben