استخدمنا الذكاء الاصطناعي وصور الأقمار الصناعية لرسم خريطة لأنشطة المحيط التي تتم بعيدًا عن الأنظار، بما في ذلك صيد الأسماك والشحن وتطوير الطاقة.

يتسابق البشر لتسخير الإمكانات الهائلة للمحيطات لدعم النمو الاقتصادي العالمي.في جميع أنحاء العالم، تولد الصناعات القائمة على المحيطات مثل صيد الأسماك والشحن وإنتاج الطاقة على الأقل 1.5 تريليون دولار أمريكي في النشاط الاقتصادي كل عام ودعمه 31 مليون فرصة عمل.لقد كانت هذه القيمة يتزايد بشكل كبير على مدى الخمسين عامًا الماضية، ومن المتوقع أن يتضاعف بحلول عام 2030.

إن الشفافية في مراقبة هذا "التسارع الأزرق" أمر بالغ الأهمية لمنعه التدهور البيئي, الاستغلال المفرط مصايد الأسماك والموارد البحرية، و سلوك خارج عن القانون مثل الصيد غير المشروع والاتجار بالبشر.كما أن المعلومات المفتوحة ستجعل البلدان أكثر قدرة على إدارة موارد المحيطات الحيوية بفعالية.ولكن الحجم الهائل للمحيطات جعل تتبع الأنشطة الصناعية على نطاق واسع أمرا غير عملي ــ حتى الآن.

تجمع دراسة منشورة حديثًا في مجلة Nature بين صور الأقمار الصناعية وبيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للسفن والذكاء الاصطناعي تكشف عن الأنشطة الصناعية البشرية عبر المحيط على مدى فترة خمس سنوات.الباحثون في مراقبة الصيد العالمية, ، وهي منظمة غير ربحية مكرسة لتعزيز إدارة المحيطات من خلال زيادة شفافية النشاط البشري في البحر، قادت هذه الدراسة، بالتعاون مع أنا وزملائنا في جامعة ديوك، جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا و سكاي تروث.

لقد وجدنا أن قدرًا ملحوظًا من النشاط يحدث خارج أنظمة المراقبة العامة.توفر خريطتنا وبياناتنا الجديدة الصورة العامة الأكثر شمولاً المتاحة للاستخدامات الصناعية للمحيطات.

تعمل في الظلام

يعتمد بحثنا على التكنولوجيا الحالية لتقديم صورة أكثر اكتمالا بكثير مما كان متاحا حتى الآن.

على سبيل المثال، تحمل العديد من السفن جهازًا يسمى نظام التعريف التلقائي، أو AIS، الذي يبث تلقائيًا هوية السفينة وموقعها ومسارها وسرعتها.هذه الأجهزة التواصل مع أجهزة AIS الأخرى القريبة لتحسين الوعي الظرفي وتقليل فرص اصطدام السفن في البحر.كما أنها ترسل أيضًا إلى أجهزة الإرسال والاستقبال والأقمار الصناعية الموجودة على الشاطئ، والتي يمكن استخدامها مراقبة حركة السفن ونشاط الصيد.

ومع ذلك، فإن أنظمة AIS لديها نقاط عمياء.ليس مطلوبًا من جميع السفن استخدامها، فبعض المناطق لديها استقبال ضعيف لنظام AIS، وقد تفعل ذلك السفن المشاركة في أنشطة غير قانونية تعطيل أجهزة AIS أو التلاعب ببث الموقع.ولتجنب هذه المشاكل، تطلب بعض الحكومات من سفن الصيد استخدام أنظمة مراقبة السفن المملوكة لها، ولكن بيانات موقع السفينة المرتبطة بها عادة ما تكون سرية.

بعض المنشآت البحرية، مثل منصات النفط وتوربينات الرياح، استخدم أيضًا AIS لتوجيه سفن الخدمة ومراقبة حركة السفن القريبة وتحسين السلامة الملاحية.ومع ذلك، فإن بيانات الموقع الخاصة بالمنشآت البحرية غالبًا ما تكون غير كاملة أو قديمة أو تظل سرية لأسباب بيروقراطية أو تجارية.

تسليط الضوء على النشاط في البحر

لقد سدنا هذه الفجوات باستخدام نماذج الذكاء الاصطناعي لتحديد سفن الصيد والسفن غير الصيد والبنية التحتية الثابتة في 2 مليون غيغابايت من الأقمار الصناعية صور الرادار و الصور البصرية تم التقاطها عبر المحيط بين عامي 2017 و2021.وقمنا أيضًا بمطابقة هذه النتائج مع 53 مليار تقرير عن موقع السفن بنظام AIS لتحديد السفن التي كان من الممكن تتبعها علنًا في وقت الصورة.

ومن اللافت للنظر أننا وجدنا أن حوالي 75% من سفن الصيد التي اكتشفناها كانت مفقودة من أنظمة مراقبة نظام التعرف الآلي العامة، مع حدوث الكثير من هذا النشاط في جميع أنحاء أفريقيا وجنوب آسيا.لقد غيرت هذه السفن غير المرئية سابقًا معرفتنا بشكل جذري حول حجم ونطاق وموقع نشاط الصيد.

على سبيل المثال، تشير بيانات نظام التعرف الآلي العامة بشكل خاطئ إلى أن آسيا وأوروبا لديها كميات مماثلة من صيد الأسماك داخل حدودها.تكشف خرائطنا أن آسيا تهيمن على:ومن بين كل 10 سفن صيد وجدناها في المياه، كانت سبعة منها في آسيا بينما كانت واحدة فقط في أوروبا.وبالمثل، تظهر بيانات نظام التعرف الآلي حوالي 10 أضعاف عمليات الصيد على الجانب الأوروبي من البحر الأبيض المتوسط ​​مقارنة بالجانب الأفريقي - لكن خريطتنا تظهر أن نشاط الصيد متساوي تقريبًا عبر المنطقتين.

بالنسبة للسفن الأخرى، والتي تتعلق في الغالب بالنقل والطاقة، فقد كان حوالي 25٪ منها مفقودًا من أنظمة مراقبة AIS العامة.كانت العديد من السفن المفقودة في مواقع ذات استقبال ضعيف لنظام AIS، لذلك من الممكن أن تبث مواقعها لكن الأقمار الصناعية لم تلتقط الإرسال.

لقد حددنا أيضًا حوالي 28000 هيكلًا بحريًا - معظمها منصات نفطية وتوربينات الرياح، ولكن أيضًا الأرصفة البحرية والجسور وخطوط الكهرباء ومزارع تربية الأحياء المائية وغيرها من الهياكل التي من صنع الإنسان.ونمت البنية التحتية النفطية البحرية بشكل متواضع على مدى فترة الخمس سنوات، في حين تضاعف عدد توربينات الرياح على مستوى العالم، مع اقتصار التطوير في الأغلب على شمال أوروبا والصين.تشير تقديراتنا إلى أن عدد توربينات الرياح في المحيط من المحتمل أن يتجاوز عدد الهياكل النفطية بحلول نهاية عام 2020.

دعم الجهود في العالم الحقيقي

هذه البيانات متاحة مجانًا من خلال Global Fishing Watch بوابة البيانات وسيتم صيانته وتحديثه وتوسيعه بمرور الوقت هناك.نتوقع العديد من المجالات التي ستكون فيها المعلومات مفيدة للغاية للمراقبة على أرض الواقع:

– الصيد في المناطق التي تفتقر إلى البيانات:إن أنظمة مراقبة السفن باهظة الثمن بحيث لا يمكن نشرها على نطاق واسع في العديد من الأماكن.ويمكن لمديري مصايد الأسماك في البلدان النامية استخدام بياناتنا لرصد الضغط على المخزونات المحلية.

– الصيد غير القانوني وغير المبلغ عنه وغير المنظم:تعمل سفن الصيد الصناعية أحيانًا في أماكن لا ينبغي أن تتواجد فيها، مثل مناطق الصيد الصغيرة والتقليدية و المناطق البحرية المحمية.يمكن أن تساعد بياناتنا وكالات إنفاذ القانون في تحديد الأنشطة غير القانونية واستهداف جهود الدوريات.

– التجارة التي تخرق العقوبات:يمكن لبياناتنا أن تلقي الضوء على الأنشطة البحرية التي قد تنتهك العقوبات الاقتصادية الدولية.على سبيل المثال، عقوبات الأمم المتحدة منع كوريا الشمالية من تصدير منتجات المأكولات البحرية أو بيع حقوق الصيد الخاصة بها إلى دول أخرى.العمل السابق العثور على أكثر من 900 سفينة صيد غير معلنة من أصل صيني في المياه الشرقية لكوريا الشمالية، في انتهاك لقرارات الأمم المتحدة.العقوبات.

لقد وجدنا أن المياه الغربية لكوريا الشمالية تحتوي على عدد أكبر بكثير من عمليات الصيد غير المعلنة، ومن المحتمل أيضًا أن تكون من أصل أجنبي.ويبلغ هذا النشاط الذي لم يتم تحديده سابقًا ذروته في شهر مايو من كل عام، عندما حظرت الصين الصيد في مياهها الخاصة، ثم انخفض فجأة في عام 2020 عندما أغلقت كوريا الشمالية حدودها بسبب جائحة كوفيد-19.

– التخفيف من تغير المناخ والتكيف معه:يمكن أن تساعد بياناتنا في تحديد حجم انبعاثات الغازات الدفيئة الناتجة عن حركة السفن وتطوير الطاقة البحرية.وهذه المعلومات مهمة لتنفيذ برامج التخفيف من تغير المناخ، مثل برامج الاتحاد الأوروبي مخطط تداول الانبعاثات.

– تأثيرات الطاقة البحرية:لا تظهر خريطتنا مكان تطوير الطاقة البحرية فحسب، بل تظهر أيضًا كيفية تفاعل حركة السفن مع توربينات الرياح ومنصات النفط والغاز.يمكن لهذه المعلومات تسليط الضوء على البصمة البيئية لبناء وصيانة واستخدام هذه الهياكل.يمكن أن يساعد أيضًا في ذلك تحديد مصادر تسرب النفط وغيرها من التلوث البحري.

محيطات صحية تدعم رفاهية الإنسان في عدد لا يحصى من الطرق.ونتوقع أن يدعم هذا البحث عملية صنع القرار القائمة على الأدلة ويساعد في جعل إدارة المحيطات أكثر عدالة وفعالية واستدامة.

وفرناندو باولو، كبير مهندسي التعلم الآلي في Global Fishing Watch؛ديفيد كرودسما، مدير الأبحاث والابتكار في Global Fishing Watch؛وساهم في كتابة هذا المقال باتريك هالبين، أستاذ البيئة الجغرافية المكانية البحرية بجامعة ديوك.