Neste verão, os pesquisadores conseguiram coletar imagens impressionantes de drones de focas e morsas. Em um fiorde, o St. Jonsfjorden, doze focas aneladas foram encontradas espalhadas por todo o fiorde, descansando no gelo rápido. No entanto, abordar e identificar esses indivíduos é muito desafiador. Como as focas anilhadas são caçadas por ursos polares, qualquer mamífero – andando em quatro ou duas patas – será evitado a todo custo.
"Através de um drone, conseguimos tirar imagens de alta resolução de focas aneladas no gelo descansando ao lado de seus orifícios de respiração. Com base nessas imagens, a espécie pode ser facilmente identificada", diz Geert Aarts, líder do projeto Arctic Seal. Para essa região específica, os pesquisadores também obtiveram imagens do satélite Maxar.

Como o gelo não tem litoral e não se move, os locais dos orifícios de respiração são praticamente fixos. Portanto, os pesquisadores puderam combinar os selos individuais localizados na imagem do drone diretamente com os orifícios de respiração visíveis nas imagens de satélite. "Embora estivéssemos cientes do potencial dessas imagens de satélite para observar mamíferos do espaço, ficamos impressionados ao perceber linhas brancas no escudo de gelo conectando os orifícios de respiração das focas. Neste ambiente remoto e hostil, isso só pode significar uma coisa, pegadas de ursos polares".

Aprendizado de máquina para contar mamíferos do Ártico

A resolução das imagens de satélite melhorou consideravelmente na última década. Esses satélites, orbitando a Terra a uma altura de mais de 600 km, podem fotografar qualquer lugar da superfície terrestre com uma resolução de 30 x 30 cm. Ao reduzir também as imagens de drones de alta qualidade para uma resolução de 30 x 30 cm, os pesquisadores podem criar uma foto que imita a das imagens de satélite tiradas do espaço.

"Eventualmente, essas imagens podem ser alimentadas a um algoritmo de aprendizado de máquina e usadas para treinar uma rede neural", diz Jeroen Hoekendijk, Ph.D. candidato, que fez parte da equipe de pesquisa e trabalha em conjunto com a EPFL para desenvolver ainda mais essas técnicas. Ao aplicar essa rede treinada a imagens de satélite, os pesquisadores esperam poder detectar automaticamente focas nessas regiões remotas e hostis.

As espécies de focas usam o gelo polar de forma diferente

Focas e morsas são especialmente abundantes nas regiões árticas. Cada uma dessas espécies de pinípedes tem suas próprias características únicas e relação com o gelo marinho.

As focas aneladas, por exemplo, fazem buracos para respirar no gelo marinho preso à costa. Esses tubos de respiração podem ter vários metros de comprimento e conectar a água do mar sob o gelo com o ar acima. Ao usar suas garras em suas nadadeiras dianteiras, eles evitam que esses orifícios respiratórios congelem. Durante os longos e escuros meses de inverno, esses buracos de respiração são cobertos pela neve. Essas tocas de neve oferecem aos seus filhotes alguma proteção contra as duras condições externas.

Em contraste, as focas harpa descansam e dão à luz no gelo à deriva. Este bloco de gelo cobre a maior parte da região do pólo norte no inverno, conectando todas as massas de terra na região polar, mas é reduzido em tamanho durante os meses de verão. Em contraste com o gelo rápido, o gelo acumula e pode se mover vários quilômetros por dia.

Mudanças repentinas na direção da corrente e do vento podem causar rapidamente uma quebra da plataforma de parto da foca. As morsas também fazem uso do gelo, mas os indivíduos também podem ser encontrados descansando em terra. Além disso, durante a expedição de pesquisa de Svalbard neste verão, os pesquisadores conseguiram coletar imagens de drones de morsas que podem ajudar outras pessoas a desenvolver técnicas semelhantes de aprendizado de máquina para esta espécie.

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Mudando de casa rapidamente

Em última análise, os pesquisadores esperam usar essas técnicas de sensoriamento remoto para localizar focas no Ártico. Devido às mudanças climáticas, sua casa está mudando rapidamente. Este é particularmente o caso do Mar de Barents do Norte e das ilhas de Svalbard e Franz Josef Land.

Esta região é o lugar de aquecimento mais rápido da Terra, com temperaturas médias subindo 2,7 graus Celsius por década e até 4 graus Celsius por década durante os meses de outono. Portanto, saber de quais habitats as focas dependem é urgentemente necessário para estudar o efeito das mudanças climáticas e conservar essas espécies. + Explorar mais

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