I somras lyckades forskare samla in fantastiska drönarbilder på både vikare och valrossar. I en fjord, St. Jonsfjorden, hittades tolv vikare utspridda över hela fjorden, vilande på fastisen. Men att närma sig och identifiera dessa individer är mycket utmanande. Eftersom vikare jagas av isbjörnar kommer alla däggdjur – antingen gå på fyra eller två ben – att undvikas till varje pris.

"Genom att använda en drönare lyckades vi ta högupplösta bilder av vikare på isen som vilade bredvid deras andningshål. Utifrån dessa bilder kan arten lätt identifieras", säger Geert Aarts, projektledare för Arctic Seal-projektet. För denna specifika region fick forskarna även Maxar-satellitbilder.

Eftersom isen är landlåst och inte rör sig, är placeringen av andningshål praktiskt taget fixerade. Därför kunde forskarna matcha de enskilda sälarna som finns på drönarbilden direkt till andningshålen som syns på satellitbilderna. "Även om vi var medvetna om potentialen hos sådana satellitbilder för att observera däggdjur från rymden, slogs vi när vi märkte vita linjer över isskölden som förbinder vikarens andningshål. I denna avlägsna och fientliga miljö kan detta bara betyda en sak, isbjörnsspår".

Maskinlära sig att räkna arktiska däggdjur

Upplösningen på satellitbilder har förbättrats avsevärt under det senaste decenniet. Dessa satelliter som kretsar runt jorden på en höjd av mer än 600 km kan fotografera vilken plats som helst på jordens yta med en upplösning på 30 x 30 cm. Genom att även nedskala drönarbilderna av hög kvalitet till 30 x 30 cm upplösning kan forskarna skapa ett foto som efterliknar satellitbilderna från rymden.

"Så småningom kan dessa bilder sedan matas till en maskininlärningsalgoritm och användas för att träna ett neuralt nätverk", säger Jeroen Hoekendijk, Ph.D. kandidat, som ingick i forskargruppen och arbetar tillsammans med EPFL för att vidareutveckla dessa tekniker. Genom att tillämpa detta tränade nätverk på satellitbilder hoppas forskare att automatiskt kunna upptäcka sälar i dessa avlägsna och fientliga regioner.

Sälarter använder polarisen på olika sätt

Sälar och valrossar är särskilt rikliga i de arktiska områdena. Var och en av dessa pinniped-arter har sina egna unika egenskaper och förhållande till havsisen.

Vikare gör till exempel andningshål i havsisen som är fäst vid kusten. Dessa andningsrör kan vara flera meter långa och förbinder havsvattnet under isen med luften ovanför. Genom att använda sina klor på sina främre simfötter förhindrar de att dessa andningshål fryser. Under de långa och mörka vintermånaderna är dessa andningshål täckta av snö. Dessa snöhålor erbjuder sina valpar ett visst skydd mot de tuffa förhållandena utanför.

Däremot vilar grönlandssälar och föder på den drivande packisen. Denna packis täcker större delen av nordpolsregionen på vintern och förbinder alla landmassor i polarområdet, men minskar i storlek under sommarmånaderna. Till skillnad från snabbis driver packisen och kan röra sig flera kilometer per dag.

Plötsliga förändringar i ström och vindriktning kan snabbt orsaka ett haveri av grönlandssälens födelseplattform. Valrossar använder sig också av packisen, men individer kan också hittas vilande på land. Under forskningsexpeditionen på Svalbard i somras lyckades forskarna också samla in drönarbilder från valrossar som kan hjälpa andra att utveckla liknande maskininlärningstekniker för denna art.

Byter snabbt hem

I slutändan hoppas forskarna kunna använda dessa fjärranalystekniker för att lokalisera sälar i Arktis. På grund av klimatförändringarna förändras deras hem snabbt. Detta är särskilt fallet för Norra Barents hav och öarna Svalbard och Franz Josef Land.

Denna region är den snabbaste uppvärmningsplatsen på jorden, med medeltemperaturer som stiger med 2,7˚Celsius per decennium, och till och med 4˚Celsius per decennium under höstmånaderna. Därför är det angeläget att veta vilka livsmiljöer sälar är beroende av för att studera effekten av klimatförändringar och bevara dessa arter. + Utforska vidare

Forskare hittar konsekventa kvicksilvernivåer i arktiska sälar