Το Ίδρυμα Khaled Bin Sultan Living Oceans έχει συνεργαστεί με τη NASA για να επιταχύνει τη χαρτογράφηση των κοραλλιογενών υφάλων του κόσμου.
Οι κοραλλιογενείς ύφαλοι βρίσκονται σε κρίση. Τα κοράλλια είναι μια αρχαία μορφή ζωής και, λόγω των υφάλων που χτίζουν, η επιβίωση αμέτρητων άλλων οργανισμών βασίζεται σε υγιή οικοσυστήματα κοραλλιών. Αλλά οι κοραλλιογενείς ύφαλοι πεθαίνουν με ανησυχητικό ρυθμό. Ο κόσμος έχει χάσει περισσότερους από τους μισούς υφάλους του τα τελευταία 40 χρόνια. Το υπόλοιπο θα μπορούσε να χαθεί μέχρι το τέλος του αιώνα, εάν οι προσπάθειες διατήρησης των υφάλων δεν πετύχουν γρήγορες νίκες. Για να διατηρήσετε οτιδήποτε, πρέπει πρώτα να μάθετε πού βρίσκεται και πόσα σας έχουν απομείνει. Αυτό ήταν δύσκολο να εντοπιστεί για τους κοραλλιογενείς υφάλους καθώς είναι κρυμμένοι κάτω από τα κύματα, αλλά αυτό αλλάζει καθώς οι επιστήμονες αναπτύσσουν νέες τεχνολογίες για τη χαρτογράφηση των κοραλλιογενών υφάλων από το διάστημα.
Για να ανταποκριθεί σε αυτήν την πρόκληση, το Ίδρυμα Ζωντανών Ωκεανών Khaled bin Sultan (KSLOF) συνεργάζεται με το Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA στη Silicon Valley της Καλιφόρνια για να χρησιμοποιήσει τα εκτεταμένα δεδομένα υψηλής ανάλυσης του Ιδρύματος για τους υφάλους για να επεκτείνει τις δυνατότητες χαρτογράφησης κοραλλιών της NASA. Αυτή η συνεργασία θα επιτρέψει στη NASA να δημιουργήσει χάρτες όλων των κοραλλιογενών υφάλων στον κόσμο και να παρακολουθεί πώς αλλάζουν οι ύφαλοι με την πάροδο του χρόνου, δίνοντας στους επιστήμονες σε όλο τον κόσμο τις απαραίτητες γνώσεις για την αντιμετώπιση της κρίσης των κοραλλιογενών υφάλων.
Η συμφωνία Space Act με το Ίδρυμα Khaled bin Sultan Living Oceans δίνει στη NASA πρόσβαση σε δεδομένα από το Ίδρυμα Global Reef Expedition, μια από τις μεγαλύτερες έρευνες κοραλλιών που ολοκληρώθηκε ποτέ. Η συνεργασία θα χρησιμοποιήσει αυτό το τεράστιο σύνολο δεδομένων σε συνδυασμό με το νευρωνικό δίκτυο NeMO-Net και τον υπερυπολογιστή Pleiades στο Ames, ο οποίος τροφοδοτεί NeMO-Net. Το έργο NeMO-Net στοχεύει στη χαρτογράφηση και παρακολούθηση της υγείας των κοραλλιογενών υφάλων του κόσμου για να μας δώσει την καλύτερη εμφάνιση κάτω από τα κύματα που είχαμε ποτέ. Χρησιμοποιώντας ένα επαναστατικό νέο όργανο τηλεπισκόπησης, Η FluidCam της NASA, ικανοί να δουν κάτω από τα κύματα του ωκεανού χωρίς παραμόρφωση, οι κοραλλιογενείς ύφαλοι μπορούν να ερευνηθούν σε κλίμακα εκατοστών σε 3D από drones και αεροσκάφη. Το NeMO-Net χρησιμοποιεί δεδομένα από αυτό το όργανο επόμενης γενιάς για να ταξινομήσει τα κοράλλια σε όλο τον κόσμο. Με αυτόν τον συνδυασμό εργαλείων και πληροφοριών, οι χάρτες του NeMO-Net θα γίνουν πιο ακριβείς, δίνοντας στους ερευνητές και στους περιβαλλοντικούς διαχειριστές καλύτερες πληροφορίες για το τι συμβαίνει στους κοραλλιογενείς υφάλους και πώς να τους προστατεύσουν σε μια εποχή που αντιμετωπίζουν ανθρωπογενείς πιέσεις χωρίς προηγούμενο.
Για να συγκεντρώσει το σύνολο δεδομένων που θα εκπαιδεύσει το νευρωνικό δίκτυο NeMO-Net, το Ίδρυμα Living Oceans πέρασε δέκα χρόνια χαρτογραφώντας και τοπογραφώντας κοραλλιογενείς υφάλους στο Global Reef Expedition. Αυτή η ερευνητική αποστολή έκανε τον γύρο του πλανήτη σε μια προσπάθεια να αντιμετωπίσει την κρίση των κοραλλιογενών υφάλων. Σε αυτό συμμετείχαν εκατοντάδες επιστήμονες, οι οποίοι πέρασαν δεκάδες χιλιάδες ώρες υποβρύχια ερευνώντας κοραλλιογενείς υφάλους στον Ατλαντικό, τον Ειρηνικό και τον Ινδικό Ωκεανό καθώς και στην Ερυθρά Θάλασσα. Εκτός από τις επιστημονικές εκθέσεις για την κατάσταση των υφάλων, η αποστολή οδήγησε στη δημιουργία 65,000 τετραγωνικών χιλιομέτρων χαρτών οικοτόπων κοραλλιογενών υφάλων υψηλής ανάλυσης—ή περίπου το ένα πέμπτο των κοραλλιογενών υφάλων του κόσμου.
«Όταν το Ίδρυμα ξεκίνησε την Global Reef Expedition το 2006, ήταν ένα απίστευτα φιλόδοξο εγχείρημα. Εφευρίσκαμε την τεχνολογία καθώς προχωρούσαμε, πρωτοπορώντας νέους τρόπους χαρτογράφησης κοραλλιογενών υφάλων χρησιμοποιώντας δορυφορικές εικόνες και επαληθευμένα με δεδομένα που λαμβάνονται στο πεδίο», δήλωσε ο Sam Purkis, Επικεφαλής Επιστήμονας του KSLOF καθώς και Καθηγητής και Πρόεδρος του Τμήματος Θαλάσσιων Γεωεπιστημών στο Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science. Ο Purkis ηγήθηκε των προσπαθειών χαρτογράφησης των κοραλλιογενών υφάλων του Ιδρύματος στην Παγκόσμια Εκστρατεία Ύφαλου και είναι ενθουσιασμένος που βλέπει τη NASA να χρησιμοποιεί τα δεδομένα του Ιδρύματος για να πάει τη χαρτογράφηση των κοραλλιογενών υφάλων στο επόμενο επίπεδο. «Αυτό αλλάζει το παιχνίδι», είπε ο Purkis. «Οι νέες τεχνολογίες απεικόνισης και οι υπερυπολογιστές της NASA αλλάζουν δραματικά το τοπίο του εφικτού όσον αφορά τη χαρτογράφηση των κοραλλιογενών υφάλων».
Μέσω των νευρωνικών δικτύων και της μηχανικής μάθησης, η NASA αυτοματοποιεί μια διαδικασία που χρειάστηκε χρόνια από μια ομάδα επιστημόνων του KSLOF για να κάνει μόνη της. Αλλά όλη αυτή η αυτοματοποίηση απαιτεί τεράστιο όγκο δεδομένων εκπαίδευσης, δεδομένα που δεν είχε η NASA, αλλά το KSLOF συνέλεξε στην παγκόσμια αποστολή υφάλων. Η NASA απέκτησε μερικά από τα δεδομένα που χρειαζόταν με τη βοήθεια δεκάδων χιλιάδων πολιτών επιστημόνων σε όλο τον κόσμο που παίζουν το Παιχνίδι NeMO-Net, ένα διαδραστικό βιντεοπαιχνίδι επιστήμης πολιτών στο οποίο οι παίκτες αναγνωρίζουν και ταξινομούν τα κοράλλια από τρισδιάστατες εικόνες των υφάλων. Το παγκόσμιο σύνολο δεδομένων που παρέχει η KSLOF στον οργανισμό, συμπεριλαμβανομένων όλων των χαρτών οικοτόπων των κοραλλιογενών υφάλων που δημιουργήθηκαν στο Global Reef Expedition, θα επικυρώσει και θα επιβεβαιώσει τα εκπαιδευτικά δεδομένα που χρειάζονται για την ακριβή χαρτογράφηση των κοραλλιογενών υφάλων από δορυφορικές εικόνες σε παγκόσμια κλίμακα.
«Εάν χρησιμοποιείτε βαθιά μάθηση ή μηχανική μάθηση, η ποιότητα των δεδομένων που χρησιμοποιείτε είναι εξαιρετικά σημαντική», δήλωσε η Alexandra Dempsey, Διευθύντρια Επιστημονικής Διαχείρισης στο KSLOF. «Το Ίδρυμα διαθέτει το σύνολο δεδομένων χρυσού προτύπου για εκπαίδευση κάτι σαν βαθιά μάθηση επειδή γνωρίζουμε ότι είναι σωστό—πήραμε ένα πλοίο και πήγαμε πραγματικά εκεί». Ο μόνος τρόπος για να συγκεντρώσετε ένα πολύ ακριβές σύνολο δεδομένων δεδομένων είναι να μεταβείτε στο πεδίο. «Όταν ξεκινήσαμε το GRE, δεν είχαμε ιδέα ότι τα δεδομένα μας θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν με αυτόν τον τρόπο, η τεχνολογία εξελίχθηκε τόσο γρήγορα, αλλά ξέραμε ότι συλλέγαμε πολύτιμα δεδομένα που έπρεπε να αντέξουν στη δοκιμασία του χρόνου».
Το πρόβλημα για την επιστήμη των κοραλλιογενών υφάλων είναι ότι η συντριπτική πλειοψηφία των υφάλων του κόσμου είναι τόσο απομακρυσμένοι που οι επιστήμονες δεν μπορούν να φτάσουν εκεί ή δεν μπορούν να φτάσουν εκεί συχνά. Προς το παρόν, ο μόνος τρόπος για να δούμε πώς αλλάζουν οι ύφαλοι με την πάροδο του χρόνου είναι μέσω δύτες SCUBA, κάτι που είναι ακριβό, χρονοβόρο και μπορεί να είναι επικίνδυνο και υπόκειται σε μεροληψία. «Με αυτά τα δεδομένα στα χέρια της NASA, τώρα ξαφνικά δεν χρειάζεται να πάτε στο πεδίο, μπορείτε να χαρτογραφήσετε κοραλλιογενείς υφάλους από το διάστημα. Τι ανάταση για τη διατήρηση γίνεται αυτό», είπε ο Purkis. Χρησιμοποιώντας παλιές δορυφορικές εικόνες, η NASA όχι μόνο θα μπορεί να καταγράψει πώς είναι οι ύφαλοι σήμερα, αλλά μπορεί επίσης να παρακολουθεί πώς αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου. Οι χάρτες της NASA είναι πιθανό να γίνουν ακόμη πιο ακριβείς στο μέλλον, καθώς οι δορυφόροι εκτοξεύονται σε τροχιά με τη νέα τεχνολογία που αναπτύσσει το πρόγραμμα NeMO-Net για να βλέπει κάτω από τα κύματα.
«Αυτοί οι χάρτες θα είναι απίστευτα πολύτιμοι για τη διατήρηση των κοραλλιογενών υφάλων», είπε η Dempsey, η οποία έχει περάσει ολόκληρη την καριέρα της δουλεύοντας στην επιστήμη και τη διατήρηση των κοραλλιογενών υφάλων. «Είναι πραγματικά δύσκολο να αναπτύξεις αποτελεσματικές στρατηγικές διατήρησης, όπως θαλάσσιες προστατευόμενες περιοχές, αν δεν ξέρεις τι προστατεύεις. Αυτοί οι χάρτες καλύπτουν αυτό το κενό και έχουν τη δυνατότητα να ωφελήσουν τα οικοσυστήματα των κοραλλιογενών υφάλων και τους ανθρώπους που εξαρτώνται από αυτά, για τις επόμενες γενιές».