Unterseekabel werden zu "Ohren", die Wale schützen — Die unerwarteten Möglichkeiten von Kommunikationskabeln

Eines der Geräte, das die Kommunikation unterstützt, wenn wir Videos aus dem Ausland ansehen oder Nachrichten mit jemandem in der Ferne austauschen, ist das Unterseekabel.

Das Kabel, das verlegt wurde, um menschliche Informationen zu transportieren, könnte auch eine Rolle dabei spielen, die Anwesenheit von Walen, die im Meer schwimmen, zu melden.

Die von Walen erzeugten Geräusche breiten sich im Wasser aus und verursachen winzige Verformungen im Unterseekabel. Wenn diese Veränderungen erkannt werden, können die Rufe detektiert und unter günstigen Bedingungen auch Position und Bewegung geschätzt werden. Die Idee ist, Kommunikationseinrichtungen als Beobachtungsgeräte zur Überwachung von Meereslebewesen zu nutzen.

ZME Science stellte am 12. November 2026 das Potenzial dieser Technologie und die Herausforderungen auf dem Weg von der Forschung zur praktischen Anwendung vor. Im Hintergrund stehen die gesammelten Forschungen der Bioakustikforscherin Lea Buffo von der Cornell University und eine in der Fachzeitschrift „Methods in Ecology and Evolution“ veröffentlichte Übersicht.

Ein System, das Wale weltweit kontinuierlich verfolgen kann, ist noch nicht fertiggestellt. Dennoch eröffnet die Veränderung der Nutzung von Unterwassereinrichtungen neue Wege, um das Meer, das bisher schwer zu überwachen war, besser zu erfassen.

Warum man mit einem „einfachen Kabel“ Geräusche erkennen kann

Diese Technologie wird als „Distributed Acoustic Sensing“, kurz DAS, bezeichnet.

Normalerweise werden zur Untersuchung von Geräuschen im Wasser Hydrophone, die Unterwassermikrofonen entsprechen, verwendet. Allerdings erfordert die Installation zahlreicher Beobachtungsgeräte in einem weiten Meer sowie deren Wartung und Bergung Schiffe, Personal und Kosten.

Bei DAS werden Laserimpulse in ein Glasfaserkabel gesendet. Ein Teil des Lichts wird durch winzige Unregelmäßigkeiten innerhalb der Faser gestreut und kehrt zum Gerät zurück.

Wenn Vibrationen, wie sie durch Walrufe verursacht werden, hinzukommen, dehnt sich die Faser leicht aus und zieht sich zusammen, wodurch sich die Eigenschaften des zurückkehrenden Lichts ändern. Durch die Analyse dieser Unterschiede kann ermittelt werden, wo entlang des Kabels die Veränderung stattgefunden hat.

Es handelt sich also um ein System, das nicht durch das Aussenden von Geräuschen im Wasser nach Walen sucht, sondern die Auswirkungen der empfangenen Geräusche optisch erfasst.

Während herkömmliche Unterwassermikrofone hauptsächlich den Schalldruck am Installationsort messen, misst DAS die Veränderung der Dehnung an zahlreichen Punkten entlang einer langen Faser. Daher funktioniert ein einziges Kabel wie ein „langes Ohr“ mit vielen Beobachtungspunkten.

In solchen Forschungen werden ungenutzte Reservefasern innerhalb von Kommunikationskabeln verwendet. Es handelt sich nicht um eine Technologie, die die Inhalte von E-Mails oder Videos der Nutzer analysiert, um Wale zu finden.

Ein 120 Kilometer langes Kabel mit etwa 30.000 Beobachtungspunkten

In einer 2022 veröffentlichten Studie wurde ein bestehendes Unterseekabel vor den Svalbard-Inseln in Norwegen verwendet.

Das Forschungsteam nutzte einen etwa 120 Kilometer langen Abschnitt als etwa 30.000 Messpunkte im Abstand von etwa 4 Metern und detektierte die niederfrequenten Rufe von Blauwalen und Finnwalen.

Es ist bereits wertvoll zu wissen, dass „Wale in der Nähe des Kabels sind“. Wenn jedoch an mehreren Punkten derselbe Ruf erfasst wird, können noch mehr Informationen gewonnen werden.

Die Zeit, zu der der Schall an den einzelnen Punkten des Kabels ankommt, variiert je nach Entfernung zur Schallquelle geringfügig. Durch die Untersuchung dieser Zeitunterschiede kann abgeschätzt werden, woher der Ruf kam.

Insbesondere wenn es zwei Kabel gibt, wird es einfacher, die seitliche Position zu bestimmen, die mit nur einem Kabel schwer zu unterscheiden ist. Die Ausrüstung zur Aufzeichnung von Geräuschen verwandelt sich in eine Ausrüstung zur Untersuchung von Bewegungen.

1.808 Rufe in 5 Stunden, Verfolgung von 8 Walen

In einer 2023 veröffentlichten Studie wurden 5 Stunden Daten von zwei Glasfaserkabeln in der Arktis analysiert und 1.808 Rufe von Finnwalen detektiert.

Das Forschungsteam verfolgte die Bewegungen von 8 Walen und konnte bis zu 4 gleichzeitig verfolgen. Auch Rufe von bis zu etwa 9,4 Kilometer entfernten Orten wurden detektiert.

Die Zahl 1.808 bezieht sich hier nicht auf die Anzahl der Wale. Da dasselbe Individuum wiederholt rufen kann, kann die Anzahl der Rufe nicht direkt in die Anzahl der Individuen umgerechnet werden.

Auch die in der Studie angegebene „Positionierungsgenauigkeit von etwa 100 Metern“ unterliegt bestimmten Bedingungen. Dies ist das Ergebnis der Überprüfung der Schätzmethode mit Testgeräuschen, die von einem Schiff mit bekannter Position ausgesendet wurden. Es bedeutet nicht, dass die Position von Walen überall im Meer mit derselben Genauigkeit bestimmt werden kann.

Dennoch ist die Fähigkeit, die Bewegungen mehrerer Wale aus bestehenden Unterwassereinrichtungen zu rekonstruieren, ein bedeutender Fortschritt zur Erweiterung des Beobachtungsbereichs.

Im Jahr 2026 auch die Rufe von Grönlandwalen

Bisher konzentrierte sich DAS, das Kommunikationskabel verwendet, hauptsächlich auf die Erfassung der tiefen, lauten Rufe von Blauwalen und Finnwalen.

Die Herausforderung bestand jedoch darin, wie gut höhere Frequenzen und schwächere Rufe erfasst werden können.

Laut einer Ankündigung der Cornell University im November 2026 arbeitete Buffo im Frühjahr desselben Jahres mit einer lokalen Walfanggemeinschaft und der Abteilung für Wildtiermanagement in Utqiagvik, Nordalaska, zusammen. Durch die Analyse von DAS-Daten, die aus Kabeln des Telekommunikationsanbieters Quintillion gewonnen wurden, wurden erstmals die Rufe von Grönlandwalen detektiert.

Dies ist ein Ergebnis, das das Potenzial zur Erweiterung der Beobachtungsziele zeigt. Es wurde jedoch nicht nachgewiesen, dass alle Bartenwale in allen Meeresgebieten gleichermaßen detektiert werden können.

Das Ziel der Forscher ist es auch nicht, alle herkömmlichen Unterwassermikrofone zu ersetzen. Vielmehr sollen unterschiedliche Beobachtungsmethoden kombiniert werden, um Informationen über unterversorgte Meeresgebiete zu ergänzen.

Die Zukunft, in der Walrufe als Warnung für Schiffe dienen

Einer der Gründe, warum diese Technologie mit Erwartungen verbunden ist, ist ihre Anwendung zur Verhinderung von Kollisionen zwischen Schiffen und Walen.

Zum Beispiel könnten Rufe in der Nähe von Schifffahrtsrouten detektiert und deren Position geschätzt werden. Diese Informationen könnten mit den Positionsdaten von Schiffen kombiniert werden, um herannahende Schiffe oder Betreiber zu warnen. Wenn dies zu Entscheidungen wie Geschwindigkeitsreduzierungen führt, könnte das Unfallrisiko verringert werden.

Zwischen der Forschung zur Detektion von Walen und dem tatsächlichen Betriebssystem zur Reduzierung von Unfällen besteht jedoch noch eine Lücke.

Ist die Zeit bis zur Ausgabe einer Warnung ausreichend kurz? Kann auch an Orten mit lautem Schiffsverkehr detektiert werden? Wie hoch sind Fehlalarme oder Übersehungen? Können die Empfänger der Informationen tatsächlich reagieren?

Bei der Überwachung durch Rufe kann nicht allein aufgrund des Nichtdetektierens eines Rufs geschlossen werden, dass „keine Wale vorhanden sind“.

Es wird erwartet, dass die Sicherheit auf See nicht einem einzigen Gerät überlassen wird, sondern dass neue Informationsquellen zu visuellen Beobachtungen und herkömmlichen akustischen Beobachtungen hinzugefügt werden.

Erstaunte Reaktionen in den sozialen Medien. Allerdings nicht mit den Reaktionen auf den aktuellen Artikel zu verwechseln

Die Idee, Unterseekabel zur Walbeobachtung zu nutzen, hat auch in den sozialen Medien Interesse geweckt.

Ein Beispiel ist der Wissenschaftsautor Ryan Green, der auf LinkedIn über seine Berichterstattung zu diesem Thema schrieb. Er erklärte, dass er durch das Interesse an der Welt der Unterseekabel und die Forschung zur Detektion von Walen, die nicht rufen, seine Recherchen vertiefte.

In den Kommentaren zu seinem Beitrag fanden sich kurze Bemerkungen wie „sehr beeindruckend“ und „interessanter Artikel“. Die Überraschung, dass man durch Unterwasserausrüstung Informationen über das Verhalten von Tieren gewinnen kann, hat das Interesse der Leser geweckt.

Allerdings bezieht sich dieser Beitrag auf eine andere verwandte Forschung, die sich mit der Detektion von Walen beschäftigt, die nicht rufen. Er kann nicht als direkte Reaktion auf den Artikel von ZME Science oder die November-Übersicht betrachtet werden.

In dem bisher überprüften Umfang gab es nicht genügend Material, um die Tendenzen der öffentlichen Meinung anhand zahlreicher Reaktionen auf den neuesten Artikel zu beurteilen. Die in den sozialen Medien geäußerte Überraschung und positive Reaktionen können erwähnt werden, aber es wäre nicht angemessen, dies als „weltweit gefeiert“ zu bezeichnen.

Entscheidend für die praktische Anwendung sind die „Bedingungen“ und nicht die Kabel

Wenn man hört, dass bestehende Geräte genutzt werden können, könnte man meinen, dass das Netzwerk einfach durch Anschließen der Geräte fertiggestellt wird. Tatsächlich müssen jedoch mehrere Bedingungen erfüllt sein.

Erstens ist die Datenmenge groß. Da zahlreiche Punkte in kurzen Zeitintervallen aufgezeichnet werden, können je nach Einstellung täglich Informationen im Terabyte-Bereich entstehen. Eine Methode, bei der Menschen alles überprüfen, macht eine kontinuierliche Überwachung schwierig.

Die Genauigkeit der automatischen Analyse, die Walrufe von Schiffsgeräuschen und Erdbebensignalen unterscheidet, ist entscheidend.

Zweitens gibt es Unterschiede in der Empfindlichkeit je nach Kabel. Die Struktur, die Art der Verlegung auf dem Meeresboden und die Umgebung beeinflussen, wie dasselbe Geräusch erfasst wird. Eine erfolgreiche Einstellung in einem Meeresgebiet kann nicht einfach auf ein anderes übertragen werden.

Darüber hinaus gibt es Einschränkungen beim Zugang zu den nutzbaren Fasern und den optischen Verstärkern. Nicht alle Abschnitte der weltweit verlegten Kabel können gleichzeitig für die Beobachtung genutzt werden.

Auch in finanzieller Hinsicht ist es ein Unterschied, ob ein Kabel bereits vorhanden ist oder ob die Beobachtung kostenlos weitergeführt werden kann. Messgeräte, Analyseplattformen, Datenspeicherung und Personal für den Betrieb sind erforderlich.

Um die Technologie zu verbreiten, ist die Zusammenarbeit nicht nur mit Forschern, sondern auch mit Telekommunikationsunternehmen, der Meeresindustrie und relevanten Institutionen unerlässlich.

Der Schnittpunkt von Kommunikation und Meeresbeobachtung in Japan

Der Wert dieser Forschung in Japan liegt nicht nur darin, dass „im Ausland interessante Experimente durchgeführt wurden“.

In einem von Meer umgebenen Land wie Japan könnte die Nutzung von Kommunikationseinrichtungen zur Erfassung der Meeresumwelt eine Möglichkeit sein, den Wert bestehender Infrastrukturen zu erweitern.

Zukünftige Überlegungen könnten die Erfassung der Walpräsenzzeiten in Gebieten mit hohem Schiffsverkehr oder die Untersuchung von Veränderungen der Unterwassergeräusche vor und nach der Küstenentwicklung umfassen. Diese sind jedoch nur Anwendungsmöglichkeiten, die sich aus den in diesem Artikel vorgestellten Ergebnissen ableiten lassen, und bedeuten nicht, dass dasselbe System in Japan bereits in Betrieb ist.

Bei der Einführung muss geprüft werden, welche Tierarten und Frequenzen der Rufe beobachtet werden sollen, sowie die Position und Nutzungsbedingungen der Kabel. Es muss von Anfang an geplant werden, wer die gewonnenen Informationen erhält und für welche Entscheidungen sie verwendet werden.

Wichtig ist nicht, die Kabel selbst in Beobachtungsgeräte zu verwandeln, sondern zu verstehen, was wir über das Meer erfahren und welche Maßnahmen wir ergreifen können.

Die Unterseekabel, die verlegt wurden, um Menschen miteinander zu verbinden, können uns die Rufe von Walen übermitteln, die bisher nicht erreicht wurden. Dieses Potenzial wird bereits in Experimenten aufgezeigt.

Quellen und Referenzen

1. ZME Science: Einführung in das DAS-System, frühere Experimente und Herausforderungen bei der praktischen Anwendung.
   https://www.zmescience.com/science/oceanography/the-internets-underwater-cables-could-double-as-a-whale-monitoring-network/

2. Cornell University: Einführung in die Forschung von 2026. Detektion von Grönlandwalrufen, Veröffentlichung der Übersicht und komplementäre Beziehung zur herkömmlichen Beobachtung.
   https://news.cornell.edu/index.php/stories/2026/11/repurposing-internets-backbone-advance-whale-monitoringCornell Chronicle

3. Frontiers in Marine Science, 2022-Papier: Forschung zur Detektion von Bartenwalrufen mit Unterwasser-Glasfasern um die Svalbard-Inseln.
   https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2022.901348/fullfrontiersin.org

4. Frontiers in Marine Science, 2023-Papier: Detektion von 1.808 Rufen, Verfolgung von 8 Walen, maximale Detektionsreichweite von etwa 9,4 Kilometern, Überprüfung der Positionierungsmethode.
   https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2023.1130898/fullfrontiersin.org

5. Cornell University, 2022-Erklärung: Unterschiede zwischen DAS und Unterwassermikrofonen, Nutzung ungenutzter