Didžioji dalis tarptautinio interneto srauto keliauja ne per palydovus, o povandeniniais kabeliais, tačiau mokslininkai siūlo šiuos kabelius panaudoti ir dar vienam tikslui – banginių stebėsenai. Idėja paprasta: banginių skleidžiami garsai sukelia menkas vibracijas, kurias gali „pajusti“ jūros dugnu nutiesti šviesolaidiniai kabeliai.
Kai banginis šaukiasi, garso banga sklinda vandeniu, pasiekia dugną ir sukelia labai mažus virpesius. Tokie virpesiai gali būti užfiksuoti kabeliuose, jei naudojama technologija, leidžianti šviesolaidį paversti tarsi ilga jutiklių linija.
Apie tokio metodo potencialą kalbama naujoje mokslinėje apžvalgoje, kurioje teigiama, kad jau egzistuojantis kabelių tinklas teoriškai galėtų tapti planetos masto jūrų žinduolių „stebėjimo observatorija“. Tai būtų alternatyva įprastiems hidrofonams – povandeniniams mikrofonams, kuriuos įrengti ir prižiūrėti brangu, o aprėpti dideles teritorijas itin sudėtinga.
Mokslininkams svarbu ne tik „išgirsti“ banginius, bet ir suprasti, kur jie yra bei kaip juda. Kabeliai, išsidėstę dideliuose atstumuose, šiuo požiūriu patrauklūs tuo, kad jie jau yra jūros dugne, o dalis įrangos gali likti sausumoje.
Tūkstančiai „jutiklių“ viename kabelyje
Siūlomas metodas vadinamas paskirstytuoju akustiniu jutimu (angl. distributed acoustic sensing, DAS). Jo esmė – į šviesolaidį leidžiami lazerio impulsai, o prietaisai analizuoja nedidelius grįžtančios šviesos pokyčius.
Įprastai šviesolaidiniai kabeliai perduoda informaciją šviesos signalais, tačiau labai maža šviesos dalis dėl mikroskopinių stiklo netolygumų išsisklaido atgal. Kai garso banga sukelia menką šviesolaidžio deformaciją, keičiasi ir šis atgalinis signalas – taip galima nustatyti, kurioje kabelio vietoje kilo trikdis.
Skirtingai nei vienoje vietoje įrengtas mikrofonas, DAS leidžia matuoti pokyčius daugelyje taškų išilgai kabelio. Praktikoje tai reiškia, kad vienas kabelis gali veikti lyg tūkstančiai atskirų jutiklių.
Bandymas prie Svalbardo ir banginių lokalizavimas
Apžvalgoje primenamas 2022 metais publikuotas eksperimentas, kai prie Svalbardo (Norvegija) buvo panaudotas esamas povandeninis telekomunikacijų kabelis. Tyrėjai 120 kilometrų atkarpą pavertė maždaug 30 000 „jutimo taškų“, išdėstytų kas 4 metrus.
Tuomet pavyko aptikti žemo dažnio mėlynųjų ir finvalų (fin whales) balsus. Kadangi garsas skirtingas kabelio atkarpas pasiekia nevienodu laiku, delsos analizė leido apytiksliai nustatyti, iš kur sklido šauksmai – kitaip tariant, lokalizuoti banginius.
Dar viename 2023 metų darbe, remiantis penkių valandų įrašais iš dviejų Arkties kabelių, buvo identifikuoti 1 808 finvalų šauksmai ir sekami aštuoni gyvūnai, kai kuriais atvejais keli – vienu metu. Nurodoma, kad gyvūnus pavyko aptikti iki 9,4 kilometro atstumu nuo kabelių, o lokalizavimo tikslumas siekė maždaug 100 metrų.
Kur tai galėtų praversti ir kokios kliūtys
Tokio tipo stebėsena galėtų tapti naudinga vis labiau industrializuojamame vandenyne, kuriame daugėja triukšmo – nuo laivybos iki statybų ir kitų veiklų. Straipsnyje aptariama ir idėja, kad laivybos koridoriuose akustinė stebėsena teoriškai galėtų tapti ankstyvo perspėjimo priemone: aptikus banginių balsus, operatoriai galėtų gauti signalą ir imtis atsargumo priemonių.
Vis dėlto tai dar nėra pasaulinė sistema. Viena didžiausių kliūčių – duomenų kiekis: priklausomai nuo nustatymų, 50 kilometrų DAS instaliacija per parą gali sugeneruoti net kelis terabaitus informacijos, todėl rankinis apdorojimas praktiškai neįmanomas.
Tyrėjai kuria automatizuotus aptikimo algoritmus, įskaitant mašininio mokymosi sistemas, kurios galėtų atskirti banginių vokalizacijas nuo laivų keliamo triukšmo, žemės drebėjimų ir kitų trikdžių. Tačiau apžvalgoje pabrėžiama, kad dar reikia tobulinti tikslumą ir pritaikomumą.
Dar viena problema – skirtingi kabelių tipai ir jūros dugno sąlygos: vienoje vietoje tas pats gyvūnas gali būti užfiksuotas, o kitoje – likti nepastebėtas. Be to, ne kiekvieną kabelį paprasta „įjungti“ stebėsenai – kai kur trūksta prieinamų šviesolaidžio gijų, o kai kurie techniniai elementai riboja stebimą atkarpą.
Apžvalgos autorė, Kornelio universiteto bioakustikos tyrėja Léa Bouffaut, Kornelio universiteto pranešime teigė, kad dabar jau yra techninis „brėžinys“, kaip pasaulinę povandeninę infrastruktūrą paversti vandenyno apsaugai skirta stebėsenos sistema. Apžvalga publikuota žurnale „Methods in Ecology and Evolution“.
Leave a Reply