Το πείραμα στη Θάλασσα Σάλις μετατρέπει τα υποθαλάσσια καλώδια σε γιγάντια μικρόφωνα για φάλαινες για ερευνητικούς σκοπούς
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
Καθώς ξημέρωνε πάνω από το Νησί Σαν Χουάν, μια ομάδα επιστημόνων στεκόταν στο κατάστρωμα μιας φορτηγίδας και ξετύλιγε πάνω από ένα μίλι οπτικής ίνας στα παγωμένα νερά της Θάλασσας Σάλις.
Εργαζόμενοι με φακό κεφαλής, τροφοδοτούσαν την γραμμή από την βραχώδη ακτή μέχρι τον πυθμένα της θάλασσας, που φιλοξενεί τις όρκες της περιοχής.
Το στοίχημα είναι ότι τα ίδια λεπτά νήματα που μεταφέρουν τα σήματα του διαδικτύου μπορούν να μετατραπούν σε ένα συνεχές υποβρύχιο μικρόφωνο για να καταγράψουν τα κλικ, τις κλήσεις και τα σφυρίγματα των περαστικών φαλαινών – πληροφορίες που θα μπορούσαν να αποκαλύψουν πώς αντιδρούν στην κίνηση των πλοίων, την έλλειψη τροφής και την κλιματική αλλαγή.
Εάν το πείραμα πετύχει, τα χιλιάδες μίλια οπτικών ινών που ήδη διασχίζουν τον πυθμένα των ωκεανών θα μπορούσαν να μετατραπούν σε ένα τεράστιο δίκτυο ακρόασης που θα μπορούσε να ενημερώσει τις προσπάθειες συντήρησης παγκοσμίως.
Μετατρέποντας τα καλώδια του διαδικτύου σε αισθητήρες ωκεανών
Η τεχνολογία, που ονομάζεται Διανεμημένη Ακουστική Αίσθηση (Distributed Acoustic Sensing, DAS), αναπτύχθηκε για την παρακολούθηση αγωγών και την ανίχνευση προβλημάτων υποδομής. Τώρα οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Ουάσινγκτον την προσαρμόζουν για να ακούσουν τον ωκεανό.
Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά υδρόφωνα που ακούν από ένα μόνο σημείο, το DAS μετατρέπει ολόκληρο το καλώδιο σε αισθητήρα, επιτρέποντάς του να εντοπίσει την ακριβή θέση ενός ζώου και να καθορίσει την κατεύθυνση που κατευθύνεται.
«Μπορούμε να φανταστούμε ότι έχουμε χιλιάδες υδρόφωνα κατά μήκος του καλωδίου που καταγράφουν δεδομένα συνεχώς», δήλωσε η Shima Abadi, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον, Bothell School of STEM και στο University of Washington School of Oceanography.
«Μπορούμε να ξέρουμε πού βρίσκονται τα ζώα και να μάθουμε για τα μοτίβα μετανάστευσής τους πολύ καλύτερα από τα υδρόφωνα.»
Οι ερευνητές έχουν ήδη αποδείξει ότι η τεχνολογία λειτουργεί με μεγάλες φάλαινες μπαλέν. Σε μια δοκιμή στα ανοιχτά των ακτών του Όρεγκον, κατέγραψαν τις χαμηλής συχνότητας βουητές των φαλαινών πτερυγίων και των γαλάζιων φαλαινών χρησιμοποιώντας υπάρχοντα τηλεπικοινωνιακά καλώδια.
Αλλά οι όρκες παρουσιάζουν μεγαλύτερη πρόκληση: Τα κλικ και οι κλήσεις τους λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες στις οποίες η τεχνολογία δεν έχει ακόμα δοκιμαστεί.
Οι επιστήμονες πρόσφατα ανέπτυξαν περίπου 1 μίλι οπτικού καλωδίου στη Θάλασσα Σάλις για να δοκιμάσουν αν τα καλώδια του διαδικτύου μπορούν να παρακολουθήσουν τις απειλούμενες όρκες.
Εάν πετύχει, τα 870.000 μίλια υπαρχόντων υποθαλάσσιων καλωδίων παγκοσμίως θα μπορούσαν να γίνουν ένα τεράστιο δίκτυο παρακολούθησης των ωκεανών.
Οι απειλούμενες όρκες αντιμετωπίζουν τριπλή απειλή
Τα διακυβεύματα είναι υψηλά. Οι όρκες του Νότου που συχνάζουν στη Θάλασσα Σάλις είναι απειλούμενες, με πληθυσμό που κυμαίνεται γύρω στα 75. Οι φάλαινες αντιμετωπίζουν μια τριπλή απειλή υποβρύχιας ηχορύπανσης, τοξικών ρύπων και έλλειψης τροφής.
«Έχουμε μια απειλούμενη φάλαινα που προσπαθεί να φάει ένα απειλούμενο είδος σολομού», δήλωσε ο Scott Veirs, πρόεδρος του Beam Reach Marine Science and Sustainability, ενός οργανισμού που αναπτύσσει ανοιχτά συστήματα ακουστικής για τη συντήρηση των φαλαινών.
Ο σολομός Chinook από τον οποίο εξαρτώνται οι όρκες έχει μειωθεί δραματικά. Από τότε που η Επιτροπή Σολομού του Ειρηνικού άρχισε να παρακολουθεί τους αριθμούς το 1984, οι πληθυσμοί έχουν μειωθεί κατά 60 τοις εκατό λόγω της απώλειας οικοτόπων, της υπεραλίευσης, των φραγμάτων και της κλιματικής αλλαγής.
Οι όρκες χρησιμοποιούν ηχοεντοπισμό – γρήγορα κλικ που αναπηδούν από αντικείμενα – για να βρουν σολομούς σε θολά νερά. Ο θόρυβος των πλοίων μπορεί να καλύψει αυτά τα κλικ, καθιστώντας δύσκολο για αυτές να κυνηγήσουν.
Εάν το DAS λειτουργήσει όπως αναμένεται, θα μπορούσε να προσφέρει στους συντηρητές πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για την προστασία των φαλαινών. Για παράδειγμα, αν το σύστημα ανιχνεύσει όρκες που κατευθύνονται νότια προς το Σιάτλ και υπολογίσει την ταχύτητα ταξιδιού τους, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να ειδοποιήσουν τα Ferries της Πολιτείας της Ουάσινγκτον να αναβάλουν θορυβώδεις δραστηριότητες ή να επιβραδύνουν μέχρι να περάσουν οι φάλαινες.
«Σίγουρα θα βοηθήσει στη δυναμική διαχείριση και στη μακροπρόθεσμη πολιτική που θα έχει πραγματικά οφέλη για τις φάλαινες», είπε ο Veirs.
Η τεχνολογία θα μπορούσε επίσης να απαντήσει σε βασικά ερωτήματα σχετικά με τη συμπεριφορά των όρκων που έχουν διαφύγει από τους επιστήμονες, όπως τον καθορισμό αν η επικοινωνία τους αλλάζει όταν βρίσκονται σε διαφορετικές συμπεριφορικές καταστάσεις και πώς κυνηγούν μαζί.
Θα μπορούσε ακόμη και να επιτρέψει στους ερευνητές να αναγνωρίσουν ποιος ήχος προέρχεται από μια συγκεκριμένη φάλαινα – ένα είδος αναγνώρισης φωνής για όρκες.
Τα υποθαλάσσια καλώδια θα μπορούσαν να παρακολουθούν ζώα και αλλού
Οι επιπτώσεις επεκτείνονται πολύ πέρα από τη Θάλασσα Σάλις. Με περίπου 1,4 εκατομμύρια χιλιόμετρα οπτικών ινών ήδη εγκατεστημένων υποβρυχίως παγκοσμίως, η υποδομή για την παρακολούθηση των ωκεανών υπάρχει σε μεγάλο βαθμό. Απλώς πρέπει να αξιοποιηθεί.
«Ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα για τη διαχείριση της άγριας ζωής, τη διατήρηση της βιοποικιλότητας και την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής είναι ότι υπάρχει απλώς έλλειψη δεδομένων συνολικά», δήλωσε ο Yuta Masuda, διευθυντής επιστήμης στο Allen Family Philanthropies, που βοήθησε στη χρηματοδότηση του έργου.
Ο χρόνος είναι κρίσιμος. Η Συνθήκη των Υψηλών Θαλασσών τίθεται σε ισχύ τον Ιανουάριο, η οποία θα επιτρέψει τη δημιουργία νέων θαλάσσιων προστατευόμενων περιοχών σε διεθνή ύδατα. Αλλά οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην κατανοούν πώς οι ανθρώπινες δραστηριότητες επηρεάζουν τα περισσότερα είδη ωκεανών ή πού χρειάζονται περισσότερο οι προστασίες.
Ένα σύνολο δεδομένων τόσο μεγάλο όσο αυτό που θα μπορούσε να παρέχει το παγκόσμιο δίκτυο υποβρύχιων καλωδίων θα μπορούσε να βοηθήσει στον προσδιορισμό των περιοχών που πρέπει να δοθούν προτεραιότητα για προστασία.
«Πιστεύουμε ότι αυτό έχει πολλές υποσχέσεις για να καλύψει αυτά τα βασικά κενά δεδομένων», είπε ο Masuda.
Πίσω στη φορτηγίδα, η ομάδα αντιμετώπισε ένα ευαίσθητο έργο: τη σύνδεση δύο ινών πάνω από το κυματιστό κύμα. Πάλευαν να ευθυγραμμίσουν τα νήματα σε έναν σύντηξη, μια συσκευή που τοποθετεί με ακρίβεια τις άκρες των ινών πριν τις λιώσει μαζί με ηλεκτρικό ρεύμα. Το σκάφος κουνιόταν. Σταθεροποίησαν τα χέρια τους και προσπάθησαν ξανά, και ξανά. Τελικά, η συγκόλληση κράτησε.
Τα δεδομένα άρχισαν σύντομα να ρέουν σε έναν υπολογιστή στην ακτή, εμφανιζόμενα ως πλοκές καταρράκτη – καταρρέουσες απεικονίσεις που δείχνουν τις συχνότητες ήχου με την πάροδο του χρόνου. Κοντά, κάμερες εστιασμένες στο νερό ήταν έτοιμες, ώστε αν ανιχνευόταν κάποια φωνή, οι ερευνητές να μπορούσαν να συνδέσουν μια συμπεριφορά με μια συγκεκριμένη κλήση.
Το μόνο που απέμενε ήταν να καθίσουν και να περιμένουν για τις όρκες.