In einer unserer früheren Ausgaben (siehe Plongez! Nr. 46) hatte das Team von Deep Blue Exploration uns eingeladen, eine untergetauchte Höhle im Herzen der Gewässer von Mayotte zu entdecken. Ein Jahr später kehrte das Team zurück, diesmal um eine vollständige Modellierung durchzuführen. Gaby Barathieu teilt mit uns ihre Erfahrungen.
Im Januar 2023 zielte unsere erste Mission, benannt Gumbo La Baharini, darauf ab, eine über zwanzigtausend Jahre alte Stalagmite in 75 Metern Tiefe zu extrahieren. Ein beispielloser Erfolg! Gestärkt durch diesen Erfolg haben wir zu Jahresbeginn erneut die Flossen angeschnallt für eine ebenso innovative zweite Mission.
Fast ein Jahr nach unserem ersten Abenteuer nahmen wir erneut Kurs auf diese karstische Höhle, die in 50 Metern Tiefe in der Nähe von Passe Bateau im Süden der Lagune von Mayotte liegt. Dieses Mal ist unser Ziel, alle notwendigen Daten für die 3D-Modellierung der Höhle zu sammeln. Während 12 Tagen werden wir zwischen 50 und 80 Metern in diesem Labyrinth tauchen, in der Hoffnung, eine neue Weltpremiere zu verwirklichen.
Eine große Herausforderung
Die Unterwasserstruktur der Höhle ist besonders komplex, mit verworrenen Wegen, mehreren großen Kammern, Engstellen, zusammengefallenen Blöcken und Stalagmiten und Stalaktiten, von denen viele nach alten Erdbeben zu Boden gefallen sind. Außerdem tragen sehr flüchtige Sedimentablagerungen zur Komplexität bei. Diese geologische Formation, die über 130 Meter lang ist, einzigartig in Mayotte und im Indischen Ozean, zieht die Aufmerksamkeit zahlreicher Wissenschaftler an.
Die 3D-Modellierung zielt darauf ab, ein umfassendes Bild zu vermitteln, das ein besseres Verständnis seiner Entstehung während der letzten geologischen Ära ermöglicht. Fragen bleiben offen, insbesondere zu seiner faszinierenden Ausrichtung, die scheinbar ins Innere der Lagune weist, während sie theoretisch nach außen orientiert sein sollte.
Schwierige Tauchbedingungen
Die Wetterbedingungen während der zwölf Tage der Mission waren nicht die günstigsten, mit Regen, Wind und eingeschränkter Sicht. Allerdings war die Wassertemperatur angenehm und erreichte 30 Grad an der Oberfläche und 25 Grad in 80 Metern Tiefe. Trotz der Unwägbarkeiten herrschte Teamgeist und die Moral blieb hoch.
In der Nähe der Passe Bateau ist der Eingang zur Galerie wechselnden und starken Strömungen ausgesetzt, die über einen Knoten hinausgehen können. Der Einsatz der Tek-Taucher, ausgestattet mit Rebreather, Bail-out- und DPV-Geräten, muss jeden Tag sorgfältig geplant werden, um Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten. Es ist entscheidend, nicht an der Oberfläche zu verweilen oder den Abstieg auf 50 Meter zu verzögern. Abhängig von den Strömungen ist es nicht selten, dass der Einstiegsort mehr als 200 Meter vom Eingang entfernt liegt. In den ersten beiden Tagen fanden wir aufgrund der schwierigen Bedingungen den Eingang zur Höhle nicht.
Die wiedergefunde Ruhe
Glücklicherweise verbessern sich die Bedingungen in der Höhle: keine Strömung und gute Sicht, insbesondere in den tieferen Bereichen, vorausgesetzt, dass keine Sedimente aufgewirbelt werden. Die Atmosphäre in diesen dunklen Gängen ist immer noch fesselnd, selbst nach über 50 Tauchgängen. Jede Tauchgang bietet die Möglichkeit, neue Formen und Gebilde zu entdecken, die bisher unseren Lampen entgangen sind. Die Benutzung eines Trimix-Gemischs beeinflusst unsere Wahrnehmung, was besonders offensichtlich wurde, als wir uns für eine reichere Helium-Mischung (10/70 statt 10/50) entschieden, was einige Details sichtbarer machte.
Team-Tauchtechniken
Einige Abschnitte der Hauptgalerie sind so eng, dass es schwierig ist, für alle Taucher dort ohne das Aufwirbeln des feinen Sediments, das den Boden bedeckt, vorzudringen. Das Aufwirbeln dieser Partikel würde das Ziel der Mission gefährden. Deshalb haben wir uns für eine Fortbewegung in kleinen Teams entschieden: zwei Taucher, der DPV-Bediener und der Kameramann oder Fotograf zur Sicherheit, während die anderen damit beschäftigt sind, Zielmarkierungen zu setzen oder Sedimentproben zu entnehmen.
Das Unzugängliche zugänglich machen
Unsere Mission ist es, die einzigartige Atmosphäre und Geschichte dieser karstischen Umgebungen zu vermitteln. Sei es durch Fotografie oder Video, nichts kann wirklich eine vollständige Eintauchen in die Dunkelheit der Höhle ersetzen.
Wir sind eine Handvoll von Privilegierten, die in der Lage sind, diese feindliche Umgebung zu erkunden. Weniger als 10 Personen hatten die Gelegenheit, dieses einzigartige Feld von Stalagmiten zu bestaunen. Das Ziel der Mission Gumbo La Baharini 3D ist es, diese Emotionen und dieses unglaubliche Eintauchen in die Zeit, tief im Laguneninneren, zu teilen.
Von den 14 Tagen der Mission haben wir an 12 Tagen getaucht, davon 2 ohne den Eingang zur Höhle zu finden. Das führte zu insgesamt 10 effektiven Arbeitstagen. Die Tauchgänge dauerten zwischen 30 und 60 Minuten, mit einer Dekompression von etwa 150 Minuten pro Tag. Insgesamt hat jeder von uns 250 Minuten Arbeit in den Galerien der Höhle durchgeführt, bei insgesamt 1.500 Minuten Dekompression während des Aufenthalts.
Im letzten Juni konnten wir die ersten vollständigen Versionen des Höhlenmodells entdecken, die anhand unserer Bilder und den leistungsfähigen Berechnungen der IRD Réunion Computer generiert wurden. Obwohl noch einige wenige kleinere Unvollkommenheiten verblieben sind, ist die virtuelle Besichtigung der Höhle nun für alle, Forscher und Öffentlichkeit, zugänglich. Unser Hauptziel wurde somit erreicht.
Ein menschliches Abenteuer
Vier Tek-Taucher, Camille Loisil, Patrick Plantard, Thomas Gautier und Gaby Barathieu, bildeten die Hauptgruppe. Ihr Erfolg basiert jedoch auf einem starken Team! An ihrer Seite befanden sich Armand Dayde, Taucher-Kameramann und Dokumentarfilmer; Jérôme und Delphine Mathey von Drone GO; Dr. Isabel Urbina-Barreto, Postdoktorandin der IRD, in Partnerschaft mit dem Gumbo La Baharini 2024 Projekt, sowie Héloïse Rouzé, beide Mitglieder der Vereinigung DBE; und nicht zu vergessen Thierry, Anita, Kiki und Hayfa, die für die notwendige Logistik sorgten.
Die photogrammetrischen Messungen: eine technische Herausforderung
Die Photogrammetrie ermöglicht die Durchführung von Messungen in einer Szene, indem sie die Parallaxe zwischen Bildern nutzt, die aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen wurden. Inspiriert von der menschlichen stereoskopischen Vision, hat diese Technik lange Zeit zur Modellierung des Reliefs von Szenen gedient. Heute verlässt sie sich zunehmend auf numerische Berechnungen und Bildkorrelationen. Im Rahmen unserer Mission nutzen wir die Technik der „Structure from motion“-Bildgebung sowie eine 3D-Rekonstruktionssoftware (Agisoft Metashape).
Einer der Hauptherausforderungen besteht in der Effizienz eines einzigen Durchgangs. Jérôme Mathey und ich haben einen Rahmen bestehend aus 12 GoPro-Kameras entworfen, die in präzisen Winkeln montiert sind, um eine optimale Abdeckung zu gewährleisten. Diese Konfiguration ermöglicht eine Datenaufnahme, die der einer halbkugelförmigen Blase ähnelt, die vorne am Gerät angebracht ist.
In völliger Dunkelheit ist eine intensive Beleuchtung entscheidend, um die Orte von allen Seiten zu belichten. Die Homogenität der Beleuchtung ist ebenfalls wichtig, um unterbelichtete Bereiche und Schatten zu vermeiden, die die Rekonstruktion des digitalen Modells erschweren. Isabel Urbina-Barreto, Riff-Ökologin und Mitglied der Vereinigung, leitete die photogrammetrische Verarbeitung.
Bevor die Bilder in die Verarbeitungssoftware eingeführt werden, wurde eine sorgfältige Kalibrierung vorgenommen. Nachdem die 12 GoPro-Kameras an den Unterwasser-Scootern befestigt waren, wurden präzise Trajektorien und Geschwindigkeiten für die Taucher festgelegt. Isabel besuchte sogar den Höhleneingang, um sich mit der Umgebung vertraut zu machen. Die Taucher gaben ihr eine allgemeine Skizze, die sie maßstabsgetreu anpasste, um das Gebiet optimal einschätzen zu können. Das Starten der GoPros im verzögerten Modus war ebenfalls eine Herausforderung und erforderte die Abstimmung der technischen Anforderungen der Photogrammetrie mit denen der Taucher. Am Ende der Feldmission sammelte Isabel etwa 147.000 Bilder, die entlang der 130 Meter langen Gänge aufgenommen wurden. Sie ging dann in Schritten vor, um die Bilder zu bearbeiten und die 3D-Rekonstruktionen jeder Höhlenkammer zu erstellen: Organisation der Aufnahmen nach Tag und Scanbereich, Eliminierung nicht verwertbarer oder redundanter Bilder, Bewertung ihrer Qualität, Erstellung einer spärlichen Punktwolke, gefolgt von einer Kalibrierung und Verdichtung. Auf Grundlage dieser 3D-Punktwolke wurde das endgültige virtuelle Modell erstellt, das die fünf gescannten Kreise getreu darstellt.
Dieser Artikel wurde ursprünglich von Gaby Barathieu für die Druckausgabe von PLONGEZ! verfasst und für das Internet angepasst.
Titelbild © Gaby Barathieu
