Australia’s new Antarctic icebreaker, RSV Nuyina, will soon be contributing to international efforts to map the global ocean seafloor.
Data collected by Nuyina’s multibeam echosounder will be used to develop navigational charts and detailed maps of the Southern Ocean seafloor, off Australia’s Antarctic stations and between Australia and Antarctica, as part of a newly signed agreement with the AusSeabed initiative.
These charts and maps will in turn feed into the Nippon-Foundation-GEBCO Seabed 2030 project, which aims to develop a definitive map of the world’s ocean floor by 2030.
The Antarctic Division’s Data Centre Manager, Johnathan Kool, said the ship’s deep-water echosounder directs pings of sound at the seafloor, which bounce back to reveal what it looks like.
“We can map more than 10 kilometre-wide swaths at a time, collecting as much information as we can while Nuyina is in transit to Antarctica, undertaking science in the Southern Ocean, or operating near our stations,” Dr Kool said.
“The raw data from the ship will be stored in the Antarctic Division’s systems, and our collaborators through AusSeabed, such as the Australian Hydrographic Office and Geoscience Australia, can turn this into navigation charts or bathymetric maps for research purposes, and integrate these into a larger national collection.”
The data will assist the Australian Antarctic Program’s and the broader Antarctic community’s research and operational activities.
“The navigational charts will improve the safety of vessels and anchorage planning around Australia’s Antarctic and sub-Antarctic stations,” Dr Kool said.
“Seabed bathymetry provides information about habitat that can be used in managing Southern Ocean fisheries, or in research planning – such as where to deploy seafloor instruments to study krill.
“And better bathymetry also leads to better ocean models, which leads to better climate projections.
“This is a great example of national and international collaboration that will help address problems that are too big for any one country to solve.”
Australian Antartic Program
El nuevo rompehielos antártico de Australia, RSV Nuyina, pronto contribuirá a los esfuerzos internacionales para cartografiar el fondo marino oceánico mundial.
Los datos recopilados por la ecosonda multihaz de Nuyina se utilizarán para desarrollar cartas de navegación y mapas detallados del lecho marino del Océano Austral, frente a las estaciones antárticas de Australia y entre Australia y la Antártida, como parte de un acuerdo recientemente firmado con la iniciativa AusSeabed.
Estos gráficos y mapas, a su vez, se incorporarán al proyecto Nippon-Foundation-GEBCO Seabed 2030, que tiene como objetivo desarrollar un mapa definitivo del fondo oceánico del mundo para 2030.
El Gerente del Centro de Datos de la División Antártica, Johnathan Kool, dijo que la ecosonda de aguas profundas del barco dirige pings de sonido al fondo marino, que rebotan para revelar cómo se ve.
“Podemos mapear franjas de más de 10 kilómetros de ancho a la vez, recolectando tanta información como podamos mientras Nuyina está en tránsito hacia la Antártida, realizando ciencia en el Océano Austral o operando cerca de nuestras estaciones”, dijo el Dr. Kool.
“Los datos brutos del barco se almacenarán en los sistemas de la División Antártica, y nuestros colaboradores a través de AusSeabed, como la Oficina Hidrográfica de Australia y Geoscience Australia, pueden convertirlos en cartas de navegación o mapas batimétricos con fines de investigación e integrarlos en un colección nacional más grande ".
Los datos ayudarán a las actividades operativas y de investigación del Programa Antártico Australiano y de la comunidad antártica en general.
"Las cartas de navegación mejorarán la seguridad de las embarcaciones y la planificación del anclaje alrededor de las estaciones antárticas y subantárticas de Australia", dijo el Dr. Kool.
“La batimetría de los fondos marinos proporciona información sobre el hábitat que se puede utilizar en la gestión de las pesquerías del Océano Austral o en la planificación de la investigación, como dónde desplegar los instrumentos del fondo marino para estudiar el kril.
“Y una mejor batimetría también conduce a mejores modelos oceánicos, lo que conduce a mejores proyecciones climáticas.
“Este es un gran ejemplo de colaboración nacional e internacional que ayudará a abordar problemas que son demasiado grandes para que los resuelva cualquier país”.
Two acoustic moorings have been deployed beneath the winter sea ice at Davis to listen for the presence of marine mammals.
Australian Antarctic Division acoustician, Dr Brian Miller, said that over the next six months the moorings will record underwater sounds made by up to 20 species of seals, dolphins and whales, as well as the icy environment.
The recorded data will be the first of its type collected in the region at this time of the year and will be used to inform aspects of a Comprehensive Environmental Evaluation for the Davis Aerodrome Project.
“This is the first time we’ve deployed acoustic moorings in such a challenging environment, through the sea ice, and there’s real potential to discover something new,” Dr Miller said.
“The key information we’re after is which species are present and for how long, so we can start to gather some baseline data on marine mammal activity in the region.”
Hydrophones within each mooring will record very low frequency sounds produced by baleen whales, mid-frequency sounds produced by toothed whales and seals, and super high frequency or ‘ultrasonic’ sounds – such as echolocation clicks used by dolphins.
“The species we’re most likely to hear are Weddell seals, which tend to inhabit shallower water near the coast, and breed in the vicinity of Davis research station,” Dr Miller said.
“A recent study found that Weddell seals make ultrasonic sounds, as well as their characteristic ‘other-worldly’ trills, so we should get some interesting recordings.”
Sound string
Environmental Officer, Helen Achurch, and a group of Davis station expeditioners, deployed the moorings in Long Fjord (near the site of the proposed runway) and near the shipping route into the station.
“The moorings are made up of a string of components,” Ms Achurch said.
“These include anchoring weights and an acoustic release – to decouple the anchor from the rest of the mooring during retrieval – a hydrophone, data storage, external battery pack and floats.
“Once lowered through a hole in the sea ice the moorings descend to the sea floor, between 50 and 250 metres below.
“The weights anchor the moorings in place, while the floats suspend the hydrophones off the bottom.”
Ice challenge
The moorings were designed to be carried by a small team to site, assembled, and then lowered through a 30 centimetre-wide hole in the ice, in locations suitable for recording the marine soundscape.
However deploying the 250 kilogram moorings through 1.3 metre-thick sea ice proved a challenge, as the team had to cut and drill the holes by hand and keep the instruments relatively warm.
“At each location we cut holes in the sea ice with a chainsaw and ice auger and then used our search and rescue training to set up some ice anchors to gently lower the moorings through the hole,” Ms Achurch said.
“As it was -20°C outside, we kept the moorings wrapped up in blankets and hot water bottles on insulated sleds, to ensure they didn’t get any colder than -5°C.
“Once the hole was ready we assembled all the components, turned the instrument on, and lowered it through the ice.”
The moorings will be retrieved in summer once the sea ice has cleared.
When the acoustic release is triggered the moorings will separate from their anchor and the float string will lift the units to the surface for collection.
“Acoustic moorings provide a really efficient way to detect a lot of animals that we might not be able to detect visually,” Dr Miller said.
“This is frontier science, and provided the instruments don’t get crushed by an iceberg, it will be really interesting to see what species they detect.”
Australian Antartic Program
Se han desplegado dos amarres acústicos debajo del hielo marino invernal en Davis para escuchar la presencia de mamíferos marinos.
El especialista en acústica de la División Antártica Australiana, el Dr. Brian Miller, dijo que durante los próximos seis meses los amarres grabarán los sonidos submarinos producidos por hasta 20 especies de focas, delfines y ballenas, así como del ambiente helado.
Los datos registrados serán los primeros de su tipo recopilados en la región en esta época del año y se utilizarán para informar aspectos de una Evaluación Ambiental Integral para el Proyecto del Aeródromo Davis.
"Esta es la primera vez que implementamos amarres acústicos en un entorno tan desafiante, a través del hielo marino, y existe un potencial real para descubrir algo nuevo", dijo el Dr. Miller.
"La información clave que buscamos es qué especies están presentes y durante cuánto tiempo, para que podamos comenzar a recopilar algunos datos de referencia sobre la actividad de los mamíferos marinos en la región".
Los hidrófonos dentro de cada amarre grabarán sonidos de muy baja frecuencia producidos por ballenas barbadas, sonidos de frecuencia media producidos por ballenas dentadas y focas, y sonidos de frecuencia súper alta o "ultrasónicos", como los clics de ecolocalización utilizados por los delfines.
"Las especies que es más probable que escuchemos son las focas de Weddell, que tienden a habitar aguas menos profundas cerca de la costa y se reproducen en las cercanías de la estación de investigación Davis", dijo el Dr. Miller.
"Un estudio reciente descubrió que las focas de Weddell emiten sonidos ultrasónicos, así como sus característicos trinos 'de otro mundo', por lo que deberíamos obtener algunas grabaciones interesantes".
Cuerda de sonido
La Oficial Ambiental, Helen Achurch, y un grupo de expedicionarios de la estación Davis, desplegaron los amarres en Long Fjord (cerca del sitio de la pista propuesta) y cerca de la ruta de envío hacia la estación.
"Los amarres se componen de una serie de componentes", dijo la Sra. Achurch.
“Estos incluyen pesos de anclaje y una liberación acústica - para desacoplar el ancla del resto del amarre durante la recuperación - un hidrófono, almacenamiento de datos, paquete de batería externo y flotadores.
“Una vez bajados por un agujero en el hielo marino, los amarres descienden hasta el fondo del mar, entre 50 y 250 metros más abajo.
"Los pesos anclan los amarres en su lugar, mientras que los flotadores suspenden los hidrófonos del fondo".
Desafío de hielo
Los amarres fueron diseñados para ser transportados por un pequeño equipo al sitio, ensamblados y luego bajados a través de un agujero de 30 centímetros de ancho en el hielo, en lugares adecuados para grabar el paisaje sonoro marino.
Sin embargo, desplegar los amarres de 250 kilogramos a través de hielo marino de 1,3 metros de espesor resultó un desafío, ya que el equipo tuvo que cortar y perforar los agujeros a mano y mantener los instrumentos relativamente calientes.
“En cada lugar hicimos agujeros en el hielo marino con una motosierra y una barrena para hielo y luego usamos nuestro entrenamiento de búsqueda y rescate para instalar algunas anclas de hielo para bajar suavemente los amarres a través del agujero”, dijo la Sra. Achurch.
“Como hacía -20 ° C afuera, mantuvimos los amarres envueltos en mantas y bolsas de agua caliente en trineos aislados, para asegurarnos de que no enfriaran más de -5 ° C.
"Una vez que el agujero estuvo listo, ensamblamos todos los componentes, encendimos el instrumento y lo bajamos a través del hielo".
Los amarres se recuperarán en verano una vez que se haya despejado el hielo marino.
Cuando se active la liberación acústica, los amarres se separarán de su ancla y la cuerda del flotador elevará las unidades a la superficie para su recolección.
“Los amarres acústicos proporcionan una forma realmente eficiente de detectar muchos animales que quizás no podamos detectar visualmente”, dijo el Dr. Miller.
"Esta es una ciencia de vanguardia, y siempre que los instrumentos no sean aplastados por un iceberg, será realmente interesante ver qué especies detectan".
La Antártida, el continente blanco, uno de los lugares más prístinos de la Tierra. Esta enorme región del hemisferio sur y sus aguas circundantes son componentes esenciales de la máquina climática terrestre. Absorberían casi tres cuartas partes del exceso de calor global y casi un tercio del CO2 capturado por el océano mundial.
Este fabuloso mundo está en peligro. El cambio climático está teniendo impactos evidentes y potencialmente irreversibles en la vida marina y su biodiversidad. Los científicos han dado la voz de alarma: en los últimos 30 años (1989-2018), la Antártida se ha calentado 1,8°C, tres veces más que la media mundial. Como efecto, el hielo marino ha disminuido rápidamente.
La expedición Bélgica121 exploró en 2019 la biodiversidad marina de la península Antártica Occidental. El objetivo era establecer una referencia detallada de las especies vivas en esa zona, especialmente expuesta al calentamiento global.
Bruno Danis, biólogo marino y profesor de la Universidad Libre de Bruselas, fue el jefe de dicha misión, que recogió más de 2000 muestras orgánicas y minerales. Los científicos las están analizando actualmente para crear una base de datos específica
"Los investigadores y principales científicos antárticos, con décadas de trabajo de campo, nos dicen que realmente ven cambios visibles, sobre todo en el medio terrestre. Pero también está ocurriendo en el medio marino, porque, por ejemplo, en la península Antártica, tenemos un sistema que está bordeado por glaciares con fiordos, y los glaciares se están derritiendo, retrocediendo en ese sentido del sistema", explica Danis.
El estudio de las modificaciones de la biodiversidad, provocadas por el cambio climático, permitirá a los investigadores trazar escenarios futuros sobre la evolución de los ecosistemas.
Estos estudios ayudarán a la comunidad internacional a tomar decisiones importantes para la conservación de la biodiversidad en el océano austral.
"Tenemos un ecosistema que está expuesto a cambios rápidos de los que tenemos un gran desconocimiento. Además, la Antártida es un lugar de difícil acceso, sobre todo en términos de logística. Pero lo que podemos hacer, para reducir esta falta de conocimiento, es utilizar modelos estadísticos que nos permitan crear previsiones y rellenar las lagunas de nuestro conocimiento", dice.
Además del cambio climático, la sobrepesca es otra amenaza para este rico ecosistema.
Uno de los tesoros naturales más buscados es el krill, un pequeño crustáceo, que está en el corazón de la cadena alimentaria del océano Antártico para ballenas, pingüinos, focas y peces marinos.
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