Kanaren – Die Gewässer rund um die Kanarischen Inseln zählen weltweit zu den wichtigsten Lebensräumen für Meeressäuger. Doch der dichte Schiffsverkehr stellt für die atemberaubenden Meeresgiganten eine tödliche Bedrohung dar. Eine neue wissenschaftliche Arbeit der Universität La Laguna (ULL) setzt genau hier an: Durch die Kombination von künstlicher Intelligenz, akustischer Messtechnik und Infrarot-Sensoren soll das Risiko von Schiffskollisionen künftig drastisch gesenkt werden.

Ein internationaler Hotspot der Artenvielfalt unter Druck

Insgesamt 31 verschiedene Wal- und Delfinarten wurden in den tiefen Gewässern des kanarischen Archipels nachgewiesen. Damit gilt die Region als eines der bedeutendsten Schutzgebiete für Meeressäuger im Atlantik. Gleichzeitig gehört die Passagier- und Frachtschifffahrt zwischen den Inseln zu den am dichtesten befahrenen Seekorridoren Europas.

In ihrer Promotionsarbeit hat die Biologin Olivia Marín Delgado von der Universität La Laguna die Anfälligkeit von zehn tief tauchenden Walarten untersucht. Im Fokus stehen dabei insbesondere Schnabelwale (Zifios), Grindwale (Calderones) und Pottwale (Cachalotes). Die wissenschaftliche Leitung der Arbeit lag bei den renommierten Biologinnen Natacha Aguilar und Patricia Arranz Alonso sowie der Ingenieurin María de la Peña Fabiani.

Die kritische Phase: Warum Pottwale an der Oberfläche wehrlos sind

Besonders kritisch ist die Situation für Pottwale. Diese majestätischen Tiefseetaucher stoßen auf ihren Jagdzügen in Tiefen von über 2.000 Metern vor und bleiben oft mehr als zwei Stunden unter Wasser. Wenn die Tiere nach solch extremen Tauchgängen an die Wasseroberfläche zurückkehren, benötigen sie eine intensive Erholungsphase.

In dieser Phase verfallen die Tiere in einen Zustand, den Meeresbiologen als Logging bezeichnen. Die Wale treiben dabei nahezu regungslos an der Oberfläche, um ihren Sauerstoffspeicher aufzufüllen. Für schnellfahrende Schiffe sind die dunkel gefärbten Tierkörper im Wellengang kaum sichtbar. Da die Wale in diesem Erholungszustand träge reagieren, können sie herannahenden Schiffen meist nicht rechtzeitig ausweichen.

Hightech am Schiffsbug: Wärmebildkameras und Akustik-Sender

Um diese Unfälle wirksam zu verhindern, setzt das Forscherteam auf ein mehrstufiges technologisches Erfassungssystem. Zum Einsatz kommen unter anderem:

• Akustische Saugnapf-Marken (DTAGs): Diese temporär an den Tieren angebrachten Sensoren zeichnen das Tauchverhalten, Schwimmwinkel und akustische Signale der Wale detailliert auf.
• Infrarot-Wärmebildkameras: Am Bug von Schiffen montiert, scannen diese Kameras kontinuierlich die Wasseroberfläche, um die Körperwärme auftauchender Wale zu erfassen.
• Echtzeit-Datenverarbeitung: Algorithmen analysieren das Videomaterial sekundenschnell auf charakteristische Wärmemuster.

Die praktische Erprobung der Wärmebildsysteme erfolgte unter realen Navigationsbedingungen an Bord von zwei Schnellfähren der Reederei Fred. Olsen Express.

Künstliche Intelligenz trotzt Calima, Wellen und Sonnenreflexionen

In der Praxis stehen optische und thermische Messsysteme auf dem Atlantik vor gewaltigen Herausforderungen. Starker Wellengang, helle Sonnenreflexionen auf der Wasseroberfläche oder der auf den Kanaren häufig auftretende Saharastaub (Calima) reduzieren den thermischen Kontrast erheblich und erschweren die automatische Erkennung.

Um diese Fehlerquellen zu minimieren, entwickelte Olivia Marín ein spezielles Modell auf Basis von Künstlicher Intelligenz und Maschinellem Lernen. Das KI-Modell ist in der Lage, die Sichtbarkeitswahrscheinlichkeiten unter den jeweils herrschenden Wetter- und Ozeanbedingungen präzise vorherzusagen. Es filtert Störsignale wie Gischt oder Hitzereflektionen heraus und bewertet kontinuierlich die Zuverlässigkeit der Sensordaten.

Frühwarnsystem direkt auf die Kommandobrücke

Das finale Ziel der Entwicklungen ist ein vollständig automatisiertes und hochverlässliches Frühwarnsystem. Sobald das Sensoren-Netzwerk einen Wal im Kursbereich des Schiffes identifiziert, wird ohne Verzögerung ein Signal direkt an die Navigationsbrücke übermittelt.

Diese frühzeitige und eindeutige Warnung gibt der Schiffsführung wertvolle Zeit, um die Fahrtgeschwindigkeit zu drosseln oder geringfügige Kurskorrekturen vorzunehmen, ohne den Schiffsbetrieb zu gefährden. Durch den Einsatz moderner Technologie soll das friedliche Nebeneinander von regionalem Seeverkehr und dem Schutz bedrohter Meeresriesen auf den Kanarischen Inseln langfristig gesichert werden. – MF

Quellenhinweis: Die wissenschaftlichen Grundlagen und Details zu diesem Beitrag basieren auf Veröffentlichungen der Universität La Laguna

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