Как експеримент с оптични влакна може да спаси застрашените косатки?

Докато се зазоряваше над остров Сан Хуан, екип от учени стоеше на палубата на баржа и разгъна над миля оптичен кабел в ледените води на Салишко море.

Работейки с челник, те захранваха линията от скалистия бряг до морското дъно, дом на косатките в региона. Залогът е, че същите тънки като косъм нишки, които пренасят интернет сигнали, могат да бъдат трансформирани в непрекъснат подводен микрофон, за да улавят щраканията, звуците и свирката на преминаващите китове – информация, която би могла да разкрие как те реагират на корабния трафик, недостига на храна и изменението на климата.

Ако експериментът проработи, хилядите километри оптични кабели, които вече пресичат океанското дъно, биха могли да бъдат превърнати в огромна мрежа за слушане, която би могла да помогне за усилията за опазване на природата по целия свят, предава Euronews. 

Превръщане на интернет кабелите в океански сензори

Технологията, наречена Distributed Acoustic Sensing, или DAS, е разработена за наблюдение на тръбопроводи и откриване на инфраструктурни проблеми. Сега учени от Университета на Вашингтон я адаптират, за да слушат океана.

За разлика от традиционните хидрофони, които слушат от едно място, DAS превръща целия кабел в сензор, което му позволява да определи точното местоположение на животното и да определи посоката, в която се движи.

„Можем да си представим, че имаме хиляди хидрофони по кабела, които записват данни непрекъснато. Можем да знаем къде се намират животните и да научим за техните миграционни модели много по-добре от хидрофоните“, каза Шима Абади, професор в Училището по STEM към Университета на Вашингтон „Ботъл“ и Училището по океанография към Университета на Вашингтон.

Изследователите вече са доказали, че технологията работи с големи баленови китове. В тест край бреговете на Орегон те записаха нискочестотното бучене на финвали и сини китове, използвайки съществуващи телекомуникационни кабели.

Но косатките представляват по-голямо предизвикателство: Техните щракания и звуци работят на високи честоти, на които технологията все още не е тествана.

Учените наскоро разположиха около 1 миля оптичен кабел в Салишко море, за да проверят дали интернет кабелите могат да наблюдават застрашени косатки. Ако бъде успешно, 870 000 мили съществуващи подводни кабели по света биха могли да се превърнат в огромна мрежа за мониторинг на океана.

Застрашените косатки „са изправени пред тройна заплаха“

Залогът е висок. Южните резидентни косатки, които често обитават Салишко море, са застрашени, като популацията им се движи около 75. Китовете са изправени пред тройна заплаха от подводно шумово замърсяване, токсични замърсители и недостиг на храна.

„Имаме застрашен косатка, която се опитва да изяде застрашен вид сьомга“, каза Скот Вейрс, президент на Beam Reach Marine Science and Sustainability, организация, която разработва акустични системи с отворен код за опазване на китовете.

Чинукската сьомга, от която зависят косатките, е намаляла драстично. Откакто Комисията за тихоокеанската сьомга започна да проследява числеността си през 1984 г., популациите са намалели с 60% поради загуба на местообитания, прекомерния риболов, язовири и изменението на климата.

Косатките използват ехолокация, за да намерят сьомга в мътна вода. Шумът от корабите може да маскира тези щракания, което затруднява лова им.

Ако DAS работи както се очаква, тя би могла да предостави на природозащитниците информация в реално време, за да защитят китовете. Например, ако системата открие косатки, насочващи се на юг към Сиатъл, и изчисли скоростта им на движение, учените биха могли да предупредят фериботите на щата Вашингтон да отложат шумни дейности или да забавят скоростта, докато китовете преминат.

„Това със сигурност ще помогне за динамично управление и дългосрочна политика, която ще има реални ползи за китовете“, каза Вейрс.

Технологията би отговорила и на основни въпроси за поведението на косатките, които са убягвали на учените, като например определяне дали комуникацията им се променя, когато са в различни поведенчески състояния и как ловуват заедно.

Тя дори би могла да позволи на изследователите да идентифицират кой звук идва от определен кит – вид гласово разпознаване за косатки.

Подводните кабели биха могли да наблюдават животни другаде

Последиците се простират далеч отвъд Салишко море. С около 1,4 милиона километра оптични кабели, вече инсталирани под вода в световен мащаб, инфраструктурата за наблюдение на океана до голяма степен съществува. Тя просто трябва да бъде използвана.

„Едно от най-важните предизвикателства пред управлението на дивата природа, опазването на биоразнообразието и борбата с изменението на климата е липсата на данни като цяло“, каза Юта Масуда, директор на науката в Allen Family Philanthropies, която помогна за финансирането на проекта.

Времето е от решаващо значение. Договорът за открито море влиза в сила през януари, което ще позволи създаването на нови защитени морски зони в международни води. Но учените все още не разбират как човешките дейности влияят на повечето океански видове или къде е най-необходима защита.

Набор от данни, толкова обширен, колкото този, който може да предостави глобалната мрежа от подводни кабели, би могъл да помогне да се определи кои области трябва да бъдат приоритетни за защита.

„Смятаме, че това има голям потенциал да запълни тези ключови пропуски в данните“, каза Масуда.

Обратно на баржата, екипът се изправи пред деликатна задача: сливане на две влакна над вълните. Те се мъчеха да подравнят нишките в сплайсер за сливане, устройство, което прецизно позиционира краищата на влакната, преди да ги разтопи заедно с електрически ток. Лодката се люлееше. Те стабилизираха ръцете си и опитаха отново и отново. Накрая заварката се задържа.

Данните скоро започнаха да текат към компютър на брега, появявайки се като водопадни графики – каскадни визуализации, които показват звукови честоти във времето. Наблизо камери, насочени към водата, бяха готови, така че ако бъде засечена вокализация, изследователите да могат да свържат поведението с конкретен зов.

Всичко, което оставаше, беше да седим и да чакаме косатките.