ワシントン州ロシュ港 — 現在、サンフアン諸島沖の海底に敷設されている2キロメートルの光ファイバーケーブルは、科学者が絶滅の危機に瀕しているシャチを追跡し保護する方法に革命をもたらし、研究者が「水の中の何千もの耳」と表現するものを一度に聞くことができるようになる可能性がある。
Allen Family Philanthropies が資金提供したこの画期的なプロジェクトは、シャチが移動や狩猟に使用する高周波のクリック音や鳴き声を捕捉するために特別に設計された水中ケーブルを使用する初の試みです。成功すれば、ピュージェット湾と世界中の海洋をすでに交差している数千マイルの光ファイバーインフラが、広大な海洋哺乳類監視ネットワークに変わる可能性がある。
光ファイバーケーブルはこれまで、地震、津波、さらにはシロナガスクジラからの低周波信号を検出するために使用されてきましたが、シャチの鳴き声を捕捉するには全く異なる課題が生じます。
「私たちはこの技術を他の周波数範囲に使用してきましたが、限界を押し広げて、シャチの鳴き声のような高周波信号を記録するためにこの技術を使用できるかどうかを確認するのは今回が初めてです」とワシントン大学ボセル校 STEM 校およびカリフォルニア大学海洋学部の教授であるシマ・アバディ博士は述べています。
この技術は、周囲の海洋騒音、通過する船舶、海洋哺乳類などの音響信号によって引き起こされる歪みを測定するために、ケーブルを通じてレーザーパルスを送信することによって機能します。この測定技術は、単一点での圧力変化を検出する従来の水中聴音器とは根本的に異なります。
「私たちは彼らの音を聞くために光を使っています」とアバディ氏は説明した。 「どこにでも光ファイバーケーブルがあり、それが私たちがインターネットを利用できる理由です。しかし、海洋哺乳類の監視には基本的に同じファイバーを使用できます。」
本当の進歩は、数百、さらには数千の個別のリスニングステーションとして同時に機能するケーブルの能力にあります。
Beam Reach Marine Science and Sustainability の社長であるスコット・ビアーズ博士は、変革の可能性について次のように述べています。「このプロジェクトの目的は、光ファイバーケーブルがシャチの鳴き声を聞き取れるかどうかを判断することだけではなく、その鳴き声がどこから来たのかを突き止めたり特定したりできるかどうかを確認したいのです。それは、水中に設置された水中聴音器 1 台だけでは不可能なことです。」
ハロ海峡に敷設された 2 キロメートルのケーブルは、科学者が「仮想水中聴音器」と呼ぶもの、つまり全長に沿った個別のリスニングポイントに分割できます。
「つまり、水中に一度に何千もの耳があり、シャチの声が聞こえるだけでなく、シャチがこの緯度と経度とその深さでここにいると言えるようなものです。ああ、そしてまた鳴きました、今はもう少し深くなりました」とヴェアース氏は語った。
この高精度の追跡により、クジラが移動したり潜水したりする際に個々のクジラを正確に特定できるほど正確なリアルタイムの位置データが提供される可能性がありますが、これは現在の監視技術では不可能な機能です。
研究チームは学術目的でデータを収集しているだけではありません。リアルタイムのクジラの位置情報は、約 75 頭いる絶滅の危機に瀕している南棲シャチの個体群を保護するために、すぐに実用化できる可能性があります。
「あらゆる種類の海洋哺乳類の検出を示し、その位置をリアルタイムで見つけることができれば、このデータは、たとえば船舶の衝突を回避したり、特定の地域では減速する必要があることや特定の地域を避ける必要があることを人々に知らせたりするために使用できます」とアバディ氏は述べた。
ヴェアーズ氏は、短期と長期の両方の保護への応用について概説した。「それは、ああ、彼らはいつもここで採餌している、もしかしたらその地域に保護区を作るべきかもしれない、とか、長期的な政策を理解するのに役立つかもしれない。あるいは、ああ、彼らは北に向かっている、つまり南に杭打ちをしても大丈夫だということだ。」
この技術は、特定の発声を狩猟、社交、旅行などの特定の活動に結び付けることで、科学者がシャチの行動に関する基本的な疑問に最終的に答えるのにも役立つ可能性がある。
「私たちがやりたいのは、基本的に発声を理解し、この発声がこの種の活動に関連しているように、それを彼らの活動に結び付けることです」とアバディ氏は語った。
新しいテクノロジーを検証するために、研究者たちは複数の監視システムを同時に導入しています。従来の水中聴音器係留は比較データを提供し、AIS とレーダー システムは陸上の船舶交通を追跡します。カメラは表面の活動を捕捉して、音と目に見える動作を関連付けています。
この包括的なアプローチにより、科学者は光ファイバーケーブルがクジラの鳴き声を正確に検出していることを検証しながら、クジラが鳴くときに何をしているのかについてのコンテキストも収集できるようになります。
ケーブルは週末に配備され、すでにライブデータを記録しています。さあ、待ちに待ったゲームが始まる。研究者が十分な数のクジラの鳴き声を捕捉するまで、この装置は海底に置かれたままになる。それには数日、数週間かかる場合もあれば、シャチがこの海域に戻ってくる来年まで待つ必要がある場合もある。
おそらく最もエキサイティングな意味は、その規模の大きさです。
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