4411
Гідрофон, встановлений на глибині близько 500 метрів під поверхнею Бофортового моря, сім років безперервно «слухав» Арктику. Аналіз цих записів показав, наскільки сильно протягом року змінюється підводний акустичний фон, і дав науковцям рідкісну довгострокову «звукову довідку» для цього регіону. Про дослідження розповідає видання Interesting Engineering.
Над записами працювала команда з Лос-Аламоської національної лабораторії. Вони використали дані одного з гідрофонів програми Ocean Noise Reference Station американського агентства NOAA. Прилад фіксує звуки, що поширюються у товщі води, і в умовах Арктики такі довгі та безперервні записи досі залишаються рідкістю через складний клімат і технічні обмеження.
Що дає багаторічний звуковий запис
Сім років безперервних вимірювань дали дослідникам те, чого в Арктиці майже ніколи немає, – надійну картину «нормального» звукового фону. Перш ніж шукати сигнали від землетрусів, вибухів чи техніки, потрібно знати, як звучить довкілля саме по собі.
У своїй роботі Сіобан Ніклассон (Siobhan Niklasson) та колеги проаналізували, як змінюється цей фон протягом року. Вони показали, що інтенсивність та структура шуму залежать передусім від стану морського льоду та хвилювання моря, а також виявили окремі джерела звуку, зокрема пов’язані з діяльністю людини.
Крига, хвилі й людська активність як джерела шуму
Морський лід виявився одним із ключових факторів, що формують підводний звук. Взимку, коли крига рухається, тріскається і деформується, вона створює потужний шумовий фон під водою. Улітку ж, коли льоду менше, все більшу роль відіграють хвилі, які стають головним джерелом звуку.
Такі сезонні коливання ускладнюють пошук окремих подій. Сигнал, який добре виділяється на тлі зимового шуму, може «загубитися» серед літніх звуків, і навпаки. Саме тому, як наголошує Ніклассон, перш ніж упевнено фіксувати щось незвичне, вченим потрібно дуже добре розуміти, що для цієї ділянки моря є звичайним.
Дослідники також ідентифікували шум від сейсмічних робіт, у яких застосовують повітряні гармати для вивчення геологічної будови дна. Це додає до арктичного «звукового пейзажу» ще один чіткий слід людської активності.
Як океан переносить далекі сигнали
Гідрофони здатні вловлювати звуки, що проходять у воді великі відстані, тому вони особливо корисні для спостережень у віддалених куточках Арктики. Землетруси генерують акустичні хвилі, які доходять до сенсорів далеко від епіцентру, а вибухи залишають характерні сигнатури залежно від глибини і навколишніх умов.
До цього додається шум судноплавства, вплив вітру та хвиль, а також звуки від морських організмів. Сам по собі факт підвищення загального рівня шуму ще не означає, що сталася подія, яка заслуговує уваги. Потрібно мати достатньо даних про фон, щоб відрізнити природні коливання від сигналів землетрусів чи вибухів.
Робота команди Лос-Аламоса забезпечує такий контекст принаймні для одного місця – підводного середовища під Бофортовим морем. Вона також показує, як зміна умов – від льодової обстановки до погоди – впливає на те, які події реалістично можна виявити за звуком.
Зростання активності в Арктиці й потреба у моніторингу
Значення цього довгострокового запису зростає на тлі швидких змін у регіоні. Танення морського льоду відкриває водні простори, які раніше більшу частину року були важкодоступними. З’являється більше суден і більше проєктів з розвідки ресурсів, що неминуче привносить додатковий шум.
Посилення геополітичного інтересу до Арктики теж підвищує попит на надійні системи спостереження. Більш тривалі акустичні ряди можуть допомогти відстежувати, як змінюється звукове середовище на тлі цих процесів, і краще розуміти, коли природний шум «затирає» сигнали, важливі для безпеки чи науки.
Дослідження не пропонує єдиної системи, що охоплювала б усю Арктику. Натомість воно дає детальну локальну еталонну картину звуків під Бофортовим морем. Сім років безперервного прослуховування дозволили значно ясніше побачити, які процеси формують цей підводний світ – і що саме виділяється, коли Арктика стає незвично «гучною».
Результати роботи опубліковані в журналі Journal of the Acoustical Society of America.
Гідрофон у Бофортовому морі розкрив, як змінюється звук Арктики з’явилася спочатку на Цікавості.
