Para uma equipa de biólogos marinhos, avaliar a saúde de milhares de metros quadrados de recifes de corais pode ser uma perspectiva assustadora – mas uma digital A revolução está mudando isso, dizem os mergulhadores TIM LAMONT e RINDAH TALITHA VIDA da Universidade de Lancaster e TRIES BLANDINE RAZAK da Universidade IPB na Indonésia
Muitas vezes temos que monitorar alguns dos mais ecossistemas biodiversos do planeta, e há um limite de tempo rigoroso devido às normas de segurança associadas ao mergulho.
Medir e classificar com precisão até mesmo pequenas áreas de recifes pode envolver passar muitas horas debaixo d'água. E com milhões de recifes ao redor do mundo que precisam de monitoramento diante da iminência ameaças à sua existência, a velocidade é crítica.
Mas agora, um digital revolução para o monitoramento de recifes de corais pode estar em andamento, possibilitada por avanços recentes em tecnologia de câmeras e computação de baixo custo. Nosso novo estudo mostra como criar 3D computador modelos de recifes inteiros – às vezes conhecidos como digital gêmeos – podem nos ajudar a monitorar esses preciosos ecossistemas de forma mais rápida, precisa e detalhada do que nunca.
Trabalhamos em 17 locais de estudo na Indonésia central – alguns recifes estavam degradados, outros estavam saudáveis ou restaurados. Seguimos o mesmo protocolo em áreas retangulares medindo 1,000 m² em cada local, usando a técnica chamada “fotogrametria” para criar modelos 3D de cada habitat de recife.
Um de nós mergulhou e nadou 2m acima do coral para frente e para trás em um padrão de "cortador de grama" em cada metro quadrado deste recife, enquanto carregava duas câmeras subaquáticas programadas para tirar fotos do fundo do mar duas vezes por segundo. Em apenas meia hora, tiramos 10,000 fotos sobrepostas de alta resolução que cobriam toda a área.
Computador de alto desempenho
Mais tarde, inicializamos um sistema de alto desempenho computador, e com a ajuda de especialistas de uma empresa de tecnologia científica subaquática chamada Tritônia Científica, processamos essas imagens em representações 3D precisas para cada um dos 17 locais. Os modelos resultantes superam os métodos tradicionais de monitoramento em velocidade, custo e capacidade de reproduzir consistentemente medições precisas.
Nosso artigo de pesquisa aplica essa técnica para avaliar o sucesso do maior projeto de restauração de corais do mundo. Mars Coral Reef Projeto de Restauração está localizado na Ilha Bontosua, no Arquipélago Spermonde, em Sulawesi do Sul, Indonésia.
Nossas descobertas mostram que, quando bem administrados, os esforços de restauração de corais podem trazer de volta muitos elementos, incluindo a complexidade da estrutura dos recifes em grandes áreas.
Ao comparar os modelos 3D, podemos ver o quão complexa é a estrutura da superfície do recife de coral e medir seus detalhes em diferentes escalas — esses aspectos seriam muito complicados para mergulhadores medirem com precisão debaixo d'água.
Em um anterior Estudo 2024, nossa equipe aplicou fotogrametria para medir as taxas de crescimento de corais no nível de colônias individuais. Ao capturar modelos 3D detalhados antes e depois de um ano de crescimento, nós revelamos que recifes restaurados podem atingir taxas de crescimento comparáveis às de ecossistemas naturais saudáveis.
Essa descoberta é particularmente significativa, pois destaca o potencial dos recifes restaurados de se recuperarem e funcionarem de forma semelhante aos ambientes de recifes intocados.
Além dos recifes de corais
A fotogrametria está se tornando uma ferramenta amplamente adotada em vários campos, tanto na terra e no oceano. Além dos recifes de corais, ele é usado para monitorar florestas com drones, desenvolver modelos detalhados de planejamento arquitetônico e urbano e monitorar a erosão do solo e mudanças na paisagem.
Em ambientes marinhos, a fotogrametria é uma ferramenta poderosa para monitorar e medir mudanças ambientais como variações na cobertura de corais, mudanças na diversidade de espécies e alterações na estrutura do recife. Também tem sido usado para desenvolver métodos econômicos para medir a rugosidade do recife de corais (a irregularidade ou textura da superfície do recife).
Maior rugosidade geralmente indica habitats mais complexos, que podem suportar uma variedade maior de vida marinha e refletir sistemas de recifes mais saudáveis.
Além disso, ele mede a complexidade de diferentes formas e estruturas dentro do recife. Esses métodos fornecem linhas de base cruciais que ajudam cientistas como nós a rastrear mudanças ao longo do tempo e a projetar estratégias de conservação eficazes.
Embora esse método seja mais barato e rápido que o trabalho de campo tradicional, ainda existem barreiras financeiras significativas.
Custos e treinamento
O equipamento e software necessários podem variar de vários milhares a dezenas de milhares de dólares, dependendo do equipamento e software específicos usados, e dominar essas técnicas leva tempo. Pode levar algum tempo até que esses métodos se tornem padrão para a maioria dos biólogos de campo.
Além do monitoramento dos recifes de corais, a fotogrametria está sendo cada vez mais usada em realidade virtual e desenvolvimento de realidade aumentada, permitindo a criação de ambientes imersivos e realistas para educação, entretenimento e pesquisa.
Por exemplo, a agência norte-americana National Oceanic & Atmospheric Administration realidade virtual de recife de coral oferece uma maneira envolvente de explorar recifes de corais por meio da realidade virtual.
No futuro, a fotogrametria pode revolucionar o monitoramento ambiental ao oferecer linhas de base e avaliações mais rápidas e precisas de mudanças no ecossistema, como branqueamento de corais e mudanças na biodiversidade.
Espera-se que os avanços no aprendizado de máquina e na computação em nuvem automatizem e aprimorem ainda mais a fotogrametria, aumentando sua acessibilidade e escalabilidade e estabelecendo seu papel como uma ferramenta essencial na ciência da conservação.
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Tim Lamont é pesquisador associado em biologia marinha na Universidade Lancaster; RINDAH TALITHA VIDA é um candidato a doutorado, Centro de Meio Ambiente, Universidade Lancaster e TENTA BLANDINE RAZAK é pesquisador da Escola de Restauração de Recifes de Coral, Universidade do IPB
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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