Europas undersøiske fiberkabler bliver ny forskningsinfrastruktur

”Såvel forskningspotentialet som samfundsnytten ved Fibre Sensing er overvældende. Men kompleksiteten er helt i top, da teknologien forudsætter integration af alle de forskningsinfrastrukturer vi arbejder med: Netværk, Computing, Sikkerhed og Data management. Dertil kommer de enorme datamængder og det sikkerhedspolitisk problematiske i alt det, man nu kan overvåge”. René Belsø, Data Management konsulent i DeiC.

Fra internetkabler til observationssystem 

Under havets overflade løber tusindvis af kilometer fiberkabler, som hver dag transporterer størstedelen af verdens internettrafik. Men den samme infrastruktur kan også bruges til noget helt andet. SUBMERSE (SUBMarine cablEs for ReSearch and Exploration) har gennem de seneste tre år påvist hvordan de undersøiske fiberkabler kan fungere som avancerede sensornetværk.

Kablerne kan registrere bittesmå vibrationer og ændringer i havmiljøet over enorme afstande. Dermed bliver det muligt at indsamle detaljerede data i områder, hvor traditionelle måleinstrumenter er vanskelige eller dyre at installere. 

På projektets afsluttende konference i København i april 2026 præsenterede partnerne resultater fra projektets syv pilotinstallationer i fem europæiske lande, fra Svalbard i Arktis til Middelhavet og Atlanterhavet omkring Madeira.

Et af projektets mest opsigtsvækkende resultater kom fra Madeira, hvor et undersøisk fiberkabel registrerede seismiske signaler fra et jordskælv i Tyrkiet mere end 4.500 kilometer væk. Resultatet demonstrerede, hvordan eksisterende fiberinfrastruktur kan supplere traditionelle seismiske målenetværk og potentielt forbedre systemer til overvågning af jordskælv og advare om tsunamier der er på vej. Andre oplæg viste eksempler på, hvordan teknologien kan bidrage til bedre forståelse af havstrømme, temperaturændringer og havpattedyrs migrationsmønstre.

Fra forskning til overvågning af aktivitet på havet

Udover forskningspotentialet indenfor fx geologi, marinbiologi og oceanstudier skaber teknologien også nye muligheder i forhold til beredskab og sikkerhed. Fiber sensing kan nemlig registrere menneskelig aktivitet lige fra skibstrafik på og under vandet, til bevægelser omkring undersøiske kabler og installationer.

 Teknologien har derfor betydning for overvågning af kritisk infrastruktur, registrering af ulovligt fiskeri og tidlig varsling ved naturkatastrofer som jordskælv og tsunamier. Samtidig kan kontinuerlig overvågning af havmiljøet bidrage med ny viden om både klima og biodiversitet.

Interessen er også vokset i takt med de senere års hændelser omkring undersøisk infrastruktur i blandt andet Østersøen. Her kan fiberoptisk sensing spille en vigtig rolle ved at muliggøre kontinuerlig overvågning af kablerne, så usædvanlige bevægelser, påvirkninger eller begyndende skader kan opdages på et langt tidligere tidspunkt end med traditionelle overvågningsmetoder.

Hvordan undgår vi at drukne i havdata?

Når tusindvis af kilometer fiberkabler konstant registerer vibrationer fra havstrømme, skibstraffik og seismisk aktivitet, opstår der enorme datastrømme i realtid. Derfor har data management været et centralt fokusområde i SUBMERSE projektet. 

Hannah Mihai fra DeiCs Data Management Afdeling har stået i spidsen for projektets data management støtte til forskerne. Her har man ved hjælp af FAIR-principperne udarbejdet en ramme for håndtering af data, der gør det muligt at anvende dem på tværs af europæiske forskningsinfrastrukturer og forskningsdiscipliner.

”Med så store datastrømme er vi nødt til at søge computer-automatisering af såvel mønstergenkendelsen (”Event Fingerprinting” fx en ”hval” eller en ”ubåd”) som det at registrere hændelserne i diverse faglige repositorier. For at maskinerne skal kunne forstå data er det helt afgørende at data er FAIR (Findable, Accessible, Interoperable and Reusable)”, fremhæver Hannah. 

Håndteringen af data i SUBMERSE adskiller sig således fra mange traditionelle forskningsprojekter. Her indsamles data ikke i afgrænsede målinger, men som kontinuerlige datastrømme, hvor rå data signaler først løbende skal analyseres og omsættes til brugbar viden (data produkter), og hvor det kun er en forsvindende lille del af dataene der ender med at blive bevaret og gjort tilgængelige gennem europæiske data- og forskningsinfrastrukturer. Det har gjort det nødvendigt med en dynamisk tilgang til data management, hvor projektgruppen løbende har justeret og udviklet modellerne for datahåndtering i takt med, at de har fået bedre forståelse af, hvilke data der er værdifulde, sensitive og relevante at bevare.

Samtidig har projektet skullet balancere open science med behovet for at beskytte sensitive data, f.eks. data af sikkerhedsmæssig betydning, og det har derfor været en vigtig opgave at udvikle metoder – fx AI fingerprinting –  til at filtrere følsomme informationer uden at reducere dataenes forskningsmæssige værdi. 

Fra forskningsprojekt til europæisk infrastruktur?

Ved afslutningen af projektet står det klart, at fibre optic sensing har et stort potentiale for europæisk forskning. Teknologien giver forskere adgang til helt nye typer data om havmiljø, klima, seismisk aktivitet og menneskelig aktivitet på havet. Men hvis teknologien skal udvikle sig til egentlig europæisk forskningsinfrastruktur, kræver det også, at en række udfordringer bliver løst.

En del af udfordringen bliver at skabe fælles standarder for datahåndtering og gøre de enorme datamængder anvendelige på tværs af forskningsfelter, infrastrukturer og landegrænser. Samtidig skal data integreres med eksisterende forskningsinfrastrukturer, dataplatforme og HPC-miljøer i Europa. Men udfordringerne er ikke kun tekniske. Når fiberkabler både bliver forskningsinstrumenter og en del af overvågningen af kritisk infrastruktur, opstår der også nye spørgsmål om dataadgang, ejerskab og sikkerhed. Hvem ejer dataene? Hvem må overvåge hvad? Og hvilke internationale rammer skal gælde for en teknologi, der krydser både internationale havbunde og landegrænser?

”Det er gladeligt at de fem nordiske lande, indenfor infrastruktursamarbejdet i NORDUnet, nu har fundet sammen om at udvikle teknologien i fællesskab.  Det gør det mere sandsynligt at vi kan give vores forskerne adgang til denne fascinerende data”, René Belsø, Data Management konsulent i DeiC.