你大概不会想到,铺在海底、负责传输国际通信和电力的那些光纤电缆,还能兼职当海洋生物学家的耳朵。而且这双"耳朵"最近第一次听清了弓头鲸的叫声。
康奈尔大学的生物声学研究者莱娅·布福(Léa Bouffaut)说:"这真的令人兴奋,因为这项技术能让我们在陆地上实时获取数十英里范围内的数据。"她所说的技术,核心是一个叫分布式声学传感(DAS)的系统。
说人话就是:研究人员用专门设备向深海光缆里发射激光脉冲,再分析这些脉冲在传输过程中发生的极其微小的声学变化——这些变化由环境中的声波引起。换句话说,光缆本身成了传感器,海底有什么动静,它都能"感觉"到。
这套思路不是凭空冒出来的。2022年,布福的团队成为首批演示用光缆监测蓝鲸和长须鲸的研究者。这两种鲸分别是体型第一大和第二大的鲸类,它们发出的声音又响又低沉,频率在100赫兹以下。研究人员先锁定这两种鲸的"通话",再借助光缆的位置,绘制出它们的活动轨迹和种群分布。
问题来了:蓝鲸和长须鲸嗓门大、频率低,光缆容易听清;换成体型更小的鲸呢?弓头鲸和极危的北大西洋露脊鲸发出的叫声频率高得多,大约在150到300赫兹之间,强度也更弱、传得更近,在DAS数据里更难分辨。布福团队想验证这套方法能不能推广,胜算并不被看好。
今年春天,布福去了阿拉斯加北坡的乌特恰维克镇,与当地伊努皮亚特捕鲸社群合作,还和北极宽带公司Quintillion搭上线,拿到了他们一条深海通信电缆的使用权限。在数以TB计的DAS录音里,她最终确认了弓头鲸的叫声——这是她在这个领域的又一个"第一次":第一次有人借助光纤电缆确认弓头鲸的发声。
布福解释说:"能在一条通信电缆上探测到弓头鲸,正是我们需要的概念验证,用来表明DAS可以用于监测所有须鲸。"
当然,这套新办法也有边界。它的灵敏度还不足以取代用水下麦克风阵列进行的专门海洋监测。但布福和同事认为,DAS有望成为一种极有价值的补充工具,同时也展示了一条把现有基础设施改造成多用途系统的路子。
布福说:"这篇综述也是对科学家、产业伙伴和监管者的一次行动号召。我们现在已经有了技术蓝图,可以把全球海底基础设施变成一个用于海洋保护的全球网络。"
一根原本只负责传数据的电缆,顺手成了鲸类的监听站——这件事本身没那么神奇,真正有意思的是,人类已经铺好的东西,可能比我们以为的更能干。
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