РОШ-ХАРБОР, штат Вашингтон. Двокілометровий волоконно-оптичний кабель, який зараз лежить на морському дні біля островів Сан-Хуан, може революціонізувати спосіб відстеження та захисту косаток, які знаходяться під загрозою зникнення, запропонувавши те, що дослідники описують як «тисячі вух у воді», які слухають усіх одночасно.
Революційний проект, фінансований Allen Family Philanthropies, являє собою першу спробу використання підводних кабелів, спеціально розроблених для запису високочастотних клацань і дзвінків, які косатки використовують для навігації та полювання. У разі успіху це може перетворити тисячі миль волоконно-оптичної інфраструктури, яка вже перетинає П’юджет-Саунд і океани по всьому світу, у величезну мережу моніторингу морських ссавців.
У той час як волоконно-оптичні кабелі раніше використовувалися для виявлення низькочастотних сигналів від землетрусів, цунамі та навіть синіх китів, захоплення голосів косаток представляє зовсім іншу проблему.
«Ми використовували цю технологію для інших частотних діапазонів, але це перший раз, коли ми намагаємося перевищити межі та перевірити, чи зможемо ми використовувати цю технологію для запису високочастотних сигналів, таких як вокалізація косаток», — сказав д-р Шима Абаді, професор Ботеллської школи STEM та Школи океанографії Університету Вашингтона.
Технологія працює шляхом надсилання лазерних імпульсів через кабель для вимірювання напруги, спричиненої акустичними сигналами — чи то від навколишнього океанського шуму, чи то від пропливаючих суден, чи від морських ссавців. Техніка вимірювання принципово відрізняється від традиційних гідрофонів, які виявляють зміни тиску в одній точці.
«Ми використовуємо світло, щоб почути їхній звук», — пояснив Абаді. «Волоконно-оптичні кабелі є скрізь, тому ми маємо Інтернет. Але в основному ми можемо використовувати те саме волокно для моніторингу морських ссавців».
Справжній прорив полягає в здатності кабелю працювати як сотні або навіть тисячі окремих станцій для прослуховування одночасно.
Доктор Скотт Вейрс, президент Beam Reach Marine Science and Sustainability, описав трансформаційний потенціал: «Мета цього проекту полягає не тільки в тому, щоб визначити, чи може волоконно-оптичний кабель чути крики косаток, але ми хочемо побачити, чи зможемо ми потім визначити місцезнаходження або локалізувати, звідки надійшов дзвінок. Це те, що ви не можете зробити з одним гідрофоном у воді».
2-кілометровий кабель, розгорнутий у протоці Аро, можна розділити на те, що вчені називають «віртуальними гідрофонами» — окремі точки прослуховування по всій його довжині.
«Тож це схоже на те, що мати тисячі вух у воді одночасно, і я можу сказати, що не тільки я чую косатку, але й вона тут, на тій широті, довготі та на тій глибині. О, а потім вона знову подзвонила, тепер вона трохи глибша», — сказав Вейрс.
Таке точне відстеження може надавати дані про місцезнаходження в реальному часі, достатньо точні, щоб точно визначити окремих китів під час їхнього руху та занурення, що є неможливим за допомогою сучасних технологій моніторингу.
Дослідницька група збирає дані не лише для академічних цілей. Інформація про місцезнаходження китів у реальному часі може мати негайне практичне застосування для захисту популяції південних косаток, що перебувають під загрозою зникнення, яка налічує близько 75 особин.
«Якщо ми зможемо продемонструвати виявлення будь-якого виду морських ссавців і зможемо визначити їх місцезнаходження в режимі реального часу, ці дані можна буде використовувати, наприклад, щоб уникнути зіткнення з судном або повідомити людям, що вам потрібно зменшити швидкість у певному регіоні або їм потрібно уникати певного регіону», — сказав Абаді.
Вейрс окреслив як короткострокові, так і довгострокові програми збереження: «Це може допомогти зрозуміти довгострокову політику, як-от, вони тут завжди шукають їжу, можливо, нам варто створити заповідник у цій місцевості. Або, о, вони прямують на північ, це означає, що можна зробити забивання паль на південь».
Технологія також може допомогти вченим нарешті відповісти на фундаментальні питання про поведінку косаток, пов’язавши певні вокалізації з певною діяльністю — чи то полювання, спілкування чи подорожі.
«Що ми хочемо зробити, це по суті зрозуміти вокалізацію та пов’язати її з їх діяльністю, як ця вокалізація пов’язана з цим типом діяльності», — сказав Абаді.
Щоб підтвердити нову технологію, дослідники розгортають декілька систем моніторингу одночасно. Традиційний причал із гідрофоном надасть порівняльні дані, тоді як AIS і радарні системи відстежуватимуть рух суден на суші. Камери фіксують поверхневу активність, щоб співвіднести звуки з видимою поведінкою.
Цей комплексний підхід дозволить вченим перевірити, чи волоконно-оптичний кабель точно виявляє крики китів, а також збирає контекст про те, що кити роблять, коли голосять.
Кабель був розгорнутий на вихідних і вже записує дані в реальному часі. Тепер гра в очікуванні. Обладнання залишатиметься на морському дні, доки дослідники не зафіксують достатню кількість голосів китів — незалежно від того, чи це займе дні, тижні чи доведеться чекати наступного року, коли косатки повернуться в цей район.
Мабуть, найцікавішим наслідком є величезний масштаб того, що…
поділитися в твіттері: Косаток почують у воді