Ученые надеются, что подводные оптоволоконные кабели помогут спасти исчезающих косаток
На рассвете у острова Сан-Хуан ученые размотали с баржи более мили оптоволоконного кабеля в холодные воды пролива Салиш. Они проложили линию от скалистого берега до морского дна — среды обитания местных косаток.
Идея в том, что те же тончайшие нити, что передают интернет-сигналы, можно превратить в непрерывный подводный микрофон для записи щелчков, криков и свистов проплывающих китов. Эта информация может показать, как они реагируют на судоходство, нехватку пищи и изменение климата. Если эксперимент удастся, тысячи миль уже проложенных по дну океана оптоволоконных кабелей можно будет превратить в обширную сеть прослушивания для информирования природоохранных усилий по всему миру.
Технология, называемая распределенным акустическим зондированием (Distributed Acoustic Sensing, DAS), была разработана для мониторинга трубопроводов. Теперь ученые Вашингтонского университета адаптируют ее для прослушивания океана. В отличие от традиционных гидрофонов, которые слушают в одной точке, DAS превращает весь кабель в датчик, позволяя точно определить местоположение животного и направление его движения.
«Мы можем представить, что у нас есть тысячи гидрофонов вдоль кабеля, непрерывно записывающих данные», — сказала Шима Абади, профессор Вашингтонского университета. — «Мы можем знать, где находятся животные, и изучать их миграционные паттерны гораздо лучше, чем с помощью гидрофонов».
Исследователи уже доказали работоспособность технологии на крупных усатых китах. В тесте у побережья Орегона они записали низкочастотные звуки финвалов и синих китов, используя существующие телекоммуникационные кабели.
Но косатки представляют более сложную задачу: их щелчки и крики работают на высоких частотах, на которых технология еще не тестировалась.
Борьба за выживание
Ставки высоки. Южные резидентные косатки, которые часто посещают пролив Салиш, находятся под угрозой исчезновения, их популяция составляет около 75 особей. Киты сталкиваются с тройной угрозой: подводное шумовое загрязнение, токсичные загрязнители и нехватка пищи.
«У нас есть исчезающий кит-убийца, пытающийся съесть исчезающий вид лосося», — сказал Скотт Вейрс, президент организации Beam Reach Marine Science and Sustainability.
Численность чавычи, от которой завият косатки, резко сократилась. С тех пор как Тихоокеанская комиссия по лососю начала отслеживать численность в 1984 году, популяции сократились на 60% из-за потери среды обитания, перелова, плотин и изменения климата.
Косатки используют эхолокацию — быстрые щелчки, отражающиеся от объектов, — чтобы находить лосося в мутной воде. Шум судов может заглушать эти щелчки, затрудняя охоту.
Если DAS сработает, как надеются, это может дать защитникам природы информацию в реальном времени для защиты китов. Например, если система обнаружит косаток, движущихся на юг к Сиэтлу, и рассчитает их скорость, ученые смогут предупредить Washington State Ferries, чтобы отложить шумные работы или сбавить скорость, пока киты не пройдут.
«Это определенно поможет с динамическим управлением и долгосрочной политикой, которая принесет реальную пользу китам», — сказал Вейрс.
Технология также ответит на фундаментальные вопросы о поведении косаток, например, меняется ли их общение в разных поведенческих состояниях и как они охотятся вместе. Она даже может позволить исследователям определить, какой звук издает конкретная косатка — своего рода распознавание голоса.
За пределами пролива Салиш
Последствия выходят далеко за пределы пролива Салиш. Уже проложено около 870 000 миль (1,4 млн км) подводных оптоволоконных кабелей по всему миру. Инфраструктура для мониторинга океана в значительной степени существует. Ее нужно лишь задействовать.
«Одна из самых важных проблем для управления дикой природой, сохранения биоразнообразия и борьбы с изменением климата — это общий недостаток данных», — сказал Юта Масуда, директор по науке Allen Family Philanthropies, которые помогли финансировать проект.
Время критически важно. Договор об открытом море вступает в силу в январе, что позволит создавать новые морские охраняемые районы в международных водах. Но ученые до сих пор не понимают, как деятельность человека влияет на большинство видов океана и где защита наиболее необходима. Такая обширная база данных, какую может предоставить глобальная сеть подводных кабелей, может помочь определить, какие районы следует защищать в первую очередь.
«Мы считаем, что это очень перспективно для заполнения этих ключевых пробелов в данных», — сказал Масуда.