Unterwasserkabel in eine europäische Forschungsplattform verwandeln
Tief unter der Meeresoberfläche verläuft ein Netzwerk aus Telekommunikationskabeln, das über eine Gesamtlänge von über 1,3 Millionen Kilometern verfügt. Gegenwärtig werden über diese Glasfaserkabel schätzungsweise 95 % des gesamten weltweiten Internet- und Sprachverkehrs übertragen. Aber was wäre, wenn sie noch weitaus mehr leisten könnten? Das ist die Frage, die das Team hinter SUBMERSE(öffnet in neuem Fenster) antreibt, einem EU-finanzierten Projekt, mit dem existierende Unterwasserkabel in ein Forschungsinstrument der Spitzenklasse verwandelt werden. „Unser Ziel bestand darin, eine neue Art von Fernerkundungsinstrument zu entwickeln, das der Wissenschaft schnellen Zugriff auf Daten von einigen der am schwersten erreichbaren Orte der Erde verschafft“, erläutert Chris Atherton, leitender Manager für Forschungskooperationen bei GÉANT(öffnet in neuem Fenster), einem der Projektpartner.
Eine vielseitige Forschungsinfrastruktur
Um diese bereits existierende Unterwasser-Telekommunikationsinfrastruktur in eine Forschungsmaschine zu verwandeln, rüstete das Projektteam bestehende Kabelanlandestationen mit Spezialgeräten nach, sogenannten Glasfaser-Abfrageeinrichtungen, die in Europa von europäischen Unternehmen gebaut werden. Anschließend wurden diese an eine Glasfaser in jedem der beteiligten Kabel angeschlossen, wodurch dieses praktisch zu einem verteilten Sensor wurde. „Auf diese Weise haben wir eine vielseitige Forschungsinfrastruktur geschaffen, die in der Lage ist, kontinuierlich Daten zu erfassen, die ein breites Spektrum wissenschaftlicher und praktischer Anwendungen unterstützen können“, erklärt Matías Barberis, Forscher am EFIS Centre(öffnet in neuem Fenster), dem koordinierenden Partner des Projekts. Diese Anwendungsmöglichkeiten reichen von der Untersuchung von Georisiken über die Bereitstellung von Frühwarnungen vor Tsunamis und weiteren seismischen sowie vulkanischen Ereignissen bis hin zum Schutz der Tier- und Pflanzenwelt des Meeres und sogar zur Absicherung der Telekommunikationskabel selbst.
Aus gesammelten Daten wertvolle Erkenntnisse gewinnen
Zur Unterstützung dieser Anwendungsfälle wurden im Rahmen des Projekts eine Reihe von quelloffenen Softwareinstrumenten entwickelt, die die gesammelten Daten beispielsweise zur Erkennung und Ortung von Walen nutzen, wobei dann Schiffe dank dieser Informationen Kollisionen vermeiden können. „Durch die nun mögliche Echtzeitübertragung von Daten in einem minimierten Format lassen sich diese auch problemlos in etablierte Analyse- und Archivierungsabläufe zur Erdbebenanalyse integrieren“, erklärt Frederik Tilmann, Professor am GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung(öffnet in neuem Fenster), das auch Projektpartner ist. Das Projektteam hat seine Forschungsinfrastruktur an acht Standorten eingerichtet, die sich in der Nähe aktiver seismischer Zonen oder der Wanderrouten von Meeressäugern befinden, wodurch die Erforschung der Fauna und Flora im Meer, von Erdbebenprozessen und ozeanografischen Phänomenen möglich wird.
Aufbau einer europaweiten Forschungsinfrastruktur
Im Rahmen des Projekts SUBMERSE wurde mit Erfolg nachgewiesen, dass Sensoren sicher und ohne Beeinträchtigung des Telekommunikationsverkehrs in das Telekommunikationsnetz eingebunden werden können. Zudem zeigte sich, dass Daten über bestehende europäische Forschungsinfrastrukturen wie etwa das European Plate Observing System(öffnet in neuem Fenster) (EPOS) verteilt werden können. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen arbeitet das Projektteam nun daran, sein Forschungsinstrument im Maßstab zu erweitern, damit ein größeres geografisches Gebiet abgedeckt wird, und das Angebot an Datendienstleistungen zu erweitern, wobei für ozeanografische Produkte der Copernicus-Dienst zur Überwachung der Meeresumwelt(öffnet in neuem Fenster) angestrebt wird. Die Projektgruppe erkundet außerdem, wie neue Glasfasersensortechnologien in vorhandene Kabel integriert werden können, wodurch möglicherweise neue Forschungsbereiche zu erschließen sind. „Durch Vereinbarungen mit mindestens drei Konsortien für eine europäische Forschungsinfrastruktur(öffnet in neuem Fenster) sowie mit GÉANT, um mit der Arbeit an der langfristigen Vision unseres Projekts zu beginnen, wird unser Forschungsinstrument nicht nur in eine eigene Liga erhoben, sondern Europa außerdem eine Vorreiterrolle bei wissenschaftlichen Innovationen auf diesem Gebiet verschafft“, fasst Atherton zusammen.