Ученые «подслушивали» китов в Арктике с помощью оптоволоконных кабелей. В июле группа ученых опубликовала исследование, в котором был использован практический метод, обычно используемый для мониторинга самих кабелей, для слежкой за активностью усатых китов в Арктике. Исследователи говорят, что подобные исследования могут изменить то, как ученые собирают данные о морской жизни.
Под океанами оптоволоконные кабели передают интернет-трафик по всему миру. Они также стали обычным инструментом для ученых в этой области, которые хотели бы собирать данные и получать к ним доступ в режиме реального времени. В частности, их можно использовать для обнаружения землетрясений, в том числе толчков, которые не обнаруживаются традиционными сейсмическими станциями. В данном случае эти кабели использовались для обнаружения звуков китов. В исследовании отмечается, что это первый случай мониторинга дикой природы с помощью метода, называемого распределенным акустическим зондированием.
«[С] распределенным акустическим зондированием мы потенциально можем получить лучший охват», — сказала новостному порталу The Verge Леа Буффо, соавтор исследования, будучи студенткой Норвежского университета науки и технологий. «Это может открыть новые возможности в местах, которые либо были слишком сложными для доступа, либо в регионах, где правительства не могут финансировать новые проекты, подобные этому», — сказала Буффо, ныне научный сотрудник Центра природоохранной биоакустики им. К. Лизы Янг Корнельского университета.
Исследователи китов, такие как Буффо, обычно используют гидрофоны для наблюдения за подводной активностью китов. Хотя гидрофон обеспечивает хорошее качество данных, он может охватывать только ограниченную территорию. По словам Буффо, гидрофоны обычно размещают на расстоянии от 10 до 20 километров друг от друга. Эта относительно непосредственная близость дает ученым хорошее представление о том, где могут находиться киты, — метод, аналогичный использованию триангуляции вышек сотовой связи для определения места, где был сделан телефонный звонок. Но океаны огромны, и даже большая сеть гидрофонов может покрывать лишь небольшую площадь. Волоконно-оптические кабели, напротив, пересекают огромные участки морского дна.
Распределенное акустическое зондирование уже используется для проверки состояния подводных кабелей и может предупредить компании связи о таких проблемах, как обрыв линии. Это работает, потому что волокно в кабеле подключено к так называемому опросчику, устройству, которое измеряет, работает ли оптоволоконный кабель, объясняет Буффо. Опросчик через равные промежутки времени посылает световые импульсы по оптоволоконному кабелю. Звуки или вибрации могут повредить кабель и проходящие по нему импульсы. Наблюдая за изменениями света, достигающего следователя, исследователи могут определить, что происходит рядом с кабелем, будь то якорь, брошенный рядом с кабелем, или кит, поющий поблизости.
Буффо называет результат «виртуальными гидрофонами». Во время эксперимента исследователи разместили эти «виртуальные гидрофоны» на расстоянии около четырех метров друг от друга. Полученные данные можно интерпретировать на слух, а можно и визуализировать.
Подобно тому, как волоконно-оптические кабели улавливают вибрации от землетрясения, кабель может улавливать звуки сейсмических колебаний, которые отражаются от плавников самцов китов. Судя по всему, плавники самцов китов могут издавать песни с помощью «серии повторяющихся коротких и низкочастотных импульсов, которые имеют сходство со выстрелами из пневматического оружия», говорится в исследовании.
Вот звук китов, снятый виртуальными гидрофонами:
Дополнительные данные об усатых китах, в частности, могут помочь заполнить серьезные пробелы в нашем понимании видов китов, особенно в потеплевшей Арктике, где проводилось это исследование. Несмотря на то, что это одни из самых больших животных на планете, у исследователей недостаточно информации о некоторых видах китов, чтобы знать, находятся ли они под угрозой исчезновения.
«Нам нужны научные доказательства того, что они делают и как они это делают», — объяснила Буффо новостному изданию The Verge. Используя волоконно-оптические кабели, исследователи могут определить, когда киты сталкивались с лодками, попадали в рыболовные снасти, мигрировали в другом направлении и, как упоминалось выше, присутствуют ли они в определенном регионе. Собранная информация также необходима для наблюдения за китами, пока они выздоравливают и справляются с коммерческим китобойным промыслом.
Теперь, когда исследователи собрали данные для своего исследования, Буффо ищет другие способы использования технологии записи. Некоторые любопытства, которые Буффо хочет иметь в виду, заключаются в том, могут ли они регистрировать только на низких частотах, сколько различных видов могут быть зарегистрированы и как далеко исследователи могут регистрировать кита.
«Одна из моих надежд заключается в том, что мы сможем использовать идею о том, что, поскольку мы можем получать данные в режиме реального времени, мы также можем работать с данными в режиме реального времени», — сказала Буффо. «Я считаю, что это может быть полезно для сообщества биоакустики, потому что есть много проблем сохранения, которые требуют мониторинга в реальном времени».