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Mitglieder aus der Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring.  Es fehlen: Kevin Köser, Anne Jordt, Mareike Kampmeier und Jochen Mohrmann. Foto: Meike Klischies. GEOMAR

Mitglieder aus der Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring. Es fehlen: Kevin Köser, Anne Jordt, Mareike Kampmeier und Jochen Mohrmann. Foto: Meike Klischies. GEOMAR

Bertrand Beunaiche (2.v.r.; ENSTA Bretagne, Brest) untersuchte für seine Masterarbeit Rückstreuintensitäten von Fächerecholoten auf ihre Richtungsabhängigkeit hin. Unterstützt wurde er von den Doktoranden Jochen Mohrmann, Mareike Kampmeier und Iason-Zois Gazis aus der Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring Foto: Meike Klischies, GEOMAR

Bertrand Beunaiche (2.v.r.; ENSTA Bretagne, Brest) untersuchte für seine Masterarbeit Rückstreuintensitäten von Fächerecholoten auf ihre Richtungsabhängigkeit hin. Unterstützt wurde er von den Doktoranden Jochen Mohrmann, Mareike Kampmeier und Iason-Zois Gazis aus der Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring Foto: Meike Klischies, GEOMAR

Die Manganknollendichte konnte automatisch in 34.200 Bildern in einem 500 mal 400 Meter großen Gebiet bestimmt werden. In einer Auflösung von nur 25 mal 25 Zentimeter zeigen sich die Pflugmarken von 1989 immer noch sehr deutlich. Bild: Timm Schoening, GEOMAR

Die Manganknollendichte konnte automatisch in 34.200 Bildern in einem 500 mal 400 Meter großen Gebiet bestimmt werden. In einer Auflösung von nur 25 mal 25 Zentimeter zeigen sich die Pflugmarken von 1989 immer noch sehr deutlich. Bild: Timm Schoening, GEOMAR

Eine automatische Detektion erkennt Manganknollen und grenzt sie ein (grüne Umrandung). Die Größen der Ellipsoide werden für die statistische Abschätzung der Knollendichte und Ressourcenabschätzungen genutzt. Bild: Daniel O.B. Jones, NOC Southampton

Eine automatische Detektion erkennt Manganknollen und grenzt sie ein (grüne Umrandung). Die Größen der Ellipsoide werden für die statistische Abschätzung der Knollendichte und Ressourcenabschätzungen genutzt. Bild: Daniel O.B. Jones, NOC Southampton

Durch eine automatische Bildanalyse ist es möglich, auch in Videos Korallenfauna und Substratklassen quantitativ zu identifizieren. Daten wurden unter anderem während einer MIDAS Fahrt mit FS PELAGIA am Condor Seamount in der Nähe der Azoren aufgenommen (Link zum Video siehe unten)

Durch eine automatische Bildanalyse ist es möglich, auch in Videos Korallenfauna und Substratklassen quantitativ zu identifizieren. Daten wurden unter anderem während einer MIDAS Fahrt mit FS PELAGIA am Condor Seamount in der Nähe der Azoren aufgenommen (Link zum Video siehe unten)

Im Projekt UDEMM kartiert Doktorandin Mareike Kampmeier ein Sperrgebiet in der Ostsee mit hochauflösendem Fächerecholot. Neben einem Monitoringverfahren entwickelt sie anhand der erhobenen Daten eine Methode zur automatischen Detektion der Minen sowie ihrer Umlagerung und der des Sediments. Foto: Christoph Kersten, GEOMAR

Im Projekt UDEMM kartiert Doktorandin Mareike Kampmeier ein Sperrgebiet in der Ostsee mit hochauflösendem Fächerecholot. Neben einem Monitoringverfahren entwickelt sie anhand der erhobenen Daten eine Methode zur automatischen Detektion der Minen sowie ihrer Umlagerung und der des Sediments. Foto: Christoph Kersten, GEOMAR

Gesichtserkennung am Meeresboden

Die Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring

Ressourcen in der Tiefsee nutzen oder schützen? Die Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring in der Forschungseinheit Marine Geosysteme im Forschungsbereich Marine Biogeochemie am GEOMAR setzt innovative Technologien ein, um diese Frage zu beantworten. Geleitet wird die Gruppe, die mittlerweile aus 20 Mitgliedern aus unterschiedlichen Fachrichtungen besteht, von Prof. Dr. Jens Greinert.

Jens Greinert, der 2013 im Rahmen der Helmholtz-Rekrutierungsinitiative ans GEOMAR zurückkam, war bereits zu Beginn seiner wissenschaftlichen Karriere an den Vorläuferinstituten Geomar bzw. IFM-GEOMAR tätig und unter anderem an der Entwicklung von Tiefseeobservatorien (Lander) und darauf installierten Messtechniken beteiligt. Heute hat seine Arbeits­gruppe mehrere Schwerpunkte, der Einsatz innovativer Mess-und Beobachtungssysteme ist das verbindende Element.

Im Bereich Marine Ressourcen geht es zum einen um eine bessere quantitative Abschätzung vorhandener Ressourcen, wie zum Beispiel Manganknollen, aber auch um die flächige Erfassung von Organismen, die in diesen Gebieten vorkommen. Dazu wird eine Art „Gesichtserkennungverfahren“ entwickelt, mit dessen Hilfe die Manganknollen, aber auch die dort befindlichen Organismen automatisch erkannt werden sollen. „Dazu müssen wir die Software erst mal trainieren, damit möglichst viel automatisch detektiert werden kann“, sagt Jens Greinert. Für die genauere Identifizierung und Klassifizierung von Organismen ist dann aber noch der Mensch weiterhin sehr wichtig. „Wenn man ein Meeresbodenbild mit einer Größe von sieben Fußballfeldern mit einer Auflösung von fünf Millimetern anschauen muss, ist es sehr hilfreich, wenn am Ende des Tages nur noch wenige hundert Einzelbilder für die biologischen Bestimmung der gefundenen Organismen übrig bleiben“, so Greinert weiter. Für die Bestimmung der Organismen wird die Kieler Arbeitsgruppe von englischen Kolleginnen und Kollegen des National Oceanography Centre (NOC) in Southampton im Rahmen des JPI-Oceans Projektes Ecological Aspects of Deep-Sea Mining unterstützt.
Ein zweiter Schwerpunkt der Arbeitsgruppe liegt in der Quantifizierung von Gasflüssen vom Meeresboden in die Wassersäule und weiter in die Atmosphäre. „In meiner früheren Zeit am GEOMAR haben wir einen Lander zum hydroakustischen Monitoring von Gasblasenflüssen konzipiert“, erläutert Jens Greinert. „Jetzt haben wir zusätzlich eine optische Methode entwickelt, die lokal Gasblasengrößen und –flüsse erfassen kann. Dies ist wichtig, um auch schiffsbasierte hydroakustische Messungen mit Singlebeam- und Multibeam-Systemen kalibrieren zu können, und somit die wirkliche Quellstärke natürlicher aber auch anthropogener Methanquellen über große Flächen und längere Zeiträume richtig zu bestimmen. Nur so ist es möglich, den wirklichen Einfluss mariner Methanquellen auf atmosphärische Treibhausgas-Konzentrationen zu verstehen.“

Gemeinsam mit anderen Forschungsgruppen geht es Jens Greinert und seinem Team auch verstärkt um robotische Anwendungen, Messsysteme auf verschiedenen Plattformen zu integrieren und mit künstlicher Intelligenz auszustatten. Dies erfolgt auch im Rahmen der großen Helmholtz-Initiative MOSES (Modular Observation Solutions for Earth Systems) oder des EU-Projektes ROBUST. Dabei sind die Wissenschaftler nicht ausschließlich in der Tiefsee unterwegs. „Wir arbeiten im Rahmen des UDEMM Projektes zur Umweltüberwachung vor, während und nach der Delaboration von Munition im Meer auch sehr küstennah im Flachwasser der Kieler Bucht. Hierbei können Technologien getestet werden, die später einmal in der Tiefsee angewendet werden sollen,“ sagt Jens Greinert.

„Ich glaube, wir verfügen am GEOMAR mit seiner multidisziplinären Ausrichtung und fachlichen Expertise in der Geräteentwicklung und Sensorik auch international über ein sehr hohes Potential, innovative Mess- und Beobachtungsverfahren für die Meeresforschung zu entwickeln und zu implementieren. Wenn wir jetzt versäumen, uns hier als GEOMAR gemeinsam verstärkt aufzustellen, werden wir eher früher als später das Nachsehen haben“, so Greinert ausblickend.

 

 

Mitglieder aus der Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring.  Es fehlen: Kevin Köser, Anne Jordt, Mareike Kampmeier und Jochen Mohrmann. Foto: Meike Klischies. GEOMAR

Mitglieder aus der Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring. Es fehlen: Kevin Köser, Anne Jordt, Mareike Kampmeier und Jochen Mohrmann. Foto: Meike Klischies. GEOMAR

Bertrand Beunaiche (2.v.r.; ENSTA Bretagne, Brest) untersuchte für seine Masterarbeit Rückstreuintensitäten von Fächerecholoten auf ihre Richtungsabhängigkeit hin. Unterstützt wurde er von den Doktoranden Jochen Mohrmann, Mareike Kampmeier und Iason-Zois Gazis aus der Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring Foto: Meike Klischies, GEOMAR

Bertrand Beunaiche (2.v.r.; ENSTA Bretagne, Brest) untersuchte für seine Masterarbeit Rückstreuintensitäten von Fächerecholoten auf ihre Richtungsabhängigkeit hin. Unterstützt wurde er von den Doktoranden Jochen Mohrmann, Mareike Kampmeier und Iason-Zois Gazis aus der Arbeitsgruppe Tiefseemonitoring Foto: Meike Klischies, GEOMAR

Die Manganknollendichte konnte automatisch in 34.200 Bildern in einem 500 mal 400 Meter großen Gebiet bestimmt werden. In einer Auflösung von nur 25 mal 25 Zentimeter zeigen sich die Pflugmarken von 1989 immer noch sehr deutlich. Bild: Timm Schoening, GEOMAR

Die Manganknollendichte konnte automatisch in 34.200 Bildern in einem 500 mal 400 Meter großen Gebiet bestimmt werden. In einer Auflösung von nur 25 mal 25 Zentimeter zeigen sich die Pflugmarken von 1989 immer noch sehr deutlich. Bild: Timm Schoening, GEOMAR

Eine automatische Detektion erkennt Manganknollen und grenzt sie ein (grüne Umrandung). Die Größen der Ellipsoide werden für die statistische Abschätzung der Knollendichte und Ressourcenabschätzungen genutzt. Bild: Daniel O.B. Jones, NOC Southampton

Eine automatische Detektion erkennt Manganknollen und grenzt sie ein (grüne Umrandung). Die Größen der Ellipsoide werden für die statistische Abschätzung der Knollendichte und Ressourcenabschätzungen genutzt. Bild: Daniel O.B. Jones, NOC Southampton

Durch eine automatische Bildanalyse ist es möglich, auch in Videos Korallenfauna und Substratklassen quantitativ zu identifizieren. Daten wurden unter anderem während einer MIDAS Fahrt mit FS PELAGIA am Condor Seamount in der Nähe der Azoren aufgenommen (Link zum Video siehe unten)

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