Egy alkonyi kórus, amely 18 000 láb mélyen hallható a tenger alatt

A japán Minamitorishima szigetén szürkületkor, miután a nap a horizont alá süllyed, számos állat hangja kórusba keveredik. A szárazföldön nem hallható, mert a kórus résztvevői halak. Nem hangszálak segítségével énekelnek – nincs ilyenük –, hanem inkább úgy énekelnek, hogy összehúzzák a gázzal töltött úszóhólyagjukat, hogy olyan hangot adjon, mint egy kazoo, vagy úgy énekelnek, hogy uszonyukat vagy fogaikat dörzsölik, hogy tücsökhöz hasonló hangot adjanak. Mindezen morgások, zümmögések, csiripelések és rikácsolások egymást átfedő hívásai egy kórussá egyesülnek, amelyek olyan távolságra szárnyalnak át a hatalmas óceánon, ahol a napsugarak eltűnhetnek.

„A fény nem terjed jól a tengervízben, ezért nagy mélységben nagyon sötét van” – írta egy e-mailben Christine Erby, a perth-i Curtin Egyetem Tengertudományi és Technológiai Központjának igazgatója. – De a hang nagyon jól sugárzik.

A halkórus énekei is utaznak, nemcsak a hullámokon, hanem alattuk is. Részét képezik az óceán hangképének, amely magában foglalja az állatok, a természeti erők, például a szél és a földrengések, valamint az ember alkotta technológia által kiadott összes hangot. A különböző óceáni ökoszisztémáknak más a hangzásvilága – mondta Tzu Hao Lin, a tajvani Academia Sinica kutatója és önmagát „óceánhallgató”. Odaadta magát A mélytengeri akusztikus légkör tanulmányozása. Neki megvan Rögzített hangfelvételek A hidrotermikus szellőzőnyílásokból a szürkületi zóna és a mélységi síkságok több mint 18 000 láb mélyen találhatók a vízben, Minamitorishima távoli szigete mellett. Ezekben a kivételesen mély vizekben Lin egy halkórust vélt felfedezni, amely nem sokkal naplemente után énekel, és éjfélkor megnyugszik. De a felvétel olyan rövid volt, kevesebb mint egy napot jelentett mélységben, hogy lehet, hogy csak egy röpke csattanás, egy röpke csacsogó halraj.

„A mélytengerben van, így nem igazán van sok tudományos kérdésünk az elején” – mondta Lin. „Csak azt akarjuk felfedezni, hogy mit tudunk majd felfedezni.”

Lin előállt egy tervvel, hogy egy teljes éven keresztül rögzítse a mélytengeri szakadék hangjait. 2020 márciusában Shinsuke Kawaguchi, a Japán Tengeri-Föld Tudományos és Technológiai Ügynökség kutatója egy hidrofon nevű víz alatti rögzítőeszközt ejtett egy Minamitorishimától délre lévő hajó oldalára, amely tilos a civilek számára, és el van zárva tőlük. Szállítási mozgás. A hidrofon elsüllyedt, mígnem a tengerfenéken 18 000 láb mélységben le nem telepedett. Egy évig ott maradt, túl mélyen és távoli területen ahhoz, hogy lefényképezze, és négyóránként két percet vett fel. Amikor a kutatók a következő áprilisban megtalálták az eszközt – távolról indították el, hogy kilazítsa a horgonyt, és több mint három mérföldnyire emelkedjen a felszínre –, egy évre visszamenőleg feltárták a szakadék hangképét, amelyet Lin és Kawaguchi publikált a folyóiratban. Limonológia és oceanográfia Tavaly ősszel.

A laborban Lin 4260 percnyi felvételt tanulmányozott. A környező hangklipek gyakran nem hangzanak túl az emberi fül számára. „Olyan, mint egy elromlott tévéből származó fehér zaj” – mondta Lin. Ironikus módon a legjobb módja annak, hogy megértsük ezeket a hangokat, ha látjuk őket. Lin futtatott egy számítógépes programot, amely spektrogramokat állít elő, amelyek audioadatokat jelenítenek meg, feltárva a frekvencia és intenzitás időbeli változásait (itt Jó példa Hangképből és a kapcsolódó spektrogramból).

Az adatokból kiderült, hogy nappal a Minamitorishima szakadék csendes hely volt, amelyet időnként sípok és kattanások tarkítottak az elhaladó tengeri emlősök vagy a távoli hajómotorok. De a szakadék minden este megelevenedett, napnyugtakor halkórustól zengett, éjfélkor pedig megnyugodott. Hozzátette, hogy még Lin is, aki csak egy ember, „hatalmas különbséget” hall a nappali és éjszakai hangok között. Meglepődött. Korábbi kijelentései nem csak egy múló kép voltak. Ez Első kórus Május és szeptember között minden nap este 8 órától éjfélig hallhatók. Decembertől júniusig a Második kórus Úgy tűnt, este 8 körül is

Első pillantásra ez a megállapítás hétköznapinak tűnhet. Hiszen az óceán tele van halakkal. De ezeknek a halkórusoknak az időzítése – mindkettő szürkületben jön létre – azt jelenti, hogy a nap különböző szakaszaiban a szakadékban különböző hangok hallhatók. A kutatók korábbi tanulmányokat vizsgáltak meg, és azt találták, hogy hasonló esti kórusok hallhatók a Csendes-óceán és az Indiai-óceán sávjain, körülbelül 1000 láb és 18 000 láb közötti mélységben. A kutatók arra voltak kíváncsiak, hogy ezek a hangok összefüggésben állnak-e a halvándorlással, azzal a napi jelenséggel, amikor planktonok, halak és más állatok milliárdjai emelkednek az óceán felszíne felé éjszaka, és hajnalban ismét a mélytengerekbe süllyednek. Ha az énekeshalak ezen a függőleges ösvényen vándorolnak, akkor olyan mélységekbe ereszkedhetnek, ahol hangjaik napnyugtakor érezhetővé válnak a mélységben. Más szavakkal, bár a mélytengeri lények nem látják a naplementét, előfordulhat, hogy hallják.

A nap teremtményeiként tartjuk az időt vele Cirkadián ritmusok– Belső óráink, amelyek 24 órás ciklusokban oszcillálnak a fényre és a sötétségre reagálva. A tudósok régóta feltételezik, hogy a mélytengernek, egy olyan világnak, amely távol áll a napfény és a sötétség körforgásától, amely az élet nagy részét meghatározza a Földön, nem rendelkezik ilyen ritmusokkal. De ahogy a mélytengeri kutatási technológia fejlődött, lehetővé téve a tudósok számára, hogy hosszabb ideig rögzítsenek mélységi környezetet, cirkadián ritmusokat fedeztek fel a mélytengerben, amely biológiai órákkal magyarázható. Például a több mint 5500 láb mély hidrotermális szellőzőnyílások pezsgő vizében, Bathymodeulus thermophilus A kagylók 24 órás ritmusnak engedelmeskednek.

Hans van Haaren, a Holland Királyi Tengerkutató Intézet kísérleti fizikusa és fizikai oceanográfusa, aki nem vett részt a kutatásban, olyan mélytengeri planktonokat figyelt meg, amelyek napi függőleges vándorlásban vesznek részt olyan mélységekben, ahol a napfény eltolódását lehetetlen észlelni. A planktonok napközben aggregálódnak, éjszaka pedig a felszín közelében szétszóródnak, és ezeket a mozgásokat valójában a mélyen a föld alatt élő planktoncsoportok indítják el. Tehát, ha a napfény nem jelző, a kiváltó valószínűleg valahol a planktonon belül van. „A fő hipotézisünk az volt, hogy stabil biológiai órákkal vezéreljük, bár figyelembe vettük az akusztikus zaj lehetőségét” – mondta van Haren, hozzátéve, hogy az új tanulmányban feltárt hangképek még mindig nem magyarázzák meg, hogy ezek a mély planktonpopulációk miként vezetik a migrációt.

De a belső óránk nem teljesen biológiai. Szinkronizálják őket a környezeti jelzésekkel is, amelyeket elbűvölően zeitgebereknek neveznek – a német szóból Időadók. Az új tanulmány azt sugallja, hogy a vándorló fajok hangja felülről olyan hangként szolgálhat, amely lehetővé teszi számos mélytengeri faj számára, hogy biológiai órával vagy anélkül, hogy jelezze az időt. Ezeknek a vándorló fajoknak a kiléte azonban továbbra is rejtély, mivel Lin és Kawaguchi egyetlen fajt sem tudtak azonosítani az esti kórusok során. De ezeknek a hangoknak más fajokra gyakorolt ​​pontos hatása továbbra is nyitott kérdés. „Furcsanak tűnik, hogy egy faj zajt keltve elárulja magát a ragadozóknak” – mondta Van Haren.

Bár kevés olyan kutatás létezik, amely ténylegesen tesztelné a mélytengeri halak hallási és zajkeltő képességeit, az eset továbbra is fennáll. anatómia Úgy tűnik, hogy sok faj a hallásra hangolt, túlméretezett fülekkel vagy speciális alkalmazkodással rendelkező belső fülszerkezettel. „Nagyon keveset (nagyon keveset) tudunk a mélytengerben élő lényekről, de a fény hiánya miatt valószínű, hogy ezen fajok közül sokan hangot használnak környezetük érzékelésére, navigációra és kommunikációra” – mondta Irby, aki nem vett részt a vizsgálatban. keresés. Tekintettel a halak, tengeri emlősök és más, a felszínhez közelebb eső állatok által kibocsátott hangok napi mintázatára, „nem lenne meglepő, ha a mélytengeri bentikus élőlények reagálnának erre, vagy fejlődnének, hogy kihasználják ezeket a hangokat a vízben magasabbról. oszlopban” – mondta.

Lin és Kawaguchi felvétele alkalmanként sípokat és visszhangos kattanásokat is észlelt az elhaladó tengeri emlősöktől, ami szerintük azt jelentheti, hogy a terület sperma- és csőrös bálnák kutatóhelye lehet. Egyes hal- és emlősfajok táplálkozási kérést adnak, amikor követik a zsákmányt, amely függőlegesen vándorolhat, így a bálnadal vagy a delfinsíp ezeket a napi mintákat mutatná, jegyezte meg Erby. Tekintettel a nagy hangsebességre az óceánban, ezek a hívások gyorsan eljutnak a mélységbe, „ahol ritmikus mintákat indukálhatnak ugyanazon a 24 órás időszakon belül” – mondta Irby.

Lin elismeri, hogy az új adatok némileg korlátozottak, és napi időközönként egyetlen hidrofonnal vesznek mintát. Szeretne visszatérni a jobb minőségű felvételek készítéséhez. Irby olyan technológia alkalmazását javasolta, amely jelezheti a hang forrását, mivel a hang nagy mélységben való jelenléte nem feltétlenül jelenti azt, hogy a hangok is nagy mélységből származnak. „Ha sikerül azonosítani a forrást, sokkal jobb elképzelésünk lesz arról, hogy az állat vagy faj milyen hangokat ad ki a mélyben, és végső soron ezeknek a hangoknak a funkcióját” – mondta.

A Minamitorishima melletti mélységi síkságok tele vannak mangán csomókkal, amelyek ritka ásványokat tartalmaznak, amelyeket a tervek szerint kiaknáznak. Mélytengeri bányászat. Mint minden más típusú bányászat, a mélytengeri bányászat is zajos üzlet lesz, és előidézi a műveletek és a környező hajók hangját. Ez a szennyezés elborítaná a helyi hangzásvilágot, és elnyomna minden távoli aurora kórust, delfincsattogást és bálnaéneket. A mélytengeri lények számára, amelyek érzékelik ezeket a hangokat, ez olyan lehet, mintha elzárnák a napot. De további kutatásra van szükség ahhoz, hogy megértsük a hang szerepét a mélytengerben, és azt, hogy mennyire fontos elnémítani.

„Amikor mélytengeri bányászatról beszélünk, nagyon óvatosnak kell lennünk azzal kapcsolatban, hogy ez a fajta zaj hogyan hat a mélytengeri ökoszisztémákra” – mondta Lin. – Még mindig nagyon keveset tudunk.