Til hovedinnhold

Trondheimsfjorden har fått et flytende havlaboratorium

Et flytende laboratorium bestående av to selvdrevne forskningsbøyer skal undersøke livet i Trondheimsfjorden og teste ut ny havforskningsteknologi. Utstyret forsyner seg selv med strøm, og krever ingen fast bemanning.
Et flytende laboratorium på vei ut i fjorden. Utstyret blir en sentral del av storsatsingen OceanLab, og vil gi oss ny og bedre kunnskap om alt fra dyreplankton til miljøendringer og ny sensor-teknologi. Foto: SINTEF
Et flytende laboratorium på vei ut i fjorden. Utstyret blir en sentral del av storsatsingen OceanLab, og vil gi oss ny og bedre kunnskap om alt fra dyreplankton til miljøendringer og ny sensor-teknologi. Foto: SINTEF

Havforskning: Like ved den lille øya Munkholmen, utenfor Trondheim, sjøsettes nå den første av to observasjonsbøyer som skal samle inn data fra Trondheimsfjorden. Med en størrelse på fem meter i diameter og en signalgul farge vil bøyen være enkel å få øye på fra land.

Å kalle dette en bøye er muligens en underdrivelse. Et flytende laboratorium er nok en bedre beskrivelse, sier SINTEF-forsker Emlyn Davies.

Han jobber med havforskning og har vært med på å utvikle utstyret som vil foreta kontinuerlige målinger av havmiljødata.  Forskningsbøyen vil være viktig for testing av havsensorteknologi og utdanning av framtidens havforskere.

Informasjonen fra bøyene skal brukes til blant annet økt miljøforståelse, utvikle og oppdatere modeller. Havmodeller kan varsle og predikere for eksempel strømforhold og algeoppblomstringer, men det er behov for mer kunnskap for å utvikle dem mer.

I tillegg skal det flytende laboratoriet  bidra til å gjøre den lokale miljøpolitikken mer kunnskapsbasert.

Viktig del av «OceanLab»

Den andre bøyen, som har en diameter på omkring to meter, skal ligge utenfor Ingdalen i Orkland kommune.

Begge bøyene inngår i OceanLab, som er en av verdens mest avanserte datainnsamlingsplattformer for havforskning.

Ifølge Davies er OceanLab en ny og toppmoderne nasjonal forskningsinfrastruktur som etableres i Trondheim, og er et samarbeid mellom SINTEF og NTNU, finansiert av Norges forskningsråd. OceanLab skal bidra til forskning om undervannsrobotikk, akvakultur, autonom shipping og miljøforskning. Observasjonsbøyene er spesielt viktig for økt forståelse av miljøet i fjorden.

Tilbyr sanntidsdata til alle

Dataene som samles inn, vil gjøres tilgjengelig i sanntid for alle som er interessert via en digital plattform.

Etter hvert som vi utvikler nye måter å utnytte ressursene i havet, øker også behovet for å samle inn data. Det er viktig for å kunne utvikle gode havmodeller og gjøre utviklingen i  havet forutsigbar, som også er et av målene for FNs havtiår. Dette vil gi oss mer kunnskap om konsekvensene av det vi gjør. Et eksempel på dette er den økende interessen for å høste mer av de minste organismene, som for eksempel raudåte og krill. Dataene vi samler inn vil gi en bedre forståelse av hvordan dette påvirker miljøet, sier Davies.

Henter inn stor mengde havforsknings-data

Bøyen utenfor Munkholmen vil hente inn data om alt som skjer i nærheten av den, som vær, bølger, strøm og temperatur, og er spesielt utstyrt for å overvåke livet under vann.

Den vil ha en rekke funksjoner, inkludert partikkelavbildning, akustisk kommunikasjon og et «plug-and-play»-grensesnitt for tilpassede sensorer. I praksis betyr det at forskerne kan sette inn og ta ut sensorer etter behov. Den flytende laben vil også ha utstyr som kan ta bilder av organismer som er usynlig for det menneskelige øyet, som planteplankton.

Ved å se på hva slags plankton som befinner seg her, hvordan den ser ut og endrer seg gjennom sesongen vil man, for eksempel, kunne se hvordan Nidelva påvirker økosystemet i fjorden. Med klimaendringer ser vi mer ekstremt vær med mye regn som tar vann fra land og ut i havet. Når sedimentene kommer ut i fjorden blokkerer de lyset. Dette hindrer blant annet planter i å vokse, som igjen fører til mindre næring til organismer og lavere produksjon av oksygen. For å forstå endringene og konsekvensene må vi ha langvarig innsamling av miljødata, sier Davies.

Havforskning på nanonivå

Et av de mest avanserte instrumentene som er på bøyen kalles CytoSub. Dette utstyret lager bilder på stedet ved å senke ned et såkalt flowcytometer. Det produserer mikroskopbilder og fluorescenssignaturer av partikler og plankton helt nede på nanonivå. 

Årsaken er at planteplankton er en kritisk organisme for havets økosystem. Planteplankton produserer omtrent 50 prosent av verdens oksygen. I tillegg lagrer de energi fra sollys, som forskerne kan måle ved hjelp av lyssensorer. Planktonet er også en primærkilde til mat som igjen blir spist av større organismer. 

Havforskning: Her lastes bøya ut på slepebåten

Tunga rett i munnen: Her lastes den ene forskningsbøya over til slepebåten. Foto: SINTEF

Ingen tilfeldig plassering

Plasseringen av bøyen ved Munkholmen er regnet ut ved hjelp av den SINTEF-utviklede 3D-modellen SINMOD. Modellsystemet kobler og simulerer fysiske og biologiske prosesser i havet. Ifølge denne er det utvalgte punktet representativt for store deler av fjorden.

Selv om dataene bare samles opp ett sted, kan det som skjer i Trondheimsfjorden være representativt for tilstanden i havet andre steder i verden. Hvis for eksempel sedimentene gjør vannet mørkere og det har innvirkning på naturen, så er den kunnskapen overførbar til andre kystområder, sier Davies.

Dette er OceanLab/Fjordlab:

OceanLab/FjordLab er fullskala feltlaboratorier for forskning, utvikling og innovasjon innenfor marinteknologi og vitenskap. Infrastrukturen konsentreres rundt tre hav- og fjordområder (hubber),:Trondheimsfjorden, Hitra/Frøya og Ålesund. Hubene er instrumentert med sensorer og annen e-infrastruktur som er nødvendig for fullskalatesting. Slike fullskalatester gir oss mulighet til å se det komplette bildet for havoperasjoner over lang tid. OceanLab/FjordLab er en del av Ocean Space Centre.

En av de viktigste satsingene i OceanLab, som inkluderer hubber for autonome skip, akvakultur og undervannsrobotikk, er å støtte det blå/grønne skiftet med kunnskap. Observatorium-hubben vil være en plattform for rask utvikling og prototyping av sensorer og marin teknologi. Dette vil gi brukerne enkel og rask tilgang til testanlegg og telemetri-koblet digital infrastruktur, og flere hundre meter med vanndybde. I løpet av infrastrukturens tiårige driftsperiode er målet å støtte nye innovasjoner, samt testing og verifisering av ulike havbaserte teknologikonsepter.

Lett tilgjengelig teststasjon

De to bøyene legger også til rette for utvikling av sensorteknologi.

De vil fungere som en plattform som kan støtte raskere teknologiutvikling og prototyping av nye sensorer, samt sammenligninger av ulike sensorer. Her kan vi teste ny teknologi mens den utvikles, forteller Davies.

Testing av denne typen teknologi er ofte både kostbar og tidkrevende, men her vil forskerne kun befinne seg noen hundre meter unna.

Vi kan komme oss hit på noen minutter, plugge inn det vi vil teste og få dataen veldig raskt, sier Davies.

Lager kraft til eget forbruk

SINTEF Ocean har kjøpt bøyen av det britiske selskapet Hydrosphere, som har levert bøyen etter et design utviklet av Mobilis i Frankrike. De har utviklet bøyen spesifikt til OceanLab.

Dette er den største bøyen vi har utviklet så langt. Den har fire kammer til sensorer og måleutstyr, og er dessuten tilrettelagt for kraftproduksjon via solcelle-, vind- og reservebrenselceller slik at bøyen er selvforsynt med strøm – også vinterstid, forteller John Caskey i Hydrosphere.

 

Av Håvard Egge for Gemini.no
søndag 14. november 2021
Seniorforsker
930 04 319