Norske forskere bygger et flytende «havlaboratorium»

Rett ved den lille øya Munkholmen, utenfor Trondheim by, er nå den første av to observasjonsbøyer installert for å samle inn data fra fjorden. Med en diameter på fem meter og gul i fargen er bøyen lett å se fra land. Bøyene vil primært drives av vind- og solenergi og trenger ikke være permanent bemannet.

– Det er nok en underdrivelse å kalle det en bøye. Et flytende laboratorium ville nok vært en bedre beskrivelse, sier Emlyn Davies, forsker ved SINTEF.

Han er havforsker og har vært med på å utvikle noe av utstyret som skal foreta kontinuerlige målinger av marine miljødata. Forskningsbøyen vil være viktig for å teste ut havsensorteknologi, lære opp fremtidige havforskere og etablere langtidsdata om tilstanden til miljøet i fjorden.

Informasjon fra bøyene vil bli brukt til å forbedre forståelsen av miljøet og til å utvikle og oppdatere modeller. Havmodeller kan forutsi ting som strømforhold og algeoppblomstring, men det trengs mer kunnskap for å utvikle dem videre.

Det flytende laboratoriet skal også bidra til å gjøre lokal miljøpolitikk mer kunnskapsbasert.

Viktig del av «OceanLab»

Den andre bøyen, med en diameter på rundt to meter, skal ligge utenfor Ingdalen i Orkland kommune. Begge bøyene er en del av OceanLab, som vil være vert for en av verdens mest avanserte datainnsamlingsplattformer for marin forskning.

Ifølge Davies er OceanLab en ny topp moderne nasjonal forskningsinfrastruktur som etableres i Trondheim. Dette er et samarbeid mellom SINTEF og NTNU, finansiert av Norges forskningsråd. OceanLab skal bidra til forskning på undervannsrobotikk, akvakultur, autonom navigasjon og miljøforskning. Observasjonsbøyer er spesielt viktige for å bedre forstå miljøet i fjorden.

Dataene som samles inn vil bli gjort tilgjengelig i sanntid på en digital plattform for alle som er interessert.

– Etter hvert som vi gradvis utvikler nye måter å bruke havets ressurser på, har vi også et økende behov for å samle inn data. Dette er viktig for å utvikle gode havmodeller som er i stand til å forutsi virkningen av utviklingen – som også er et av målene for FNs havtiår. Dette vil gi oss mer kunnskap om konsekvensene av det vi gjør. Et eksempel er den økende interessen for å høste flere av de mindre organismene som finnes i havet, som Calanus finmarchius og krill. Dataene vi samler inn vil gi en bedre forståelse av hvordan det påvirker miljøet, sier Davies.

Samle inn store mengder havforskningsdata

Bøyen utenfor Munkholmen skal samle inn data om alt som skjer i nærheten, som vær, bølger, strøm og temperatur, og den er spesialutstyrt for å overvåke livet under vann.

Den vil ha en rekke funksjoner, inkludert partikkelavbildning, akustisk kommunikasjon og et plug-and-play-grensesnitt for tilpassede sensorer. I praksis betyr dette at forskere kan legge til og fjerne sensorer etter behov. Det flytende laboratoriet vil også ha utstyr som er i stand til å ta bilder av organismer som er usynlige for det menneskelige øyet, som planteplankton.

– Ved å se på typen plankton her, hvordan den ser ut og hvordan den endrer seg i løpet av sesongen, vil vi for eksempel kunne se hvordan Nidselva påvirker fjordens økosystem. Med klimaendringene ser vi mer ekstreme værforhold med kraftig regn som fører vann fra land til hav. Når sedimentet kommer inn i fjorden, blokkerer det lyset. En av effektene er at det hindrer vekst av alger, som igjen fører til en reduksjon i maten tilgjengelig for organismer og reduserer produksjonen av oksygen. For å forstå denne typen endringer og konsekvensene deres, må vi samle inn langsiktige miljødata, sier Davies.

Et av de mest avanserte instrumentene i bøyen heter CytoSub. Dette utstyret lager bilder på plass ved å senke et instrument kalt et flowcytometer, som produserer mikroskopbilder og fluorescenssignaturer av partikler og plankton ned til nanoskala.

Årsaken er at planteplankton er en essensiell organisme for havets økosystemer. Planteplankton produserer omtrent 50 % av verdens oksygen. De utnytter også energi fra sollys som forskere kan måle ved hjelp av lyssensorer. Plankton er også en primær kilde til mat som igjen spises av større organismer.

Ingen tilfeldig plassering

Posisjonen til bøyen på Munkholmen ble beregnet ved hjelp av en 3D-modell utviklet av SINTEF kalt SINMOD. Dette modellsystemet kobler sammen og simulerer fysiske og biologiske prosesser i havet. Ifølge SINMOD er ​​det valgte punktet representativt for en stor del av fjorden.

– Selv om dataene kun er samlet inn fra ett sted, kan det som skjer i Trondheimsfjorden være representativt for havforholdene andre steder i verden. For eksempel, hvis sedimentene sverte vannet og påvirker naturen, kan denne kunnskapen overføres til andre kystområder, sier Davies. «De vil fungere som en plattform som kan støtte raskere teknologiutvikling og prototyping av nye sensorer, samt sammenligninger av ulike sensorer som måler det samme på ulike måter. Her kan vi teste ny teknologi mens den er under utvikling.»

Å teste denne typen teknologi er ofte både dyrt og tidkrevende, men her vil forskere og teknologiselskaper være bare noen hundre meter unna.

«Vi kan komme hit på noen få minutter, koble til det vi vil teste og få dataene veldig raskt,» sier Davies.

Lage strøm til eget forbruk

SINTEF Ocean kjøpte bøyen fra det britiske selskapet Hydrosphere, som leverte bøyen etter et design utviklet av Mobilis i Frankrike. De utviklet bøyen spesielt for OceanLab.

«Det er den største bøyen vi har utviklet så langt. Den har fire kammer for sensorer og måleutstyr og den er også tilpasset kraftproduksjon ved bruk av reservesolceller, vindturbiner og brenselceller slik at den er selvforsynt med strøm, også om vinteren, sier John Caskey i Hydrosphere.

Denne artikkelen er med tillatelse fra Gemini News og kan finnes i sin opprinnelige form her.

Meningene som uttrykkes her er forfatterens og ikke nødvendigvis de til The Maritime Executive.