Vetenskapen och tekniken som kan hjälpa till att rädda havet

I samarbete med Esri

Här på jorden har vi mer detaljerade kartor över Mars än över vårt eget hav, och det är ett problem. En enorm kraft för att överleva klimatförändringarna, havet absorberar 90 % av den värme som orsakas av utsläpp och genererar 50 % av det syre vi andas. Vi har havet att tacka för så många aspekter av vår säkerhet och vårt välbefinnande, säger Dawn Wright, oceanograf och chefsforskare vid leverantören av geografiska informationssystem (GIS) Esri, som noterar att havet också tillhandahåller förnybar energi, en viktig matkälla, och en transportkorridor för inte bara fartyg utan undervattenskablar för internet.

Nu stöder samma typ av smarta kartor och geospatial teknik som vägleder utforskning av yttre rymden strävan efter att bättre förstå och skydda vårt hav. För första gången kan vår kunskap om havet närma sig vår kunskap om landet, säger Wright. Vi kan förvandla det okända djupet till det kända djupet.

GIS – den platsintelligensteknik som företag och regeringar använder för allt från riskreducering till krishantering, marknadsanalys till operativ effektivitet – gäller även för havet. Logiken är enkel: havet stödjer en hållbar planet och ekonomi, och datarika kartor kan stödja ett hållbart hav.

Dawn Wright, oceanograf och chefsforskare vid Esri

'Ton och ton av vacker data'

Mer än 80 % av havsbotten förblir omartad, men omfattande havskartor kommer att vara avgörande för att komma till rätta med problemen med överfiske, förstörelse av livsmiljöer, föroreningar och förlust av biologisk mångfald. Det är lätt, och vid det här laget en kliché, att säga rädda vårt hav, men en datadriven karta tvingar människor att se varför havet behöver sparas, var man ska börja och vad som behöver göras. Att se havet i dess verkliga djup och komplexitet är precis vad vi behöver om vi hoppas kunna minska risken för att allvarligt skada eller uttömma marina resurser, säger Wright.

Sedan lanseringen 2017 har världens första 3D-havskarta sporrade en revolution av innovation inom havrelaterad data och hållbarhetslösningar. Den digitala havskartan i 3D sorterar globala vattenmassor i 37 distinkta volymetriska regioner, kända som ekologiska marina enheter, definierade av faktorer i ekosystemets hälsa och återhämtning: temperatur, salthalt, syre och näringsnivåer. Forskare, miljöförvaltare, fiskare och avlastare, såväl som medborgarforskare kan använda kartan för att virtuellt navigera och utforska havet.

Det som gör 3D-kartan över världshavet möjlig är företagsteknologin som kan samla in och bearbeta data som kommer i enorma volymer och variationer. Och det finns mer data på väg. Hela den här idén om marin robotik är en av de stora framtidsvisionerna för havet, säger Wright. Robotik och sensorer och andra instrument skapar massor av vackra data.

När de väl har samlats in går dessa datavolymer in i ett GIS där de hanteras och bearbetas, med hjälp av artificiell intelligens (AI) för att snabbt identifiera och klassificera information. Utdata från GIS, ofta kallad platsintelligens, kommer igenom som smarta kartor, rumslig analys och instrumentpaneler i realtid – samma typ som setts över hela världen det senaste året för att spåra och analysera coronavirus-pandemin. Dessa GIS-drivna interaktiva datavisualiseringsverktyg ger klarhet även i de mest komplexa frågorna och hjälper till att styra policy- och kommersiella beslut baserat på ett gediget grepp om vad som händer nu och vad som kommer att hända härnäst.

Vi kan till och med göra förutsägelser i termer av vad data kommer att berätta för oss 2030, förklarar Wright. Hur varm kommer Floridas kust att vara 2050? Kommer de temperaturerna att döda sjögräset i det området? Kommer dessa temperaturer att resultera i ett rött tidvatten runt Tampa som kommer att vara så giftigt att det kommer att döda allt fiske där?

'Havet är sårbart'

Wright växte upp på Hawaiiöarna och arbetade i Amerikanska Samoa och förstår havet som en helig plats. Den känslan styr hennes arbete nu med andra vetenskapsmän, regeringsledare och företagsledare. Jag vill att folk ska förstå att havet är sårbart, säger Wright. Det vi gör med havet just nu får enorma konsekvenser. Vårt vardagsväder och vårt långsiktiga klimat är helt beroende av havet.

För Wright representerar upprättandet och upprätthållandet av skyddade marina områden, som Cook Islands Marine Park utanför Nya Zeeland och Papahānaumokuākea Marine National Monument i USA, en triumf för att hålla havet skyddat. Hittills har bara 7 % av havet markerats som skyddat, jämfört med 15 % av landet. Även om vi har cirka 7 % av havet skyddat i dessa parker eller reservat, är mindre än hälften av det ett område där du inte får fiska eller ta koraller eller ta de vackra klipporna, förklarar Wright. Så vi har en lång, lång, lång väg dit.

De ekologiska marina enheterna består av cirka 52 miljoner globala havsmätningar som samlades in under en 50-årsperiod och ger en 3D-vy av världshaven.

Skyddade områden, prediktiva kartor och vädjanden från forskare påverkar verkligen företags- och policybeslut. Lägg därtill ökande klimatrisk och globalt tryck för socialt ansvar. Dessa incitament, och de GIS-verktyg som behövs för att reagera, motiverar ledare att implementera nya initiativ.

Till exempel arbetar rederier för att minska utsläppen av växthusgaser med designa mer effektiva fartyg , ett drag som främjar hållbarhetsfrågan samtidigt som företagets kostnader minskar. Branscher som detaljhandel och tillverkning sätter cirkulär ekonomis principer på plats för att återvinna eller återvinna material efter att produkten har slutfört sin ursprungliga användning. Vattenbruksföretag är välja ut bästa platser för ansvarsfull fiskodling att hjälpa till att minska överfiske, uppmuntra restaurering av akvatiska ekosystem och återställa hotade arter.

Sådana ansträngningar för oss mot visionen om ett hållbart hav och därmed en hållbar planet. Även om Wright känner sig säker med så mycket avancerad teknik – det är en bra tid att kartlägga – det som är mindre säkert är om det arbete som forskare, regeringar och företag gör kommer att räcka eller avstå från resultat snart nog.

'Havet är inte för stort för att misslyckas'

Bekymrat över ökande hot mot havet har FN utropat 2021 till 2030 till decenniet av havsvetenskap för hållbar utveckling. Det är som Paris Climate Accord för havet, säger Wright. För mig är det månbilden … att ha något så fokuserat för alla – regeringar, universitet, ideella organisationer – det här är en riktigt stor push.

Ett antal viktiga havskartläggningsprojekt befinner sig redan i olika stadier av utveckling och genomförande. Till exempel har Seabed 2030 det ambitiösa målet att kartlägga hela havsbotten till år 2030. Kartan över biologisk mångfald delar habitatmodeller för mer än 2 200 arter i riskzonen i det angränsande USA, med AI-prediktorlager för arters livskraftsbaserade om utvecklingsplaner och miljöfaktorer. Och Ocean Health Index utvärderar årligen havshälsa genom att titta på sociala, ekologiska och ekonomiska fördelar för att påskynda framstegen i havspolitiken.

Sådana projekt kommer att hjälpa socialt ansvarstagande företag (de som bygger hållbarhetslösningar för att matcha affärsmöjligheter) att uppnå vinst och samtidigt bevara havet. Deras arbete kretsar ofta kring komplexa och realtidsdata, lagrade och bearbetade med GIS, och presenterade på smarta kartor och datavisualiseringar med GIS. Platsinformation hjälper företag – särskilt sjöfart, energi, logistik och fiskeindustrier – frågor som följande:

• Var skulle vindkraftverk till havs ha minst inverkan på det kommersiella fisket?
• Vart ska en ny transatlantisk undervattenskommunikationskabel gå för att undvika störningar av pilgrimsmusslor, sällsynta djuphavskoraller eller sandgruvor som behövs för strandrestaurering?
• Var finns lämpliga områden för fartyg att transitera i Arktis (nu när det inte längre är täckt med is året runt) för att minimera påverkan på känsliga ekosystem?

När världen långsamt kommer ut ur pandemin och går in i FN:s decennium av havsvetenskap för hållbar utveckling, kan den göra det med att veta att företag, forskare och beslutsfattare har makten att göra smartare val för människor och planeten.

Dessa val kommer att styras av omfattande data om havet, tekniken för att kartlägga viktig information och förståelsen för hur, när och var man ska ingripa. Grundbulten kommer att göra hållbarhetsval i tid. Det visar sig att havet inte är för stort för att misslyckas, tyvärr, säger Wright. Den goda nyheten är att den inte heller är för stor att fixa.

Detta innehåll producerades av Insights, den anpassade innehållsdelen av MIT Technology Review. Den skrevs inte av MIT Technology Reviews redaktion.

Dölj