Исследователи из Корнеллского университета доказали, что существующая подводная телекоммуникационная инфраструктура может служить для мониторинга морских млекопитающих. С помощью оптоволоконного кабеля у побережья Аляски ученые впервые зарегистрировали высокочастотные сигналы гренландских китов.
Технология виртуальных датчиков
В основе метода лежит распределенное акустическое зондирование (Distributed Acoustic Sensing, DAS). Эта технология превращает обычное оптоволокно в протяженную сеть виртуальных датчиков. Специальное оборудование посылает по кабелю короткие лазерные импульсы и анализирует обратное рэлеевское рассеяние света.
Когда звуковые волны в воде или донных отложениях вызывают микроскопические деформации волокна, меняется оптический путь света. Прибор фиксирует эти изменения и преобразует их в акустические сигналы, что позволяет определить характеристики звука и положение его источника.
Преимущества перед гидрофонами
Традиционный акустический мониторинг с использованием гидрофонов имеет ряд ограничений. Такие приборы часто устанавливают на большом расстоянии друг от друга, из-за чего бывает сложно точно определить местоположение животного. Кроме того, установка и обслуживание оборудования требуют выходов в море, что увеличивает расходы и риски для людей.
Система DAS, напротив, собирает данные вдоль всего кабеля на протяжении десятков километров. При этом ученым не нужно прокладывать новые линии — достаточно использовать уже существующие интернет-кабели на морском дне.
Регистрация высокочастотных сигналов
Ранее Леа Буффо и её коллеги уже демонстрировали работу метода на синих китах и финвалах. Эти животные издают громкие низкочастотные звуки (ниже 100 Гц), которые легко обнаружить. Однако гренландские киты используют более высокочастотные и менее интенсивные сигналы в диапазоне от 150 до 300 Гц.
Для проверки метода Буффо использовала данные телекоммуникационного кабеля компании Quintillion в районе города Уткиагвик на севере Аляски. После обработки терабайтов информации исследователям удалось впервые зафиксировать вокализацию гренландских китов.
По мнению авторов работы, опубликованной в журнале Methods in Ecology and Evolution, технологию можно расширить на все группы усатых китов. Это позволит в режиме реального времени отслеживать миграцию животных, их численность и реакцию на изменения окружающей среды.
