华盛顿州圣胡安岛——黎明时分,圣胡安岛上空,一组科学家站在一艘驳船的甲板上,将一英里长的光缆解开,放入萨利希海寒冷的海水中。他们通过头灯工作,将电线从岩石海岸一直延伸到海底——该地区虎鲸的家园。
我们的赌注是,携带互联网信号的头发细丝可以转变为连续的水下麦克风,以捕捉经过的鲸鱼的咔哒声、叫声和口哨声——这些信息可以揭示它们如何应对船舶交通、食物短缺和气候变化。如果实验成功,已经横跨海底的数千英里光纤电缆可以变成一个巨大的监听网络,为全世界的保护工作提供信息。
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该技术称为分布式声学传感(DAS),旨在监控管道和检测基础设施问题。现在,华盛顿大学的科学家正在对其进行改造,以聆听海洋的声音。与从单个点监听的传统水听器不同,DAS 将整条电缆转变为传感器,使其能够精确定位动物的确切位置并确定其前进方向。
华盛顿大学博塞尔 STEM 学院和华盛顿大学海洋学院教授 Shima Abadi 表示:“我们可以想象,沿着电缆有数千个水听器连续记录数据。” “我们可以比水听器更好地知道动物在哪里并了解它们的迁徙模式。”
研究人员已经证明该技术适用于大型须鲸。在俄勒冈州海岸附近的一次测试中,他们使用现有的电信电缆记录了长须鲸和蓝鲸的低频隆隆声。
但虎鲸提出了更大的挑战:它们的点击和呼叫频率很高,而该技术尚未经过测试。
为生存而战
赌注很高。经常出没萨利希海的南方常驻逆戟鲸已濒临灭绝,其数量徘徊在 75 头左右。鲸鱼面临着三重威胁:水下噪音污染、有毒污染物和食物短缺。
Beam Reach 海洋科学与可持续发展组织(Beam Reach Marine Science and Sustainability)总裁斯科特·维尔斯(Scott Veirs)表示:“我们有一头濒临灭绝的虎鲸正试图吃掉一种濒临灭绝的鲑鱼。”Beam Reach 是一个为鲸鱼保护开发开源声学系统的组织。
逆戟鲸赖以生存的奇努克鲑鱼数量急剧减少。自 1984 年太平洋鲑鱼委员会开始追踪数量以来,由于栖息地丧失、过度捕捞、水坝和气候变化,鲑鱼数量已下降 60%。
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逆戟鲸利用回声定位(从物体上弹回的快速点击声)在浑水中寻找鲑鱼。船舶噪音会掩盖这些咔哒声,使它们难以捕猎。
如果 DAS 按预期发挥作用,它可以为自然资源保护主义者提供保护鲸鱼的实时信息。例如,如果系统检测到逆戟鲸向南前往西雅图并计算它们的旅行速度,科学家可以提醒华盛顿州渡轮推迟噪音活动或放慢速度,直到鲸鱼经过。
维尔斯说:“这肯定有助于动态管理和长期政策,为鲸鱼带来真正的好处。”
该技术还将回答科学家们一直未能解决的有关逆戟鲸行为的基本问题,例如确定它们处于不同行为状态时交流是否会发生变化以及它们如何一起捕猎。它甚至可以让研究人员识别哪种声音来自特定的鲸鱼——一种逆戟鲸的声音识别。
萨利希海之外
其影响远远超出了萨利希海。全球已在水下安装了约 870,000 英里(140 万公里)的光缆,海洋监测基础设施已基本具备。只需要点击它即可。
“管理野生动物、保护生物多样性和应对气候变化的最重要挑战之一是总体数据的缺乏,”为该项目提供资助的艾伦家族慈善基金会科学总监增田佑太说。
时机至关重要。 《公海条约》将于一月生效,这将允许在国际水域建立新的海洋保护区。但科学家们仍然不明白人类活动如何影响大多数海洋物种或最需要保护的地方。全球海底电缆网络所能提供的庞大数据集可能有助于确定哪些区域应优先受到保护。
“我们认为这有很大希望填补这些关键数据空白,”增田说。
回到驳船上,团队面临着一项棘手的任务:在翻滚的海浪上方将两根纤维熔合在一起。他们努力将熔接机中的股线对齐,…
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