Hopp til hovedteksten
Dognvariasjon-kolmule350.gif
Utskriftsvennlig versjon

Ekkoloddet - som man roper i havet

Undervannsakustikk er en av metodene som gjør oss i stand til å kartlegge og beregne mengden av ulike kommersielle fiskearter på økosystemtoktet i Barentshavet. Havforskningsinstituttets forskningsfartøy er utstyrt med avanserte ekkolodd for registrering av fisk og plankton i vannmassene under fartøyet.


Vertikal døgnvariasjon hos kolmule. De røde linjene viser de store trekkene i variasjonen i vertikalfordelingen. Legge merke til hvordan fiskens vertikale utbredelse endrer seg i løpet av døgnet.

Enkelt forklart består ekkoloddet av en elektronisk styringsenhet om bord på fartøyet med forbindelse til en svinger festet til kjølen under båten. Svingeren er en flate som er i direkte kontakt med vannet under fartøyet og sender korte lydpulser med en gitt frekvens nedover i vannmassene. Disse lydpulsene sendes ut ca. hvert sekund. På ”G.O Sars” har vi flere svingere som sender med ulik frekvens, og på økosystemtoktet samler vi data fra 18, 38, 70, 120 og 200 kHz.

Enkeltfisk-kolmule350.gif

Ekkoet fra enkeltfisk ser ofte ut som halvmåneformede flekker.

Svømmeblæren avslører

Lydhastigheten i sjøvann ligger tett opp mot 1500 meter/sekund med litt variasjon avhengig av temperatur og saltkonsentrasjon. Hvis fartøyet går i et område med 500 meters dyp, vil det ta ca. 2/3 sekund fra lydpulsen sendes ut til ekkoet fra havbunnen når tilbake til fartøyet og svingeren. Svingeren vil rett etter utsendelse av lydpulsen begynne å ”lytte” etter ekko fra denne pulsen, helt til neste puls sendes ut. Hvis det i vannmassene mellom fartøyet og bunnen befinner seg et objekt med tetthet forskjellig fra vann som treffes av den utsendte lydpulsen, vil dette reflektere noe av lyden i form av et ekko. Mange fiskearter (som for eksempel torsk, sei, hyse og sild) har svømmeblære, en gassfylt blære inni kroppen som hjelper fisken med oppdrift. Gassen i svømmeblæren har en markert lavere tetthet enn vannmassene som omgir fisken. Derfor vil slik fisk sende tilbake et kraftig ekko. Ekkoets styrke varierer med størrelsen på fisken og hvilken art det dreier seg om. Plankton, som derimot ofte har en tetthet som er mer lik vannets, vil reflektere et svakere ekko. Jo høyere i vannmassene organismene befinner seg, jo tidligere vil ekkoet komme tilbake til svingeren, og på denne måten kan vi finne ut hvor dypt organismene står.

Seipredasjon350.gif

Stor fisk på jakt. Stor fisk (antagelig sei), de halvmåneformede flekkene, jager stimer av mindre fisk eller plankton.

Ekkoene legges sammen og gir oss mengden fisk

Ekkoene registreres av svingeren som elektriske signaler, og lagres i datafiler om bord i fartøyet. For å visualisere ekkoene på en dataskjerm og beregne mengden av reflekterende organismer, bruker vi spesialiserte dataprogrammer som kalles ekkointegratorer. Disse programmene legger sammen ekkoene i vannsøylen og langs en gitt avstand som fartøyet har seilt, og resulterer i en indeks for mengden av fisk og plankton. Informasjon fra nærliggende trålstasjoner er svært viktig, og benyttes til å fordele ekkomengden i et område til arter og størrelsesgrupper. I tillegg vil visualiseringen av ekkoene i ekkointegratoren hjelpe oss til å bestemme hvilken art eller organismegruppe vi ser. Forskeren tolker bildet av ekkoene på skjermen basert på egenskaper som styrke, hvilket dyp det kommer fra, formen på stimer, hvor tette de er, hvilket område man befinner seg i osv. I tillegg kan informasjon om ekkostyrken fra de ulike frekvensene brukes. Plankton kan for eksempel ha sterkere ekko på høye frekvenser sammenlignet med lave, mens for fisk med svømmeblære er det ofte motsatt. Denne tolkeprosessen krever en del erfaring fra forskerens side. Ved å kombinere opplysningene fra trålfangster og visualiseringen, fordeles ekkoene som sees på skjermen til ulike akustiske grupper. På økosystemtoktet fordeler vi ekkoene til følgende grupper: lodde, sild, polartorsk, kolmule, øyepål, torsk, hyse, sei, uer, 0-gruppe (dette er en samlebetegnelse for fiskeyngel av ulike arter), og andre ekko (en samlegruppe for ekko av ubestemt opprinnelse).

sjoliljer350.gif

I et område der vi fanget mange sjøliljer (en slektning til sjøstjerner og kråkeboller) fant vi disse ekko-signalene når vi zoomet inn. Kan det være sjøliljer?

Nytt og mer avansert program

På årets økosystemtokt har vi testet ut et nytt program for ekkointegrering, LSSS (Large Scale Survey System). Dette programmet er utviklet i samarbeid mellom Havforskningsinstituttet og Christian Michelsen Research (CMR). Ekkointegratoren som brukes på tokt i dag, BEI (Bergen Echo Integrator), har den begrensningen at den kun kan se hele vannsøylen i biter på 5 nautiske mil av gangen. Det nye systemet gjør det mulig å se på større deler av dataene, samtidig som man også kan zoome inn på hver minste lille fisk. Dette gjør tolkingen enklere, samtidig som man kan studere storskala prosesser som vertikal døgnvandring, eller se nærmere på enkeltfisk eller andre undervannsfenomen. Her gir vi noen smakebiter fra det nye programmet:

Videorigg350.gif

Storebror ser deg. Bentosforskerne senker et videokamera ned til bunnen for å observere livet her. På bildet ser vi hvordan ekkoloddet ser videokameraet mens det senkes ned på bunnen.

Ekkoloddets fordeler

Den store fordelen ved å bruke ekkolodd til registrering av fisk og plankton er at vi får kontinuerlige registreringer på hver eneste lille bit langs fartøyets kurslinje, samt fra nesten hele vannsøylen. Det er kun de øverste om lag 10 meterne og et lag på ca. 1 m ved bunnen vi ikke får registreringer fra. Dette skyldes at svingeren senkes noe ned i vannet for å unngå forstyrrelser fra overflaten i form av luftbobler, og fordi ekkoet fra fisk som befinner seg svært nær bunnen, smelter sammen med bunnekkoet. En annen fordel med ekkolodd, er at innsamlingen er lite personell- og tidkrevende, sammenlignet med andre måter å kartlegge økosystemet på.

Av Geir Odd Johansen

Mer informasjon om ekkolodd og utviklingen av denne teknologien finner du her:


Mer informasjon om kartlegging fiskebestander og arbeidet som ligger bak finner du her:

 

Hva er et økosystem?

Økosystem beskrives ofte i form av energioverføring mellom nivåer i næringskjeden. Men bak energioverføringen foregår det et spill på liv og død mellom rovdyr og byttedyr. Dette spillet der hvert enkelt individ prøver å gjøre det best mulig for seg selv i form av å spre sine gener, resulterer i det såkalte samspillet i naturen. Dette er et fascinerende samspill både å utforske og forvalte.

Nordsjøen og Skagerrak

Fakta om Barentshavet

Størrelse: 1,4 millioner km2  (ca. 4 ganger så stort som Norge)
Dyp: Gjennomsnittlig dyp er 230 meter, største dyp er 500 meter
Fiskerier: Bunnfisk som torsk, hyse, blåkveite, gapeflyndre og uer. I tillegg lodde, reke, vågehval og grønlandssel

Spesielle forhold:

  • Store, årlige variasjoner mht. temperaturforhold og isdekke
  • Sokkelhav - del av kontinentalsokkelen rundt Polhavet
  • En av de største sjøfuglkonsentasjonene i verden; 20 millioner individer fordelt på nær 40 arter

Forvaltningen av de levende marine ressurser i Barentshavet skjer mellom Norge og Russland i fellesskap.
Russisk navn: Barentsevo More
 

Barentshavet

Kontaktpersoner

Egil Ona
909 98 087