Исследователи используют новые технологии для изучения белых медведей. Киран Макайвер / Polar Bears International
Прогулка с белым медведем
Когда белые медведи появляются на свет, они беззубые и слепые, а весят около фунта. Но со временем — благодаря обилию жирного молока и защите со стороны матери — эти беспомощные медвежата вырастают и становятся крупными, сильными хищниками, которые идеально адаптированы к условиям Арктики.
Хотя зимой температура может опускаться до минус 50 градусов по Фаренгейту, крупные морские млекопитающие, обитающие в Канаде, Норвегии, России, Гренландии и на Аляске, сохраняют тепло благодаря толстому слою жира и двум слоям меха. Их огромные лапы помогают им грести по ледяной воде и осторожно передвигаться по морскому льду в поисках их любимого блюда — тюленей.
Их размеры, сила, интеллект и приспособленность к окружающей среде давно привлекают внимание людей, живущих на севере, в том числе многих коренных народов, таких как инуиты, кеты и саамы. Биологи интересуются морским медведем во многом по тем же причинам.
Сегодня исследователи и защитники природы хотят знать больше об этих морских млекопитающих, потому что изменение климата, вызванное деятельностью человека, меняет их среду обитания в Арктике. Медведи проводят большую часть своего времени на морском льду, охотясь на тюленей.
Но с повышением температуры в Арктике морской лед становится тоньше, весной он тает раньше, а осенью образуется позже. Загрязнение окружающей среды и коммерческая деятельность также угрожают медведям и окружающей среде, в которой они живут. По оценкам, в северных районах мира обитает 26 000 белых медведей, и защитники природы опасаются, что они могут полностью исчезнуть к 2100 году из-за глобального потепления.
Но изучение в основном одиночных существ, которые проводят большую часть своего времени, блуждая по морским льдам в некоторых из самых отдаленных и суровых мест на планете, является дорогостоящим, сложным с точки зрения логистики и опасным для исследователей делом. За помощью ученые обращаются к технологиям.
Устройства для слежения
Ученые тестируют радарные системы для обнаружения белых медведей. Эринн Хермсен / Polar Bears International
Когда встречаются люди и белые медведи, эти столкновения часто могут закончиться трагедией — либо для медведя, либо для человека, либо для обоих. Конфликты случаются нечасто, но глобальное потепление усложняет проблему. Из-за того, что изменение климата приводит к тому, что морской лед образуется позже осенью и тает раньше весной, медведи голодают дольше. И поскольку им некуда больше идти, они также проводят больше времени на суше в Арктике.
Чтобы предотвратить встречи человека с медведем, ученые разрабатывают радарные системы раннего обнаружения, которые они назвали “медвежий дар”, чтобы помочь северным общинам оповещать о приближении медведя. Они используют модели искусственного интеллекта, которые могут распознавать приближающихся медведей. Ученые протестировали системы и сейчас дорабатывают модели искусственного интеллекта, чтобы сделать их более точными.
“Мы уже установили, что радар видит все”, — говорится в заявлении Би Джей Киршхоффера. “Способность видеть — это не проблема. Проблема в том, чтобы отфильтровать шум. … В идеале мы могли бы обучить их распознавать белых медведей с высокой степенью достоверности”.
Ученые проявляют большой интерес к берлогам белых медведей, то есть к уютным уголкам, которые медведицы роют под снегом, чтобы рожать детенышей, по нескольким причинам. Берлога, которая происходит каждый год с декабря по начало апреля, является наиболее уязвимым периодом в жизни детенышей и матерей.
Несмотря на то, что медведицы привыкли преодолевать огромные территории в поисках добычи, они прячутся, чтобы защитить своих детенышей от арктических стихий и хищников. Изучение медведей в местах расположения берлог позволяет исследователям получить важную информацию о поведении и популяции, например, о состоянии тела матерей и детенышей или о том, как долго они проводят в берлоге, прежде чем выйти наружу.
Но найти берлогу белого медведя в заснеженной, белой, ветреной тундре — все равно что найти иголку в стоге сена. Исторически сложилось так, что ученые использовали нетехнологичные методы поиска логовищ, такие как катание на беговых лыжах с биноклем или использование собак для их обнюхивания. Но эти варианты часто были неэффективными, не говоря уже о том, что они были грубыми по отношению к исследователям.
В течение последних нескольких лет ученые использовали технологию, известную как перспективная инфракрасная съемка, или FLIR. Но FLIR привередлив и работает только в почти идеальную погоду — слишком сильный ветер, солнце или метель практически делают его бесполезным. Более того, если крыша логова слишком толстая, технология не сможет отводить тепло внутрь. Том Смит, специалист по растениям и дикой природе из Университета Бригама Янга, оценивает эффективность аэрофотосъемки FLIR на 45 %, что далеко от идеала.
Но на горизонте появляется новая многообещающая технология: радар с синтезированной апертурой (SAR). Установленная на самолете система SAR представляет собой сложную технологию дистанционного зондирования, которая посылает электромагнитные волны, а затем регистрирует их обратный эффект для получения радарного изображения ландшафта внизу. SAR не ограничен теми же проблемами, связанными с погодой, что и FLIR, и может охватывать огромную полосу суши шириной до полумили за один раз.
Искусственный интеллект
Искусственный интеллект помогает получать численность белых медведей. Киран Макайвер / Polar Bears International
Получение точной информации о численности белых медведей с течением времени дает ученым ценную информацию о благополучии этого вида в условиях изменений окружающей среды, вызванных изменением климата. Но белые медведи бродят повсюду, пересекая огромные пространства морского льда и пересеченную, труднодоступную местность в очень холодных условиях, что делает попытки ученых подсчитать их в полевых условиях сложными, а также потенциально опасными и дорогостоящими.
В результате исследователи поднялись в небо и стали искать медведей на борту самолетов или с помощью спутников, пролетающих над их местами обитания. Сделав тысячи аэрофотоснимков или спутниковых снимков, сделанных из космоса, они могут кропотливо изучать снимки в поисках медведей.
Со временем искусственный интеллект может помочь им подсчитать животных. В настоящее время ученые обучают модели искусственного интеллекта быстро и точно распознавать белых медведей, а также другие виды морских млекопитающих на фотографиях, сделанных сверху. Для исследователей, проводящих аэрофотосъемку, в результате которой получаются сотни тысяч фотографий, которые ученые тщательно просматривают, эта новая технология меняет правила игры.
С этой же целью исследователи сейчас также проверяют, работают ли дроны для получения изображений с высоким разрешением и сбора других важных данных. Поскольку им не требуются пилоты-люди на борту, дроны являются более безопасной и доступной альтернативой вертолетам; они также меньше и маневреннее и, как правило, менее опасны для дикой природы.
В совокупности эти и другие технологии помогают исследователям узнать, как ведут себя белые медведи в условиях изменения климата. Эти знания, в свою очередь, служат основой для принятия природоохранных решений, направленных на защиту медведей и окружающей их среды, а также на здоровье планеты в целом.
Сара Кута
