Slik ble lyd forskernes øyne under vann

Tyske Alexander Behm tok patent på ekkoloddet i 1912. Æren for oppfinnelsen må han likevel dele med den danskfødte siddisen Hans Sundt Berggraf.

Behms patent er nemlig til forveksling likt Berggrafs tegninger i Teknisk Ugeblad i 1904. De viser et apparat som kan måle havdybden «uden at apparatet har forbindelse med havbunden». Med andre ord: et ekkolodd.

– Enkelt forklart sender ekkolodd ned lydbølger som reflekteres fra havbunnen, fiskestimer eller andre objekter under vann. Ekkoet gir informasjon om avstand og størrelse, sier havforsker Svein Sundby.

Fra ubåtkrig til Lofot-torsk

Militæret kastet seg straks over ekkoloddet. Det kunne lokalisere ubåter, som for alvor ble tatt i bruk under 1. verdenskrig.

I fiskeri og forskning ble nyvinningen tatt i bruk på 1930-tallet. HIs Oscar Sund var en av de første i verden – kanskje den aller første – som brukte akustikk i fiskeriforskning.

– Sund brukte ekkoloddet til å «se fisk» under vann i Lofoten. Han var den første som dokumenterte vitenskapelig at det var en sammenheng mellom vanntemperaturen og konsentrasjonen av skrei – altså gytemoden torsk – i Vestfjorden, sier Sundby.

Ved hjelp av ekkoloddet fikk Sund avtegnet gytekonsentrasjoner av skrei i et tynt vannlag som holdt skreiens foretrukne 4-6 °C. I 1936 ble resultatene publisert i Nature, verdens mest prestisjetunge forskningstidsskrift.

Ny verdenskrig = ny teknologi

I 2. verdenskrig ble et nytt akustisk verktøy tatt i bruk for å lokalisere ubåter: sonaren.

– Mens ekkoloddet sender rett ned, kan sonaren sende lydbølger horisontalt og sveipe i alle retninger. Det gir fiskeriakustikken enda flere muligheter, forklarer Sundby.

De første som søkte etter ubåter med sonar, oppdaget forresten et underlig og tilsynelatende uforklarlig fenomen: I noen områder så havbunnen ut til å stige etter solnedgang, for så å synke igjen når det grydde av dag. 

Det sonarene hadde fanget opp, var ikke havbunnen, men enorme forekomster av mesopelagisk småfisk. Disse fiskene lever i tussmørket i dypet om dagen og kommer opp om natten for å beite plankton i ly av mørket. Dette er den største daglige vandringen av dyr på kloden. 

Har revolusjonert bestandsberegning

På 1950-tallet inngikk HI, teknologibedriften Simrad og Christian Michelsens institutt et tett samarbeid om utvikling og bruk av fiskeriakustikk.

– HI og Norge har vært verdensledende på dette feltet siden, og dette er også forskning som fiskerne har hatt stor nytte av hele veien, sier Sundby.

Se også: Har gitt sonaren evne til å beregne hvor mange tonn fisk den ser | Havforskningsinstituttet

Akustiske verktøy revolusjonerte hvordan havforskerne mengdeberegnet fiskebestander. 

Lodda var det første fiskeslaget der bestandsberegninger var basert på akustiske observasjoner. HI begynte med dette i Barentshavet i 1971.

– Ekkolodd, sonarer og akustiske sensorer brukes til å måle og overvåke de viktigste fiske- og krillbestandene i hele verden. Moderne fiskeri og fiskeriforskning uten akustiske verktøy er i det hele tatt nokså utenkelig, sier Sundby.

«Synger i kor» med bredbåndsekkolodd

De siste tiårene har fiskeriakustikken hatt en rivende utvikling. 

– Flerakustikksystemene som brukes i dag, er hinsides det Sund brukte i Lofoten, sier Sundby, og viser til det som kalles bredbåndsakustikk.

Der gamle ekkolodd sender lydsignaler på én frekvens, sender bredbåndsekkolodd på mange frekvenser.

– Det blir litt som å bruke et kor i stedet for å synge med bare en stemme, sier Sundby.

Dermed blir datamengden som kan hentes ut av ekkoene mye større. I dag er forskerne i stand til å skille ulike arter av fisk fra hverandre, larver fra plankton og så videre. Men da er det også matematikk for viderekomne inne i bildet.

«Dialektanalyse» og kunstig intelligens

Rolf Korneliussen, som er forskningssjef for akustikk og observasjonsmetodikk, forteller at HI i dag blant annet forsker på å kunne beskrive «ekkodialektene» til ulike fiskeslag. Ekko fra makrell er nemlig annerledes enn fra sild.

HI undersøker også om bredbåndsakustikk kan fortelle oss hvor stor fisken er. 

– Med enda bedre hydroakustikk kan vi få enda bedre fiskeriforvaltning og hjelpe fiskerne med å ta enda bedre avgjørelser. Det kan blant annet bli lettere å forsikre seg om at stimen på ekkoloddet faktisk er den arten du er ute etter, sier forskningssjefen.

Forrige fredag: Til verdens ende etter vann

Neste fredag: Fra gresk mytologi til hypermoderne observasjonsteknologi 

Se også: Kamera i trålsekken + kunstig intelligens = revolusjonerande fiskemetode | Havforskningsinstituttet