Wissenschaftler demonstrieren Technologie-Wiederverwendungsprogramm für die Meeresüberwachung

© Bazaruto Zentrum für wissenschaftliche Studien

© Bazaruto Zentrum für wissenschaftliche Studien

Previous Next

Ein wissenschaftlicher Durchbruch gibt intelligenten Bojen, die ursprünglich zur Ortung von Fischen für die globale Thunfischindustrie entwickelt wurden, ein zweites Leben in einem Ozeanobservatorium und demonstriert damit, wie Technologietransfer und -wiederverwendung die Überwachung mariner Ökosysteme verändern, den Meeresschutz und die Nachhaltigkeit voranbringen und neue Möglichkeiten zur Messung, Überwachung und Überprüfung von Naturschutzmaßnahmen in der globalen blauen Wirtschaft eröffnen können.

Eine heute in Scientific Reports veröffentlichte Studie von Wissenschaftlern des Bazaruto Center for Scientific Studies (BCSS) Ocean Observatory und der spanischen Meerestechnologieunternehmen Satlink und Universal Plastic (UP) zeigt erstmals, wie umfunktionierte Fischerei-Echolotbojen in ein Meeresobservatorium zur Überwachung des Meeresschutzes integriert werden können. Die Forschung liefert einen Machbarkeitsnachweis für die Umwandlung bestehender Industrietechnologie in eine skalierbare Infrastruktur für den Meeresschutz und schafft so Möglichkeiten für eine zugängliche, häufige und geografisch flächendeckende Überwachung der Weltmeere.

Über die Überwachung des Meereslebens hinaus könnte die Technologie künftig eine neue Quelle für Umweltdaten liefern, um die Leistungsfähigkeit von Meeresschutzgebieten zu bewerten, die Ergebnisse von Fischerei- und Lebensraumwiederherstellungsmaßnahmen zu messen, Investitionen in den Naturschutz zu unterstützen und Systeme für Monitoring, Berichterstattung und Verifizierung (MRV) für die wachsende maritime Wirtschaft zu entwickeln. Solche Anwendungen erfordern längere Einsatzzeiten, eine unabhängige biologische Kalibrierung und standardisierte Überwachungsprotokolle.

Laut der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) repräsentiert die globale Thunfischindustrie einen Markt mit einem jährlichen Volumen von rund 45 Milliarden US-Dollar. Diese Industrie nutzt satellitengestützte intelligente Bojen, die an ihren treibenden Fischfanggeräten befestigt sind, um deren Position zu überwachen und die Rückverfolgbarkeit zu verbessern. Diese intelligenten Bojen sind mit verschiedenen Sensoren, wie beispielsweise eingebauten Echoloten, ausgestattet, die wertvolle Daten per Satellit an die Fangflotten übermitteln. Obwohl diese Daten bisher hauptsächlich für die Fischerei genutzt wurden, bergen sie auch Potenzial für die Wissenschaft und die Meeresforschung.

Technologietransfer für einen nachhaltigen Ozean

Das Kreislaufwirtschaftsprogramm Project ReCon von Satlink gibt ausgedienten Fischereibojen eine zweite Bestimmung. Die Initiative, die 2022 in Australien startete, erreicht mittlerweile 25 Länder und Gebiete und mehr als 75.000 km Küstenlinie. 25 Fischereiunternehmen beteiligen sich. BCSS trat dem Projekt 2024 bei und ist nun ReCon-Partner in fünf ostafrikanischen Ländern.

Satlink stellt die Technologie für intelligente Bojen, die akustische Signalverarbeitung, die Satellitenanbindung und die Softwareinfrastruktur bereit, während das Projekt ReCon die Bergung und Wiederverwendung von industrieller Fischereiausrüstung für wissenschaftliche und umweltbezogene Anwendungen ermöglicht. Das BCSS Ocean Observatory steuert die wissenschaftliche Expertise und Infrastruktur bei, um diese Technologien in sein langfristiges Ozeanobservatorium zu integrieren und so die industrielle Fischerei mit dem Meeresschutz zu verbinden.

Mehr als 20 Satlink-Bojen wurden mit Unterstützung lokaler Gemeinschaften entlang der Küsten Südafrikas, Mosambiks, Tansanias, Kenias und Madagaskars geborgen und an der BCSS-Forschungsstation auf der Insel Benguerra überholt. Im Juni und Juli 2025 setzte das Team Bojen in Korallenriffen, an Seebergen, Felsnadeln und einem Testgebiet im Schelfbereich des Bazaruto-Archipels aus und kombinierte dabei feste Stationen mit kontrollierten Driftbojen-Untersuchungen. Ihre Echolote überwachten relative akustische Biomasse-Signale bis zu einer Tiefe von 115 Metern und übermittelten die Messwerte nahezu in Echtzeit per Satellit.

Die Studie generierte 393 akustische Aufzeichnungen und 1.281 Tiefenschichtbeobachtungen, die durchgängig 20–40 % stärkere akustische Signale in der Nacht aufzeigten. Diese wurden mit über 20 Umweltvariablen des BCSS Ocean Observatory und unabhängigen Tauchuntersuchungen integriert, die 14–20 marine Megafauna-Taxa pro Hauptstandort dokumentierten.

Obwohl die akustischen Signale nicht unabhängig auf die absolute Fischbiomasse oder einzelne Arten kalibriert wurden, demonstrieren die Ergebnisse eine neue Überwachungsmöglichkeit und schaffen eine wissenschaftliche Grundlage für skalierbare, langfristige Ozeanbeobachtungsnetzwerke, die den Meeresschutz und die zukünftige Umweltverifizierung unterstützen.

Ausweitung der Meeresüberwachung von lokalen Observatorien auf globale Netzwerke

Dieser Ansatz könnte Forschungsschiffe, Unterwassergleiter und Satelliten ergänzen und dazu beitragen, die Lücken zwischen den unregelmäßigen Messkampagnen zu schließen. So wie das globale Argo-Bojennetzwerk unser Verständnis von Meerestemperatur und Salzgehalt revolutioniert hat, könnten Netzwerke umfunktionierter intelligenter Bojen die biologische Überwachung kontinuierlicher und zugänglicher machen.

Die Forscher entwerfen ein modulares Überwachungssystem, in dem umfunktionierte intelligente Bojen zusammen mit anderen wissenschaftlichen Technologien eingesetzt werden, darunter Unterwasserhydrophone, ferngesteuerte Kameras, Umweltsensoren, Biodiversitätserhebungen und potenziell zukünftige Systeme zur Artenidentifizierung. Integriert könnten diese Technologien komplementäre Informationen über marine Biomasse, Biodiversität, Lebensraumbedingungen, Unterwassergeräusche und Umweltveränderungen sammeln.

Das System ließe sich von einzelnen Riffen und Meeresschutzgebieten auf Inselgruppen, nationale Gewässer und schließlich auf regionale Meeresbeobachtungsnetze ausweiten. Die Nutzung bestehender industrieller Hardware, Satellitenkommunikation und digitaler Dateninfrastruktur bietet die Möglichkeit, kostengünstigere Überwachungslösungen zu erforschen, insbesondere in Entwicklungsländern mit begrenzter konventioneller Meeresforschungsinfrastruktur.

Die Partnerschaft zwischen BCSS und Satlink bietet ein erstes Modell für diese Expansion im westlichen Indischen Ozean, indem sie regionale Wiederherstellungsnetzwerke mit einer etablierten lokalen wissenschaftlichen Infrastruktur und einem globalen Anbieter von Meerestechnologie kombiniert.

Kreislaufinnovation, Nachhaltigkeit und die Zukunft der Überwachung der Plastikverschmutzung

Die Studie wurde von Universal Plastic, einem Wissenschafts- und Technologieunternehmen mit Sitz in Gijón, Spanien, im Rahmen des EU-Programms NextGenerationEU (Projekt SEDIA) mitfinanziert. Aufbauend auf dem Machbarkeitsnachweis untersuchen Forschende des BCSS nun, wie umfunktionierte Bojennetze ein breiteres Spektrum an Meeresüberwachung ermöglichen könnten, darunter die Überwachung der Plastikverschmutzung sowie des Meereslebens und der Meeresbedingungen. In Zusammenarbeit mit dem BCSS erforscht Universal Plastic, wie erweiterte Sensorik und die Integration komplementärer Technologien zusätzliche Formen der Meeresbeobachtung unterstützen können, darunter die Überwachung der Plastikverschmutzung im Meer und die Bewertung von Umweltbelastungen.

Das BCSS Ocean Observatory sammelt seit 2017 kontinuierlich ozeanografische, Wetter- und Meereslebewesenbeobachtungen im Bazaruto-Archipel und stellt frei zugängliche wissenschaftliche Datensätze zur Verfügung. Das überwiegend aus Mosambikanern bestehende Team arbeitet im Rahmen einer innovativen Resort-to-Research-Partnerschaft (R2R) mit dem Kisawa-Schutzgebiet zusammen und verbindet so langfristige Meeresforschung, Naturschutz, Einbindung der lokalen Bevölkerung und nachhaltigen Tourismus.

Die Studie über intelligente Bojen fügt dieser langfristigen Forschungsplattform eine neue technologische Dimension hinzu und zeigt, wie Kooperationen zwischen Unternehmen der Meerestechnologie, wissenschaftlichen Einrichtungen und auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Unternehmen wissenschaftliche Erkenntnisse sowie potenzielle ökologische und ökonomische Anwendungen hervorbringen können.