معلومة

ما هي نطاقات التردد لمعظم أصوات الثدييات البحرية؟


أحاول تحديد قائمة نطاقات التردد التي تقع فيها أصوات الثدييات البحرية. من الناحية المثالية ، أود الحصول على قائمة توضح مكان سقوط أصوات الثدييات البحرية الأكثر شيوعًا ، متبوعة باسم النوع. يقال ، أنا فقط هل حقا الاهتمام بالترددات فوق 20 كيلوهرتز ، في حال وجودها.

مثال: (ارقام ملفقة)

  • Orcas: 30-40 كيلو هرتز
  • الدلافين: ١٠٠ كيلو هرتز
  • الحيتان الزرقاء: 60-88 كيلوهرتز

إلخ.

حتى لو كانت القائمة "سريعة وقذرة" ، فلا بأس بذلك. ستوجهني القائمة بشكل أساسي إلى أغاني / أصوات الأنواع التي أحتاج إلى دراستها.

بعض السياقات الإضافية ، رابط ويكيبيديا هذا بالإضافة إلى هذا الرابط يحتويان على بعض الملفات الصوتية الرائعة للعديد من أغاني / أصوات الثدييات البحرية. أحاول تجنب الاضطرار إلى تنزيل كل واحدة وتحليل محتواها الطيفي. (يمكنني ، ولكن لا أفضل).


هنا توجد مخططات طيفية من الدلافين قارورية الأنف (Tursiops truncatus) ، الحيتان القاتلة (Orcinus orca) و الحيتان القاتلة الكاذبة (بسيودوركا كراسيدينز).

هنا توجد مخططات طيفية لـ الحوت الأحدب (Megaptera novaeangliae) ومن حيتان العنبر (فيزيتر كاتودون أو فيزيتر ماركوسيفالوس)

هنا توجد مخططات طيفية من الحوت الأزرق, زعنفة الحوت و حوت المنك.

بعض عمليات البحث الأخرى في google عن "مخطط طيفي + الحيتانيات المفضلة لديك" يجب أن تكون قائمتك. يتمتع.


يمكن للدلافين يسمع أعلى من 110 كيلو هرتز ، وتنتج أصواتًا في هذا النطاق. تطور النقر في العروض وحيتان العنبر وهو في الغالب أعلى من 100 كيلو هرتز (لتجنب سماع الحيتان القاتلة). إنه شخصي بعض الشيء ، بالطبع: إذا قمت بإجراء تحليل تردد للنقرة ، فسيكون لها دائمًا بعض المكونات ذات التردد العالي جدًا.

تطور الدلافين إلى مكانة مثل هذا يسلط الضوء على مشكلة السؤال عن "معظم" الثدييات البحرية ، على الرغم من أن التطور غالبًا ما يفضل التنويع بين الأنواع ، لذلك تتوقع نطاقات صوتية مختلفة جدًا ، لدرجة أن العديد من الأنواع ليس لها تداخل على الإطلاق . (من أجل التوضيح ، اسأل نفسك أين عظم الناس يعيشون)


عادةً ما تكون مكالمات حوت البالين منخفضة التردد (أقل من 5 كيلو هرتز) ، حيث تنتج الحيتان الزرقاء والحيتان الزعانف أقل تردد للمكالمات يتراوح من حوالي 10 إلى 100 هرتز ، ويمكن أن تمتد بعض مكالمات حوت المنك والحوت الأحدب حتى 24 كيلو هرتز.

تتراوح نقرات تحديد الموقع بالصدى لحوت العنبر من 500 هرتز إلى 30 كيلو هرتز. تتراوح صفارات Dolphin عادةً من 1 إلى 25 كيلو هرتز ، على الرغم من أن بعض صفارات orca أعلى من 30 كيلو هرتز. تتراوح معظم نقرات تحديد الموقع بالصدى للدلافين من 5 إلى 130 كيلو هرتز ، بينما تنتج بعض أنواع الدلافين وخنازير البحر وكوجيا (حيتان الحيوانات المنوية القزمية والقزمة) نقرات ضيقة النطاق عالية التردد في نطاق 100 إلى 130 كيلو هرتز.

https://cetsound.noaa.gov/Assets/cetsound/documents/Roadmap/ONS_Roadmap_Final_AppendixA.pdf


نقطة مرجعية سريعة هي dosits.org ؛ يحتوي معرض الصوت الخاص بهم على معلومات إضافية حول الأنواع والمراجع. تم تطوير هذا الموقع المرجعي بناءً على بحث (والكثير منه بواسطة الباحثين) ، لذلك فهو جدير بالثقة بشكل معقول وأعتقد أنهم يقومون بتحديثه بشكل دوري.

بشكل عام ، أعلى من 20 كيلو هرتز هو عالم الدلافين / خنازير البحر. نقرات تحديد الموقع بالصدى هي نقرات قصيرة النطاق العريض - لذا فهي تغطي نطاقًا واسعًا جدًا من الترددات بنقرات قصيرة قصيرة.


ضوضاء المحيطات والثدييات البحرية (2003)

في السنوات الأخيرة ، أصبح كل من المجتمع العلمي وعامة الناس على دراية متزايدة بـ & mdashand و قلقون بشأن الحفاظ على موارد الأرض و rsquos البحرية. تتضح المخاوف المتزايدة من زيادة المقالات العلمية والشعبية المخصصة لموضوعات مثل إغلاق الشواطئ وتكاثر الطحالب الضارة وسلاسل الثدييات البحرية. من بين الموضوعات الأكثر حساسية وإثارة للجدل والأقل فهماً تأثير الضوضاء التي يسببها الإنسان على الثدييات البحرية. يدرك العلماء والأشخاص العاديون على حد سواء جيدًا أن الصوت الذي يولده الإنسان في البحر يأتي من مجموعة متنوعة من المصادر ، بما في ذلك حركة السفن التجارية ، والتنقيب عن النفط وإنتاجه ، والبناء ، والبحوث الصوتية ، واستخدام السونار. تتولد الأصوات تحت الماء أيضًا من الأحداث الطبيعية مثل الأمواج المتولدة من الرياح والزلازل والأمطار والحيوانات البحرية. من المعروف أن مستويات الضوضاء في البحر بدأت تزداد باطراد مع بداية التصنيع في منتصف القرن التاسع عشر. الافتراض التقليدي هو أن هذا الاتجاه استمر في الآونة الأخيرة أيضًا ، ولكن لا يوجد سوى دليل علمي محدود لدعم هذه الفرضية. لقد اجتمعت العديد من العوامل لتصعيد الوعي والقلق بشأن تأثيرات الضوضاء على الثدييات البحرية وموائلها ، ودعم أنظمة الاتصال والسلوك. ومع ذلك ، لا يُعرف سوى القليل من التفاصيل بشكل ملحوظ حول خصائص ضوضاء المحيطات ، سواء كانت من أصل بشري أو طبيعي ، ولا يُفهم كثيرًا تأثير الضوضاء على الرفاهية قصيرة وطويلة الأجل للثدييات البحرية والنظم البيئية التي يعتمدون عليها.

في سياق هذه الشكوك ، بدأت جهود اللجنة الحالية. بناءً على طلب البرنامج الفيدرالي للشراكة الوطنية بين الوكالات ، وبرعاية من مكتب البحوث البحرية ،

أجرى المجلس الوطني للبحوث (NRC) التابع للأكاديميات الوطنية دراسة لفحص الحالة الحالية للمعرفة بشأن ضوضاء المحيطات وتأثيراتها على الثدييات البحرية. طُلب من المجلس النرويجي للاجئين القيام بذلك

تقييم المساهمات البشرية والطبيعية في الضوضاء المحيطة البحرية ووصف الاتجاهات طويلة المدى في مستويات الضوضاء المحيطة ، خاصة من الأنشطة البشرية

حدد البحث اللازم لتقييم آثار الضوضاء المحيطة من مصادر مختلفة (بحوث المحيطات الطبيعية والتجارية والبحرية والصوتية) على أنواع الثدييات البحرية ، وخاصة في المناطق الحساسة بيولوجيًا.

مراجعة وتحديد الثغرات في قواعد بيانات الضوضاء البحرية الموجودة و

التوصية بالبحوث اللازمة لتطوير نموذج لضوضاء المحيط يتضمن المتغيرات الزمنية والمكانية والمتعلقة بالتردد (المربع 1).

عقدت اللجنة ثلاثة اجتماعات عامة وتلقت مدخلات من اختصاصي الصوت تحت الماء ، وعلماء الثدييات البحرية ، وعلماء وظائف السمع ، وعلماء المحيطات البحري. استعرضت اللجنة تقارير المجلس النرويجي للاجئين السابقة (NRC ، 1994 ، 2000) ، والمقالات العلمية الحالية ، وتقارير الندوة ، والنماذج ، والبيانات التي جمعها المكتب الأوقيانوغرافي البحري.

هذا التقرير هو الثالث في سلسلة تقارير NRC لفحص التأثيرات المحتملة لضوضاء المحيط على الثدييات البحرية. على الرغم من أن التقارير الثلاثة تطورت من رسوم مختلفة جدًا وتم إنشاؤها من قبل لجان منفصلة ، إلا أن العديد من الاحتياجات البحثية المتشابهة أصبحت واضحة خلال كل دراسة. تستند التوصيات الواردة في هذا التقرير إلى تلك المقدمة في الجهود السابقة ، ولكنها لا تحل محلها (المجلس النرويجي للاجئين ، 1994 ، 2000). توصي هذه اللجنة بفحص جميع التقارير الثلاثة من أجل فهم أفضل للاحتياجات البحثية المطلوبة للتخفيف من آثار ضوضاء المحيط التي يتسبب فيها الإنسان على النظام البيئي البحري.

الموجودات

لأغراض تقييم التأثيرات المحتملة للصوت تحت الماء على البيئة البحرية ، يجب مراعاة كل من الضوضاء المحيطة والضوضاء الصادرة عن مصادر محددة. مصطلح & ldquoambient noise & rdquo يستخدم من قبل مجتمع الصوتيات تحت الماء للإشارة إلى دين الخلفية المنبثق من عدد لا يحصى من المصادر غير المحددة. على الرغم من أن نوع مصدر الضوضاء قد يكون معروفًا ، إلا أنه لم يتم تحديد المصادر المحددة. عند فحص التأثيرات المحتملة لضوضاء المحيطات على ضوضاء الثدييات البحرية من مصادر محددة ، من المهم أيضًا ، لذلك ، سيتم استخدام المصطلح ldquoocean الضوضاء & rdquo في هذا التقرير للإشارة إلى جميع أنواع مصادر الضوضاء.

يتولد الصوت في المحيط عن طريق مجموعة واسعة من المصادر ، الطبيعية والبشرية (من صنع الإنسان) ، للاستخدام المتعمد أو كنتيجة غير مقصودة لنشاط في المحيط. تشمل المصادر الجيوفيزيائية الطبيعية الأمواج المتولدة من الرياح والزلازل والأمطار وتصدع الجليد. تشمل الأصوات البيولوجية الطبيعية أغاني الحيتان ونقرات الدلافين ونطق الأسماك. يتم إنشاء الأصوات البشرية من خلال مجموعة متنوعة من الأنشطة ، بما في ذلك الشحن التجاري ، والمسوحات الجيوفيزيائية ، والتنقيب عن النفط وإنتاجه ، والحفر والبناء ، وأنظمة السونار ، والبحوث الأوقيانوغرافية. يتم إنتاج الأصوات المتعمدة لغرض واضح ، مثل المسح الزلزالي للعثور على خزانات وقود أحفوري جديدة. يتم إنشاء الأصوات غير المقصودة كنتيجة ثانوية لبعض الأنشطة الأخرى ، مثل الضوضاء التي تشعها السفن وآلات rsquos أثناء عبورها المحيط.

يجب أن تتضمن المحاسبة الصحيحة للميزانية العالمية لضوضاء المحيطات كلاً من مكون الخلفية المحيطة والمساهمات من مصادر يمكن تحديدها. تُشتق عادةً الميزانية العالمية الإجمالية للضوضاء عن طريق حساب متوسط ​​طيف الضوضاء المستقبَل عبر المكان والزمان. تُفقد المساهمات من المكونات العابرة في الوقت المناسب والمترجمة في الفضاء في عملية حساب المتوسط ​​هذه. تشير تقنية المحاسبة التقليدية هذه إلى أن أكبر مساهمين في الميزانية الإجمالية للضوضاء في أعماق المحيط (متوسط ​​المساحة والزمان) هما موجات المحيط المتولدة من الرياح على نطاق التردد من 1 هرتز إلى 100 كيلو هرتز على الأقل والشحن التجاري بترددات منخفضة (من 5 هرتز إلى بضع مئات هرتز). ومع ذلك ، من الواضح أيضًا أن هذه الطريقة ليست سوى طريقة واحدة لحساب ميزانية الضوضاء وليست بالضرورة الطريقة الأنسب لتقييم تأثير الصوت على الثدييات البحرية.

هناك بيانات محدودة للغاية لتحديد الاتجاهات طويلة الأجل في مستويات ضوضاء المحيطات. بينما بدأت مستويات الضوضاء في المحيط في الازدياد مع بداية الثورة الصناعية (حوالي عام 1850) ، فمن غير الواضح كثيرًا أن هذا الاتجاه مستمر في القرن الحادي والعشرين. ضجيج الشحن التجاري هو في الواقع المجال الوحيد الذي يمكن أن تكون فيه المضاربة المستنيرة بشأن الاتجاهات طويلة الأجل ممكنة. فمن ناحية ، تشير الزيادة الكبيرة في عدد السفن التجارية خلال الخمسين عامًا الماضية ، التي استكملت برصدات محدودة للضوضاء ، إلى حدوث زيادة تدريجية في مستويات الضوضاء من حركة السفن بمقدار dB 15. من ناحية أخرى ، قد تكون السفن الأحدث أكثر هدوءًا ، والعلاقة بين الضوضاء المشعة من السفن ومعلمات السفينة (مثل الحمولة الإجمالية والطول والسرعة) ليست مفهومة بشكل كافٍ لتطوير قدرة تنبؤية موثوقة. على الرغم من أن الأدلة على الاتجاهات طويلة الأجل في خصائص ضوضاء المحيط محدودة للغاية وهناك أدلة أقل على تأثيرات ضوضاء المحيطات على الحياة البحرية ، فإن البيانات الحالية كافية لتبرير زيادة البحث والاهتمام بالاتجاهات في ضوضاء المحيطات.

هناك ملاحظات محدودة للغاية بشأن تأثيرات ضوضاء المحيطات على الثدييات البحرية. الآثار قصيرة وطويلة الأجل على الثدييات البحرية من المكونات المحيطة والتي يمكن تحديدها من ضوضاء المحيطات ضعيفة

المربع 1 نظرة عامة على التوصيات البحثية للجنة و rsquos

لتقييم المساهمات البشرية والطبيعية في ضوضاء المحيطات

اجمعوا معًا في مكان واحد البيانات الموجودة حول المصادر الاصطناعية والضوضاء

قياس الخصائص البديلة للمصادر من صنع الإنسان بالإضافة إلى متوسط ​​المستوى الطيفي للضغط الصوتي

إنشاء برنامج طويل الأجل لمراقبة ضوضاء المحيطات يغطي نطاق التردد من 1 إلى 200000 هرتز

مراقبة ضوضاء المحيطات في المناطق المتنوعة جغرافيًا مع التركيز على موائل الثدييات البحرية

تطوير العلاقات الكمية بين الضوضاء من صنع الإنسان ومستويات النشاط البشري

إجراء بحث حول توزيع وخصائص أصوات الثدييات البحرية

قم بتطوير ميزانية عالمية لضوضاء المحيط تتضمن كلاً من الأحداث المحيطة والعابرة والاستخدامات والعملات المختلفة عن متوسط ​​مستويات الضغط الطيفية لجعل الميزانية أكثر صلة بالثدييات البحرية.

لوصف الاتجاهات طويلة المدى في مستويات ضوضاء المحيطات ، وخاصة من الأنشطة البشرية

إنشاء برنامج طويل الأجل لمراقبة ضوضاء المحيطات يغطي نطاق التردد من 1 إلى 200000 هرتز

تطوير العلاقات الكمية بين الضوضاء من صنع الإنسان ومستويات النشاط البشري.

مطلوب بحث لتقييم آثار ضوضاء المحيطات من مصادر مختلفة على أنواع الثدييات البحرية

قياس تأثيرات الخصائص البديلة للمصادر من صنع الإنسان بالإضافة إلى متوسط ​​المستوى الطيفي للضغط الصوتي على الثدييات البحرية

إنشاء برنامج طويل الأجل لمراقبة ضوضاء المحيطات يغطي نطاق التردد من 1 إلى 200000 هرتز

مراقبة ضوضاء المحيطات في المناطق المتنوعة جغرافيًا مع التركيز على موائل الثدييات البحرية

حاول هيكلة جميع الأبحاث حول الثدييات البحرية للسماح بالتنبؤ بالعواقب على مستوى السكان

تحديد توزيعات الثدييات البحرية على مستوى العالم

إجراء بحث حول توزيع وخصائص أصوات الثدييات البحرية

تطوير تقنيات وضع العلامات على المدى القصير وعالي الدقة وطويلة المدى

ابحث عن التغييرات الطفيفة في السلوك الناتجة عن الإخفاء

ابحث عن مؤشرات الإجهاد الناجم عن الضوضاء

افحص تأثير ضوضاء المحيطات على الأنواع غير الثديية في النظام البيئي البحري

مواصلة جهود النمذجة المتكاملة لتأثيرات الضوضاء على السمع والسلوك

وضع ميزانية عالمية لضوضاء المحيطات ذات الصلة بالثدييات البحرية

التحقيق في الآليات السببية للخيوط الجماعية والصدمات المرصودة للحيتان المنقارية.

الفجوات الحالية في قواعد بيانات ضوضاء المحيط الحالية

اجمعوا معًا في مكان واحد البيانات الموجودة حول المصادر الاصطناعية والضوضاء

قياس الخصائص البديلة للمصادر من صنع الإنسان بالإضافة إلى متوسط ​​المستوى الطيفي للضغط الصوتي

إنشاء برنامج طويل المدى لمراقبة ضوضاء المحيطات يغطي النطاق الترددي من 1 إلى 200000 هرتز ويشمل العابرين

مراقبة ضوضاء المحيطات في المناطق المتنوعة جغرافيًا مع التركيز على موائل الثدييات البحرية

إجراء بحث حول توزيع وخصائص أصوات الثدييات البحرية.

لتطوير نموذج لضوضاء المحيطات يتضمن متغيرات زمنية ومكانية ومتغيرات تعتمد على التردد

اجمعوا معًا في موقع واحد البيانات الموجودة حول المصادر الاصطناعية والضوضاء

قياس الخصائص البديلة للمصادر من صنع الإنسان بالإضافة إلى متوسط ​​المستوى الطيفي للضغط الصوتي

إنشاء برنامج طويل الأجل لمراقبة ضوضاء المحيطات يغطي نطاق التردد من 1 إلى 200000 هرتز (البيانات مهمة للتحقق من صحة النموذج)

مراقبة ضوضاء المحيطات في المناطق المتنوعة جغرافيًا مع التركيز على موائل الثدييات البحرية

تطوير العلاقات الكمية بين الضوضاء من صنع الإنسان ومستويات النشاط البشري

إجراء بحث حول توزيع وخصائص أصوات الثدييات البحرية

دمج المصادر الموزعة في نماذج تأثيرات الضوضاء

وضع ميزانية عالمية لضوضاء المحيطات ذات الصلة بالثدييات البحرية.

منح تفويضًا لوكالة اتحادية واحدة لتنسيق مراقبة ضوضاء المحيطات والبحوث ، والبحث عن تأثيرات الضوضاء على النظام البيئي البحري

يفهم. لا يوجد دليل موثق على أن ضوضاء المحيطات هي العامل الفسيولوجي المباشر لموت الثدييات البحرية تحت أي ظرف من الظروف. من ناحية أخرى ، فقد ثبت أن الثدييات البحرية تغير أنماط نطقها في وجود الخلفية والضوضاء البشرية. علاوة على ذلك ، فإن التأثيرات طويلة المدى للضوضاء المحيطة على الكائنات البحرية ليست مفهومة جيدًا. تشمل التأثيرات المحتملة التغييرات في حساسية السمع والأنماط السلوكية ، فضلاً عن الإجهاد الناجم عن الصوت والآثار على النظام البيئي البحري.

تم تطوير النماذج التي تصف ضوضاء المحيطات بشكل أفضل من النماذج التي تصف توزيع الثدييات البحرية والسمع والسلوك. يكمن التحدي الأكبر في دمج نوعي النماذج. طورت البحرية الأمريكية مجموعة متنوعة من نماذج الضوضاء المحيطة وقواعد البيانات كجزء من جهود الحرب المضادة للغواصات. ومع ذلك ، فإن التركيز على السيناريوهات البحرية يعني أنها ليست مناسبة بشكل مثالي لتطبيقات الثدييات البحرية. نماذج موائل الثدييات البحرية وأنماط التوزيع ، وكذلك نماذج التأثيرات التي تربط الجرعة والاستجابة ، محدودة بشدة بسبب ندرة البيانات. لتوفير منتج مفيد لفهم وإدارة التفاعلات بين الثدييات البحرية والضوضاء ، يجب توسيع قواعد البيانات الحالية وتحديثها وتنسيقها للسماح بدمج كل من الثدييات البحرية ونماذج ضوضاء المحيط. قواعد البيانات الموثقة جيدًا ضرورية أيضًا لأداء الخطوة الحاسمة للتحقق من صحة النموذج.

تشير التقارير الأخيرة في كل من الصحافة والمصادر الفيدرالية والعلمية إلى وجود ارتباط بين استخدام السونار متوسط ​​المدى عالي الطاقة وبعض الجنوح الجماعية للحيتان المنقارية. حدثت سلاسل جماعية حديثة للحيتان المنقارية في ارتباط وثيق ، من حيث التوقيت والموقع ، مع التدريبات العسكرية التي تستخدم سونارات متعددة عالية الطاقة ومتوسطة التردد (1-10 كيلو هرتز). بالإضافة إلى ذلك ، فإن مراجعة خيوط الحيتان ذات المنقار السابقة تعزز من التوقع بوجود علاقة غير مباشرة على الأقل بين الجنوح واستخدام السونار متعدد المدى في التدريبات العسكرية في بعض موائل الحيتان ذات المنقار القريبة من الشاطئ. ظهرت عدة تقارير صحفية حول الأحداث الأخيرة أثناء إعداد هذا التقرير ونسبت الجنوح إلى & ldquoacoustic trauma. & rdquo تعد الصدمة الصوتية شكلاً واضحًا جدًا من الإصابات. في حالات الحوت المنقار حتى الآن ، يمكن أن تكون الصدمات التي لوحظت ناتجة عن العديد من الأسباب ، المرتبطة بشكل مباشر وغير مباشر بالصوت ، ولكن لوحظت صدمات مماثلة في الثدييات الأرضية في ظل ظروف لا علاقة لها بالتعرض الصوتي. نادرًا ما كان أخذ العينات والتحليل الدقيق للحيوانات بأكملها ممكنًا في حالات الحوت المنقاري حتى الآن ، مما جعل التشخيصات النهائية مشكلة. حتى كتابة هذه السطور ، تم تحليل ثماني عينات في حالة جديدة نسبيًا بدقة. بسبب الارتباطات المتكررة في الوقت والمكان بين الجنوح والسونار في التدريبات العسكرية ، فإن الارتباط بين السونارات والسلاسل مقنع ، لكن هذا الارتباط ليس مرادفًا لآلية سببية لموت الحيوانات العالقة. سبب ال

تُعزى الوفاة في جميع الحالات إلى ارتفاع الحرارة ، ولكن لم يتم تحديد السبب الدقيق للصدمات غير العادية التي شوهدت أيضًا في الحالات التي تم فحصها. لم تتم مناقشة تقرير مركز أبحاث الناتو / SACLANT تحت سطح البحر (D & rsquoAmico and Verboom ، 1998) والتقرير المؤقت المشترك لـ NOAA-Navy (Evans and England ، 2001) بالتفصيل في هذه الوثيقة بسبب الطبيعة الأولية للنتائج. ومع ذلك ، من الواضح أن هذا موضوع يحتاج إلى الكثير من البحث الإضافي. يعد برنامج البحث الموضح في إيفانز وإنجلترا بداية جيدة.

توصيات

يجب أن يتم تفويض وكالة فيدرالية للتحقيق في الضوضاء البحرية والتأثيرات المحتملة طويلة المدى على الحياة البحرية ومراقبتها من خلال العمل كراعٍ للأبحاث حول ضوضاء المحيطات ، وتأثيرات الضوضاء على الثدييات البحرية ، والاتجاهات طويلة المدى في ضوضاء المحيطات. هناك حاجة إلى القيادة الفيدرالية من أجل (1) مراقبة ضوضاء المحيطات ، لا سيما في المناطق التي تعيش فيها الثدييات البحرية المقيمة (2) جمع وتحليل قواعد البيانات الحالية للنشاط البحري و (3) تنسيق الجهود البحثية لتحديد الاتجاهات طويلة المدى في الضوضاء البحرية وما هو ممكن عواقب على الحياة البحرية.

يجب جمع البيانات الحالية عن الضوضاء البحرية من المصادر البشرية ، وجعلها مركزية ، وتنظيمها ، وتحليلها لتوفير قاعدة بيانات مرجعية ، لتحديد قيود البحث حتى الآن ، وفهم الضوضاء في المحيط بشكل أفضل. حاليًا ، البيانات المتعلقة بالضوضاء الناتجة عن الشحن والمسح الزلزالي وإنتاج النفط والغاز والبناء البحري والساحلي والأنشطة البحرية الأخرى إما أنها غير معروفة أو يصعب تحليلها لأنها تحتفظ بها منظمات منفصلة مثل شركات قواعد البيانات الصناعية وصناعة الشحن الجماعات والمنظمات العسكرية. قد يكون من المفيد وجود جميع البيانات في قاعدة بيانات واحدة من أجل تحسين قدرة الأطراف المهتمة على الوصول إلى مجموعات البيانات واستخدامها في البحث والمنشورات العلمية والتعليم والأغراض الإدارية والتنظيمية. يمكن أن تكون قاعدة البيانات هذه شبكة موزعة من قواعد البيانات المرتبطة ، باستخدام سلسلة موحدة من وحدات القياس. يجب تشجيع التعاون الدولي في جهود تطوير قاعدة البيانات هذه بالإضافة إلى الوصول الدولي إلى المعلومات ، نظرًا لأن الثدييات البحرية وضوضاء المحيطات عالمية.

خصائص الإشارات الصوتية للمصادر البشرية (مثل محتوى التردد ، ووقت الصعود ، والضغط وسرعة الجسيمات ، السعة من الصفر إلى الذروة ومن الذروة إلى الذروة ، متوسط ​​السعة التربيعية ، المدة ، تكامل متوسط ​​السعة التربيعية على مدار المدة ، التكرار المعدل) يجب الإبلاغ عنه بالكامل. قد تؤثر كل خاصية من خصائص الضوضاء الصادرة عن المصادر البشرية بشكل مختلف على كل نوع من أنواع الثدييات البحرية. التفاعلات المعقدة للصوت مع الحياة البحرية ليست مفهومة بشكل كافٍ لتحديد سمات الإشارة الصوتية المهمة لتأثيرات معينة. لذلك يجب قياس أكبر عدد ممكن من الخصائص

وذكرت. بالنسبة إلى العابرين ، سيكون نشر السلاسل الزمنية للضغط الصوتي الفعلي مفيدًا. يجب إجراء التجارب التي تعرض الثدييات البحرية للتغيرات في هذه الخصائص من أجل تحديد الاستجابات الفسيولوجية والسلوكية للخصائص المختلفة. يجب إيلاء اهتمام خاص للمصادر التي من المحتمل أن تكون المساهم الأكبر في ضوضاء المحيطات في المناطق الجغرافية المهمة بشكل خاص والمصادر التي يشتبه في أن لها تأثيرات كبيرة على الحياة البحرية.

ينبغي الشروع في برنامج طويل الأجل لرصد ضوضاء المحيطات على مدى واسع من الترددات (1 هرتز إلى 200 كيلوهرتز). يجب أن تتضمن المراقبة وتحليل البيانات ضوضاء محيطة متوسطة أو ثابتة وكذلك أصوات يمكن تحديدها مثل مصادر المسح الزلزالي والسونار والضوضاء المتفجرة التي لم يتم تحديدها في مجموعات بيانات الضوضاء المحيطة الكلاسيكية. يجب دمج جمع البيانات الصوتية في أنظمة مراقبة المحيطات العالمية التي بدأت وتجري مناقشتها في الولايات المتحدة وأماكن أخرى. يجب البدء في برنامج بحث يطور نموذجًا تنبؤيًا لاتجاهات الضوضاء طويلة الأجل. يجب أن تكون البيانات من أنظمة المراقبة متاحة في الوقت المناسب لتسهيل اتخاذ القرارات المستنيرة من قبل الصناعة المهتمة ، والعسكريين ، والباحثين والمشغلين والهيئات التنظيمية المهتمة.

يجب أن تستهدف الجهود المبذولة لقياس ضوضاء المحيطات موائل الثدييات البحرية المهمة. حتى يتم وصف هذه الموائل بالكامل ، فمن المعقول أن نبدأ برنامج مراقبة طويل الأجل في المناطق الساحلية ، والمواقع القريبة من مسارات هجرة الثدييات البحرية المعروفة ، ومناطق العلف ، ومناطق التكاثر. مع تحديد موائل الثدييات البحرية الجديدة ، يجب إضافتها إلى المسوحات الصوتية من أجل تقديم صورة كاملة للبيئة الصوتية في النظم البيئية الهامة للثدييات البحرية.

يجب وضع برنامج بحث للتحقيق في العلاقات السببية المحتملة بين مكونات المصدر المحيطة والمحددة لضوضاء المحيطات وتأثيراتها قصيرة وطويلة المدى على الكائنات البحرية. ستتطلب معالجة هذه المشكلة الصعبة والصعبة جهدًا متعدد التخصصات بين علماء الأحياء وأخصائيي الصوت لإنشاء برنامج صارم للرصد والنظرية والنمذجة. يجب أن يكون التركيز الأولي لهذا العمل هو فحص العلاقة المحتملة بين صوتيات السونارات عالية الطاقة التي يمكن تحديدها ، والسونار متوسط ​​التردد ، وصدمات الثدييات البحرية ، وأحداث الجنوح الجماعي. بالإضافة إلى ذلك ، يجب متابعة دراسة التأثير المحتمل للضوضاء المحيطة على سلوك الحيوان على المدى الطويل.

كلما كان ذلك ممكنًا ، يجب تنظيم جميع الأبحاث التي أجريت على الثدييات البحرية للسماح بالتنبؤ بما إذا كانت الاستجابات الملاحظة تشير إلى تأثيرات على مستوى السكان. على الرغم من صعوبة الحصول على دليل مباشر على تأثيرات النشاط البشري على الثدييات البحرية ، إلا أنه من الصعب تحديد التأثيرات طويلة المدى على الأفراد أو التأثيرات على السكان. على الرغم من أن الحالات القليلة الموثقة ذات التأثير المباشر على الأفراد

رفع الوعي بالتأثيرات السكانية المحتملة ، ولا توجد تدابير لتأثيرات تعداد الثدييات البحرية من ضوضاء المحيطات.

يجب إجراء البحوث خارج المواقع المعروفة بالفعل ودراستها لتمييز توزيعات الثدييات البحرية وتجمعاتها على الصعيد العالمي. على الرغم من وجود مجموعة كبيرة من أبحاث الثدييات البحرية حتى الآن ، بما في ذلك ما تم التوصية به في التقارير السابقة (على سبيل المثال ، NRC ، 1994) ، هناك نقص مفاجئ في المعلومات المتعلقة بالتوزيع العالمي للثدييات البحرية. طرق الهجرة ومناطق التكاثر ومناطق التغذية معروفة بأنواع قليلة نسبيًا. من أجل التنبؤ بأهمية تأثيرات الضوضاء على سلوك الثدييات البحرية ، يجب أن يكون التوزيع الموسمي والجغرافي للثدييات معروفًا بشكل أفضل من خلال بيانات المسح ومن خلال استخدام المتغيرات الأوقيانوغرافية التنبؤية ، مثل الطبوغرافيا ، ونوع القاع ، ومتغيرات العمود المائي . ستتطلب هذه المهمة الهائلة تطوير تقنيات جديدة لأخذ العينات والاستقراء حتى يمكن تحقيقها عمليًا.

ينبغي إجراء بحث لتحديد العلاقات الكمية بين مستويات النشاط البشري والضوضاء. على سبيل المثال ، إذا كانت هناك علاقة قوية بين نوع السفينة والضوضاء ، فيمكن استخدام بيانات حركة السفن للتنبؤ بضوضاء الشحن. سيوفر تحديد المؤشرات الموثوقة للمصادر البشرية أداة نمذجة إضافية وقدرة تنبؤية ستكون مفيدة بشكل خاص في المجالات التي قد يكون فيها الرصد طويل الأجل صعبًا أو مستحيلًا. توجد احتياجات مماثلة لكل جانب من جوانب النشاط البشري في المحيطات.

يجب إجراء البحوث لوصف توزيع وخصائص الأصوات التي تولدها الثدييات البحرية والكائنات البحرية الأخرى موسميًا وجغرافيًا وضمن السياقات السلوكية. في حين تم إحراز تقدم جيد في وصف الذخيرة الصوتية للثدييات البحرية ، لا يُعرف الكثير عن تفاصيل الأنماط الطبيعية لإنتاج الصوت ، بما في ذلك وسائل الإنتاج والسياق الذي يتم فيه إنتاج الأصوات المختلفة ، فضلاً عن كيفية تنوعها نهارًا وموسميًا وجغرافيا. قد تكون الثدييات البحرية نفسها مصادر مهمة لضوضاء المحيط ، على الرغم من احتمال وجودها في مناطق محلية خلال فترات زمنية محدودة. ستسلط هذه الدراسات الضوء أيضًا على مساهمة الكائنات البحرية في الميزانية العالمية لضوضاء المحيطات.

يجب إجراء بحث لتحديد التغييرات الطفيفة في سلوك الثدييات البحرية ، وكذلك الفشل في اكتشاف المكالمات من الحيوانات الأخرى أو الصدى من تحديد الموقع بالصدى الخاص بهم ، والذي قد ينتج عن إخفاء المعلومات الصوتية المهمة بيولوجيًا بواسطة أصوات بشرية المنشأ. تم توثيق الاستجابات قصيرة المدى للثدييات البحرية لمصادر الضوضاء البشرية إلى درجة محدودة ، ومع ذلك ، فقد حظيت التأثيرات طويلة المدى للضوضاء البحرية على سلوك الثدييات البحرية باهتمام أقل. لم يتم توثيق التأثيرات الناتجة عن الزيادات في الضوضاء المحيطة بالخلفية.

يجب أن تستمر دراسات وضع العلامات على الثدييات البحرية لمراقبة التغيرات السلوكية استجابة للإشارات الصوتية ولتوفير بيانات مهمة لنماذج المحاكاة. يجب أن تستمر الجهود المبذولة لتحسين تقنية وسم الثدييات البحرية في تلقي الدعم. هناك حاجة إلى تحسينين تقنيين للعلامات الحالية: (1) زيادة مدة علامات جمع البيانات طويلة المدى من أشهر إلى عدة سنوات لمراقبة دورات السلوك السنوية وأنماط الترحيل ، و (2) تمديد مدة العلامات عالية الدقة من ساعات إلى أيام لجمع المزيد من البيانات حول السلوك اليومي والإشارات البيئية. تسمح تقنية وضع العلامات الحالية بتتبع الثدييات البحرية الفردية حتى شهور. يمكن للعلامات القادرة على جمع بيانات عالية الدقة ، بما في ذلك توجيه الحيوان ، والتسارع ، والأصوات المنتجة أو المستلمة ، أن تجمع البيانات بشكل عام لمدة تقل عن يوم واحد. لقد أثبتت هذه البيانات قيمة كبيرة في تحديد الأنماط السلوكية في مجموعة متنوعة من الحوتيات والزعانف وربط سلوكها بالإشارات البيئية. يجب الاستمرار في تطوير التكنولوجيا للسماح بدراسات أطول باستخدام كل من العلامات عالية ومنخفضة الدقة.

يجب أن تسعى جهود البحث إلى تحديد ما إذا كانت هناك مؤشرات إجهاد موثوقة طويلة الأجل وما إذا كان يمكن استخدامها للتمييز بين الإجهاد الناجم عن الضوضاء ومصادر الإجهاد الأخرى في أنواع الثدييات البحرية التمثيلية. قد تكون مؤشرات الإجهاد علامة مفيدة للتأثيرات طويلة المدى للضوضاء البشرية على الثدييات البحرية.

يجب فحص تأثير الضوضاء على الكائنات الحية غير الثديية في النظام البيئي البحري. تستخدم الأسماك الصوت بعدة طرق يمكن مقارنتها بالطرق التي تتواصل بها الثدييات البحرية وتستشعر بيئتها. إن تأثيرات الضوضاء البشرية على الأسماك والأنواع الأخرى غير الثديية ، بما في ذلك بيضها ويرقاتها ، غير معروفة إلى حد كبير. كمتعايشين في النظام البيئي البحري وكأعضاء في نفس الشبكة الغذائية ، يمكن أن تؤثر تأثيرات الضوضاء على الأسماك البحرية ، بدورها ، على الثدييات البحرية.

يجب مواصلة جهود النمذجة التي تدمج المصادر الصوتية والانتشار والثدييات البحرية ودعمها بالكامل. نماذج المحاكاة التي تتنبأ بخصائص الضوضاء (محتوى التردد ، متوسط ​​المستوى التربيعي ، مستوى الذروة ، السلاسل الزمنية للضغط ، إلخ) وتأثيراتها على الثدييات البحرية قد تساعد في فهم وتخفيف الآثار الضارة للضوضاء البحرية على الثدييات. هناك جهد واحد على الأقل قيد التنفيذ: نموذج تأثيرات الصوت على البيئة البحرية برعاية مكتب البحوث البحرية. نمذجة بعض التأثيرات الفسيولوجية المباشرة على السمع (على سبيل المثال ، تغيير العتبة المؤقت أو الدائم) بسيط نسبيًا ، على الرغم من تقييده بمجموعات البيانات الصغيرة المتاحة من عدد محدود من الأنواع. يجب توسيع هذه الأدوات التكاملية لتشمل تأثيرات مصادر الضوضاء التي قد تغير توزيعها بمرور الوقت مثل الشحن ، وموجات الانكسار التي تسببها الرياح ، والضوضاء البيولوجية الموزعة. يجب بذل المزيد من الجهد في النمذجة ، سواء نماذج سماع الأنواع البحرية الصريحة أو نماذج التأثيرات السلوكية لجميع أنواع ضوضاء المحيطات.

يجب وضع نموذج لضوضاء المحيطات العالمية يعكس بشكل صحيح تأثير كل من الضوضاء المحيطة والضوضاء من المصادر المحددة على الثدييات البحرية

يتم تطويرها والتحقق منها. النهج التقليدي الذي يستخدم متوسط ​​ميزانية طيف الضغط محدود في تطبيقه على مشكلة الثدييات البحرية. ينبغي اتباع نهج أكثر شمولاً يشمل مساهمات كل من الأحداث العابرة والمصادر المستمرة لضوضاء المحيطات. يجب معالجة العديد من توصيات هذه اللجنة و rsquos ، لا سيما تلك المتعلقة بالمعلومات المتعلقة بالتوزيع وتوقيعات المصدر للمصادر التي من صنع الإنسان ، من أجل الحصول على القدرة على تطوير نموذج ضوضاء محيطي عالمي ذي صلة بالثدييات البحرية. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن التحقق من صحة النموذج هو جزء مهم من عملية تطوير النموذج ، يجب متابعة توصيات اللجنة و rsquos المتعلقة بجمع مجموعات بيانات ضوضاء المحيط عالية الجودة والموثقة جيدًا جنبًا إلى جنب.

يجب وضع برنامج للتحقيق بعناية في الآليات السببية التي قد تفسر الصدمات التي لوحظت في الحيتان المنقارية ، سواء كانت هذه مشكلة خاصة بالنوع أو مشكلة أوسع ، وكيف يمكن أن ترتبط صوتيات السونارات عالية الطاقة ومتوسطة المدى بشكل مباشر أو غير مباشر لأحداث الجنوح الجماعية. يمثل برنامج البحث الموضح في Evans and England (2001) جهدًا أوليًا جيدًا. لقد حظي ارتباط الجنوح الجماعية للحوت المنقار بالسونار عالي الطاقة ومتوسط ​​المدى مؤخرًا باهتمام كبير من الجمهور ، وقد تم نشر النتائج العلمية الأولية لحدثين من هذا القبيل في تقارير الوكالات ولكن لم تظهر في الأدبيات التي راجعها النظراء. إن مراجعة تقارير الجنوح الجماعية السابقة للحيتان المنقارية تعزز من احتمالية هذه العلاقة. في حالات قليلة ، كانت جثث الحوت المنقاري في حالة تسمح بتحليل الطب الشرعي الكامل والنهائي. إن تعقيد الحصول على عينات مناسبة من الحيتان المنقارية التي تقطعت بها السبل وندرة البيانات حتى الآن ، سواء من السلاسل الكتلية أو غير الجماعية ، تمنع تحديد الآليات وأي علاقة سببية وراء الصدمات التي لوحظت ، والسلاسل في حد ذاتها ، واستخدام السونار.

تشجع اللجنة مجتمع علم المحيطات الصوتي ، وعلماء الأحياء في الثدييات البحرية ، وأخصائيي الصوتيات البحرية ، وغيرهم من مستخدمي الصوت في المحيط ، مثل الصناعة العسكرية والنفطية ، على بذل جهود أكبر لزيادة الوعي العام بالمفاهيم الصوتية الأساسية في البيولوجيا البحرية وعلوم المحيطات. حتى يكونوا أكثر قدرة على فهم المشاكل والحاجة إلى البحث والإمكانية الكبيرة لحل مشاكل الضوضاء. يهتم الجمهور ، بما في ذلك المدافعون عن البيئة ، بشدة بالضوضاء البشرية في المحيط وتأثيرها على الحيوانات البحرية. في الآونة الأخيرة ، كانت هناك فجوة اتصال بين مستخدمي الصوت في المحيط ، بما في ذلك العلماء والجمهور. تنشأ الكثير من الفجوة في التفاهم بين مجتمع علوم المحيطات والجمهور من عدم فهم الجمهور وفشل rsquos للمفاهيم الصوتية الأساسية وفشل المجتمع العلمي و rsquos في توصيل هذه المفاهيم بشكل فعال. تعد مستويات المصدر والمستقبل ، وفقدان الانتشار ، والاختلافات الصوتية الفيزيائية بين الهواء والماء ، والمصطلح & ldquodecibel & rdquo أمثلة على المفاهيم التي أساءت وسائل الإعلام والمنظمات البيئية وعامة الناس فهمها.


كيف يستخدم الصوت لدراسة توزيع الثدييات البحرية؟

ينتج كل نوع من أنواع الحيتان والدلافين أصواتًا مميزة بما في ذلك الأغاني ، والأنين ، والنقرات ، والتنهدات ، والطنين (انظر اكتشاف الصوت في معرض صوت البحر). على سبيل المثال ، ينتج ذكور الحيتان الحدباء أغنية طويلة ومنقوشة بترددات متوسطة بينما تنتج الحيتان الزعانف صوتًا مرتفعًا وقصيرًا ومنخفض التردد ونبضات. & rdquo

يمكن عادةً سماع أغاني الحوت الأحدب في مناطق تكاثرها الشتوية (على سبيل المثال ، هاواي) ، ولكن هذا التسجيل لغناء الحوت الأحدب تم التقاطه في الواقع في أحد مناطق التغذية في كورديل بانك كانيون ، قبالة سواحل سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا. الأصداء التي تسمعها تأتي من أصواتها التي ترتد على جدران الوادي.
صوت ونسخ توماس ر. صدر بموجب رخصة المشاع الإبداعي ، الإسناد غير التجاري.

نبضات 20 هرتز ، التي تنتجها الحيتان الزعنفية ، مسجلة بواسطة مستقبلات SOSUS في شرق شمال المحيط الأطلسي. لجعل هذا الصوت مسموعًا للناس ، تم تسريع الصوت بعشر مرات. هذا يرفع من حدة الصوت ويضغط الوقت.
مختبر الصوت والنسخ كورنيل لعلم الطيور ، برنامج أبحاث الصوتيات الحيوية.

يمكن للعلماء الاستماع إلى هذه الأصوات واكتشاف أنواع مختلفة من الثدييات البحرية. يستخدم الباحثون مصفوفات الهيدفونات لاكتشاف موضع الحوت الذي يصدر صوتًا. تتكون مجموعة الهيدروفونات من ثلاثة أو أكثر من الهيدروفونات المنتشرة في مواقع مختلفة. تُستخدم الاختلافات في وقت وصول الأصوات عند كل مسدس لحساب موضع الحوت. يمكن سحب صفيفات Hydrophone خلف سفينة أو وضعها في قاع البحر. تم تطبيق طرق التتبع الصوتي السلبي (المصفوفات المقطوعة والمصفوفات الأفقية الثابتة) بنجاح لمتابعة الحيتان الفردية لعدة أيام ، ومراقبة قرون الحيتان صوتيًا ، ووصف التغيرات الموسمية الخاصة بالأنواع في التوزيع والوفرة النسبية.

يمكن سحب مصفوفة هيدروليك خلف سفينة أو وضعها في قاع البحر. يحتوي على ما لا يقل عن ثلاثة هيدروفونات تلتقط الأصوات في المحيط. يتم استقبال الأصوات ، مثل نداءات الحيتان ، في أوقات مختلفة لأن الهيدروفونات بعيدة عن مصدر الصوت (مثل الحوت).

أحد الأنظمة التي تستخدمها البحرية الأمريكية لتتبع الغواصات في شمال المحيط الأطلسي وشمال المحيط الهادئ يسمى نظام مراقبة الصوت (SOSUS). SOSUS هي شبكة من الهيدروفونات مثبتة في قاع البحر. منذ نهاية الحرب الباردة ، سمحت البحرية للباحثين باستخدام بيانات SOSUS لتحليل أصوات الحيوانات في المحيط ولتحديد توزيع الثدييات البحرية على مدار العام. تم استخدام SOSUS لتتبع حوت أزرق فردي لمدة 43 يومًا في جميع أنحاء شمال المحيط الأطلسي.

تم تعقب حوت أزرق لمدة 43 يومًا في شمال المحيط الأطلسي باستخدام نظام التنصت تحت الماء التابع للبحرية الأمريكية و rsquos. الخريطة مقدمة من مختبر أبحاث البحرية الأمريكية.

كيف يستخدم الصوت لدراسة توزيعات الحوت الصائب؟ دراسة حالة

توفر مياه نيو إنجلاند مناطق تغذية أولية لحوت شمال الأطلسي الصائب. تقضي الحيتان البالغة عادة الشتاء في مناطق الولادة قبالة جورجيا وفلوريدا وتعود إلى المياه الغنية بالعوالق في ساحلي ماساتشوستس وماين في أشهر الصيف. يستخدم الباحثون والمديرون الصوت لمراقبة توزيع هذه الأنواع المهددة بشدة بالانقراض (الحد الأدنى لتقدير السكان: 444 حيوانًا NMFS ، 2012).

صورة جوية لحوت وعجل شمال الأطلسي الصائب. الصورة مجاملة من حوض أسماك نيو إنجلاند

تنتج الحيتان اليمنى مجموعة متنوعة من الأصوات منخفضة التردد. الأكثر شيوعًا بين 10 هرتز و 1000 هرتز. يعد نطق الحوت الصائب النموذجي المستخدم للتواصل مع الحيتان الأخرى & ldquoup الاتصال & rdquo. إنه صوت قصير و ldquowhoop & rdquo يرتفع من حوالي 50 هرتز إلى 440 هرتز ويستمر حوالي ثانيتين. كان الكشف عن المكالمات هو أكثر الوسائل شيوعًا لتحديد وجود الحوت الصائب من البيانات الصوتية.

نداء الحوت الصائب والدقوب هو الأكثر شيوعًا عندما تكون الحيتان بمفردها أو تنضم إلى حوت آخر.
سجلت أصوات حوت شمال الأطلسي الصائب بواسطة سوزان باركس (جامعة سيراكيوز) ومؤسسة وودز هول لعلوم المحيطات. صدر بموجب رخصة المشاع الإبداعي ، غير تجاري و ndash بدون مشتقات.

تم نشر أنظمة الاستماع السلبية المسماة وحدات التسجيل الذاتي البحرية (MARUs) ، أو العوامات & ldquop-up & rdquo ، على طول ساحل المحيط الأطلسي لرصد وجود أنواع الحيتانيات باستمرار مثل الحوت الصائب.يتم نشر وحدات MARU لفترة طويلة وتسجيل البيانات الصوتية ليتم تنزيلها عند استرداد الجهاز. يمكن استخدام MARU في ظروف الطقس والضوء التي تقيد الاستطلاعات المرئية. عندما تكون الظروف الجوية جيدة ، يمكن استخدام المسوحات الجوية لاستكمال عمليات الكشف الصوتية. لمزيد من المعلومات حول هذه التقنية الصوتية السلبية والأنظمة الصوتية السلبية الأخرى المستخدمة لمراقبة الحيوانات البحرية ، يرجى الاطلاع على قسم مراقبة الحيوانات البحرية ومراقبتها في معرض التكنولوجيا: ملف التعريف الحالي للدوبلر الصوتي (ADCP).

تم نشر عوامات أرشيفية منبثقة في محمية Stellwagen Bank National Marine Sanctuary (SBNMS) ، قبالة ماساتشوستس. يستخدم العلماء الأجهزة لتوصيف البيئة الصوتية البحرية في المحمية ، والتحقيق في تأثيرات الضوضاء على الحيوانات البحرية ، واكتشاف وتتبع الثدييات البحرية الصوتية ، مثل حوت شمال الأطلسي الصائب. نتيجة للمراقبة الصوتية المتزايدة ، نعلم الآن أن الحيتان الصحيحة تشغل منطقة Stellwagen Bank طوال معظم العام. يختلف التوزيع العام وحدوث الاستدعاءات المكانية ، مما يشير إلى أن الحيتان تستخدم كل بنك Stellwagen أثناء تواجدها في المنطقة.

تم تسجيل عدد مرات صعود الحوت الصائب في شمال الأطلسي شهريًا في عام 2006 على وحدات التسجيل البحرية المستقلة (MARUs) الموزعة في جميع أنحاء محمية Stellwagen Bank الوطنية البحرية. تم تسجيل ما بين ستة وتسع وحدات MARU كل شهر ، باستثناء شهر يونيو ، حيث لم يتم نشر وحدات MARU. يشير حجم الدائرة إلى عدد المكالمات الواردة على عوامة معينة ، ويشير & ldquox & rdquo إلى عدم اكتشاف أي مكالمات. رصيد الرقم: NMFS / NEFSC ، SBNMS ، جامعة كورنيل.

كما تم نشر عوامات صوتية منبثقة لرصد الحيتان الصحيحة في المناطق الواقعة قبالة سواحل مين ونيويورك وكارولينا الشمالية وجورجيا وفلوريدا ، وكذلك في خليج فوندي ، كندا. يقوم العلماء أيضًا بجمع بيانات صوتية عن التكرار الموسمي وتوزيع الحيتان الصائبة المهددة بالانقراض في المياه الساحلية لتقليل مخاطر اصطدام السفن. لمزيد من المعلومات حول كيفية استخدام العوامات الصوتية لتقليل مخاطر تصادم السفن والحوت الصائب في شمال الأطلسي ، يرجى الاطلاع على كيف يتم استخدام الصوت لحماية الثدييات البحرية؟

روابط إضافية على DOSITS

مصادر إضافية

  • Moore، SE، Watkins، WA، Daher، MA، Davies، JR and Dahlheim، ME 2002، & ldquo Blue Whale Habitat Association in the Northwest Pacific Pacific: تحليل البيانات المستشعرة عن بعد باستخدام نظام المعلومات الجغرافية. & rdquo علم المحيطات 15 (3): 20 -25.
  • إدارة المصايد البحرية بولاية ماساتشوستس ، الحفاظ على الأنواع البحرية المحمية.
  • NOAA / PMEL ، مشروع صوتيات الحوت.

مراجع

  • Clark، C.W، & amp Clapham، P. J. (2004). المراقبة الصوتية لحوت الأحدب (Megaptera novaeangliae) تظهر أرض التغذية الغناء المستمر حتى أواخر الربيع. وقائع الجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية, 271(1543) ، 1051 و ndash1057. https://doi.org/10.1098/rspb.2004.2699
  • دالتون ، ر. (2008). مجسات صوتية لخنازير البحر النادرة. طبيعة سجية, 456(7221) ، 431 & ndash431. https://doi.org/10.1038/456431a
  • Leeney، R.H، Stamieszkin، K.، Jaquet، N.، Mayo، C.A، Osterberg، D.، & amp Marx، M.K (2008). مراقبة ورصد وإدارة الحيتان الصائبة في شمال الأطلسي في خليج كيب كود والمياه المجاورة -2008 (التقرير النهائي. مركز بروفينستاون للدراسات الساحلية.).
  • McDonald، M.A، Hildebrand، J.A، & amp Webb، S.C (1995). لوحظ وجود حيتان زرقاء وزعنفة في قاع البحر في شمال شرق المحيط الهادئ. مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية, 98(2) ، 712 & ndash721. https://doi.org/10.1121/1.413565
  • ميلينجر ، دي كيه ، وأمبير كلارك ، سي دبليو (2003). الحوت الأزرق ( Balaenoptera musculus ) أصوات من شمال الأطلسي. مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية, 114(2) ، 1108 و ndash1119. https://doi.org/10.1121/1.1593066
  • Mellinger ، D.K ، ستافورد ، K.M ، Moore ، S.E ، Munger ، L. ، & amp Fox ، C.G (2004). الكشف عن حوت شمال المحيط الهادئ الصائب (يوبالينا جابونيكا) المكالمات في خليج ألاسكا. علوم الثدييات البحرية, 20[4)، 872 & ndash879. https://doi.org/10.1111/j.1748-7692.2004.tb01198.x
  • مور ، إس إي ، ستافورد ، كيه إم ، ميلينجر ، دي كيه ، أند هيلدبراند ، جي إيه (2006). الاستماع إلى الحيتان الكبيرة في مياه ألاسكا البحرية. علم الأحياء, 56(1) ، 49. https://doi.org/10.1641/0006-3568(2006)056[0049:LFLWIT]2.0.CO2
  • مور ، إس إي ، ستافورد ، كيه إم ، داهلهايم ، إم إي ، فوكس ، سي جي ، براهام ، إتش دبليو ، بولوفينا ، جي جي ، آند أمبير باين ، دي إي (1998). التباين الموسمي في استقبال نداءات حوت الزعانف في خمس مناطق جغرافية في شمال المحيط الهادئ. علوم الثدييات البحرية, 14(3) ، 617 و ndash627. https://doi.org/10.1111/j.1748-7692.1998.tb00749.x
  • نيومان ، ك. ، وأمبير سبرينغر ، إيه إم (2008). نشاط ليلي من قبل الحيتان القاتلة التي تأكل الثدييات في بقعة ساخنة للافتراس في بحر بيرينغ. علوم الثدييات البحرية. https://doi.org/10.1111/j.1748-7692.2008.00236.x
  • Nieukirk، S.L، Stafford، K.M، Mellinger، D.K، Dziak، R.P، & amp Fox، C.G (2004). تم تسجيل أصوات الحيتان منخفضة التردد والبنادق الزلزالية في وسط المحيط الأطلسي. مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية, 115[4) ، 1832 و - 1843. https://doi.org/10.1121/1.1675816
  • NOAA National Marine Fisheries Service (2017). خريطة مشاهد الحوت الصائب التفاعلية شمال الأطلسي. تم الاسترجاع من https://fish.nefsc.noaa.gov/psb/surveys/MapperiframeWithText.html
  • ستافورد ، كيه إم ، بونينشتيل ، دي آر ، تولستوي ، إم ، تشاب ، إي ، ميلينجر ، دي كيه ، أمبير مور ، إس إي (2004). نداءات الحوت الأزرق من القطب الجنوبي مسجلة عند خطوط العرض المنخفضة في المحيطين الهندي والشرقي من المحيط الهادئ. الجزء الأول من أبحاث أعماق البحار: أوراق بحثية لعلوم المحيطات, 51(10) ، 1337 و - 1346. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2004.05.007
  • ستافورد ، ك.م ، مور ، إس إي ، وأمبير فوكس ، سي جي (2005). تم تسجيل اختلاف دييل في نداءات الحوت الأزرق في شرق المحيط الهادئ الاستوائي. سلوك الحيوان, 69(4) ، 951 و ndash958. https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2004.06.025
  • ستافورد ، ك.م ، وأمبير فوكس ، سي جي (1997). تم تسجيل مكالمات الحوت ذات التردد المنخفض # 8208 على أحواض مائية راسية في شرق المحيط الهادئ الاستوائي. مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية, 102(5) ، 3122 و ndash3122. https://doi.org/10.1121/1.420588
  • ستافورد ، ك.م ، نيوكيرك ، إس إل ، وأمبير فوكس ، سي جي (2001). الاختلاف الجغرافي والموسمي لنداءات الحوت الأزرق في شمال المحيط الهادئ. مجلة بحوث الحيتانيات وإدارتها, 3(1) ، 65 & ndash76.
  • Stellwagen Bank National Marine Sanctuary ((بدون تاريخ) المراقبة الصوتية السلبية: رسم خرائط الضوضاء. تم الاسترجاع من https://stellwagen.noaa.gov/science/passive_acoustics_current.html
  • وارنج ، جي تي ، جوزيفسون ، إي ، مازي فولي ، ك. ، وروزيل ، بي إي (2013). تقييمات مخزون الثدييات البحرية في الولايات المتحدة في المحيط الأطلسي وخليج المكسيك. National Marien Fisheries Service. تم الاسترجاع من https://repository.library.noaa.gov/view/noaa/4757
  • واتكينز ، دبليو إيه ، تاياك ، بي ، مور ، كيه إي ، & أمبير بيرد ، جي إي (1987). إشارات 20 & # 8208Hz لحيتان الزعانف ( Balaenoptera Physalus ). مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية, 82(6) ، 1901 و - 1912. https://doi.org/10.1121/1.395685
  • واتكينز ، و. أ ، ضاهر ، م. أ ، جورج ، ج.إ ، & أمبير ؛ رودريجيز ، د. (2004). اثنا عشر عامًا من تتبع مكالمات حوت بتردد 52 هرتز من مصدر فريد في شمال المحيط الهادئ. الجزء الأول من أبحاث أعماق البحار: أوراق بحثية لعلوم المحيطات, 51(12) ، 1889 و ndash1901. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2004.08.006
  • واتكينز ، دبليو ، ضاهر ، إم إيه ، ريبوتشي ، جي ، جورج ، ج. ، مارتن ، دي ، ديمارزيو ، إن ، وأمبير جانون ، د. (2000). الموسمية وتوزيع نداءات الحيتان في شمال المحيط الهادئ. علم المحيطات, 13(1)، 62 & ndash67. https://doi.org/10.5670/oceanog.2000.54


حقوق النشر © 2002-2021 جامعة رود آيلاند ومركز الفضاء الداخلي. كل الحقوق محفوظة.


هل تغير الثدييات البحرية من سلوكها الصوتي لتعويض الضوضاء؟

من الصعب للغاية اختبار ما إذا كانت الضوضاء المحيطة المرتفعة تمنع الحيوان من سماع إشارة الاتصال والتفاعل معها. لا يتم عادةً تضمين تكلفة هذا النوع من الفرص الضائعة في دراسات الاضطراب السلوكي ، ومن الصعب تصميم دراسات صالحة بيئيًا لهذه المشكلة. هناك طريقة بديلة للتعامل مع هذه المشكلة وهي التساؤل عما إذا كانت الحيوانات تعدل إشاراتها الصوتية ومتى تقوم بتعويض التغييرات في الضوضاء. تتضمن الآليات المحتملة لزيادة إمكانية اكتشاف الإشارات انتظار الاتصال حتى تقل الضوضاء ، وزيادة معدل الاتصال ، وزيادة شدة الإشارة ، وزيادة مدة الإشارة ، وتحويل تردد الإشارة خارج نطاق الضوضاء. تزيد هذه التغييرات من تكاليف إرسال الإشارات ، لذلك إذا أظهرت الحيوانات استخدامًا منهجيًا لآليات التعويض ، فإن هذا يشير إلى أن الضوضاء تقوض الاتصال الفعال بشكل كافٍ لتحمل تكلفة التعويض.

هناك تباين كافٍ في المصادر الطبيعية للضوضاء المحيطة بحيث يكون من الآمن افتراض أن جميع أنظمة التواصل مع الحيوانات قد تطورت في ظل ظروف تتطلب التكيف مع الضوضاء. للحصول على مثال مائي ، يوضح الشكل 2 أن ضوضاء الأمواج تتباين كدالة لسرعة الرياح ، مع اختلاف 30 ديسيبل تقريبًا في مستوى الضوضاء عند 1000 هرتز من البحار الهادئة إلى البحار المرتبطة بالرياح ذات 30 عقدة. يمكن أيضًا أن تهيمن أصوات الحيوانات أو الحيوانات الأخرى على الضوضاء المحيطة في المناطق التي من المحتمل أن تتجمع فيها الحيوانات. لمثال بحري آخر ، الجمبري الصغير المفاجئ (على سبيل المثال ، ألفيوس heterochaelis) يمكن أن يصدر صوتًا عن طريق إغلاق مخلب متخصص. عندما يغلق المخلب ، فإنه يتسبب في تكوين فقاعة عن طريق التجويف (Versluis et al.200). يمكن أن يؤدي انهيار هذه الفقاعة إلى إنتاج مستويات مصدر قريبة من 220 ديسيبل re 1 uPa عند 1 متر. أنواع أخرى من الجمبري العض ، مثل Synalpheus parneomeris ، يمكن أن ينتج نبضة بمستوى مصدر يبلغ حوالي 185 dB re 1 μPa عند 1 متر وقوة تبلغ حوالي 3 وات (Au and Banks 1998 Ferguson and Cleary 2001). يمكن للتأثير المشترك لأعداد كبيرة من هذه الحيوانات الصغيرة التي تنتج إشارات قصيرة جدًا أن يرفع الضوضاء المحيطة في البيئات الساحلية بمقدار 30 ديسيبل في نطاق التردد 25 إلى 50 كيلوهرتز (Widener 1967). يمكن أن تنتج الأسماك والثدييات البحرية ارتفاعات مماثلة في الضوضاء المحيطة في نطاقات تردد مختلفة (Cato and McCauley 2001). تشكل العناصر المحددة مصدرًا صعبًا بشكل خاص للتداخل ، لأن إشاراتها عادةً ما تتداخل في التردد وقد تتنافس بعض العناصر المعينة عن قصد مع إشارة ، في محاولة لتقليل بروز مكالماتها أو أغانيها (Greenfield 1994).

مشكلة الاتصال في قناة صاخبة منتشرة في كل مكان ومهمة بدرجة كافية لدرجة أنه من المحتمل أن تكون قد خلقت ضغوط اختيار لآليات التعويض في معظم الأصناف التي تعتمد بشكل كبير على الصوت للاتصال أو تحديد الموقع بالصدى. تتضمن إحدى أبسط الآليات ببساطة انتظار الإشارة حتى يقل مستوى الضوضاء ، أو توقيت النطق لتقليل التداخل مع الأصوات العابرة المتنافسة. تم تطوير آليات توقيت المكالمات فيما يتعلق بالضوضاء المتداخلة بشكل جيد في الحشرات (Cade and Otte 1982) ، anurans (Zelick and Narins 1983) ، الطيور (Brumm 2006 Ficken et al. 1974) ، والثدييات (Egnor et al. 2007) . تبدو آليات إشارات التوقيت معقدة بشكل خاص عندما تتنافس الإشارات على الانتباه وتشتمل "الضوضاء" على إشارات متنافسة من عناصر معينة (Greenfield 1994 Hall et al. 2006). ومع ذلك ، لم يتم توثيق هذا التأثير جيدًا بالنسبة للثدييات البحرية. ما إذا كانت الثدييات البحرية قادرة على إجراء مكالمات زمنية لتقليل التداخل من الضوضاء المتقطعة أمر ذو أهمية عملية لتفسير التأثيرات المحتملة لمصادر الصوت البشرية المتقطعة.

إذا كان مستوى الضوضاء لا يتغير بسرعة كافية ، وإذا كان الحيوان لا يستطيع الانتظار للحصول على إشارة ، فيمكنه تعديل البنية الصوتية للمكالمات لتعويض الضوضاء. واحدة من آليات التعويض الأولى التي يتم وصفها هي زيادة مستوى مصدر النطق مع زيادة مستوى الضوضاء. تم وصف هذا من قبل إتيان لومبارد في عام 1911 (لومبارد 1911) وهو معروف في علم النفس الفيزيائي بتأثير لومبارد (لين وترانيل 1971 بيك وآخرون 1989). العديد من الرئيسيات غير البشرية في العالم القديم (مكاكا nemestrina و M. الحزم- سينوت وآخرون. 1975) وقرود العالم الجديد (كاليثريكس جاكوس- بروم وآخرون. 2004 ساجوينوس أوديب- Egnor and Hauser 2006 Egnor et al. 2006) لزيادة مستوى مصدرها أثناء التعرض لمستويات متزايدة من الضوضاء. تم عرض تأثير لومبارد أيضًا للعديد من أنواع الطيور المختلفة ، بما في ذلك الببغاء (Melopsittacus undulatus- مانابي وآخرون. 1998) ، السمان الياباني (كوتورنيكس جابونيكا- البوتاس 1972) ، العندليب (Luscinia megarhynchos- Brumm and Todt 2002) ، وعصافير الحمار الوحشي (Taeniopygia guttata- سينكس وآخرون. 1998). في الآونة الأخيرة ، أظهرت العديد من الدراسات أن العديد من أنواع الثدييات البحرية في البرية ، بما في ذلك الحيتان البيضاء (Delphinapterus leucas- شيفيل وآخرون. 2005) وخراف البحر (تريشيه ماناتوس- Miksis-Olds 2006) ، قم بزيادة مستوى مصدر مكالماتهم عند وجود مستويات مرتفعة من ضوضاء الشحن. من المرجح أن تزيد خراف البحر من مستوى المصدر في الضوضاء عندما تكون العجول موجودة وتشتت الحيوانات ، مما يشير إلى استخدام خاص بالسياق لآلية التعويض هذه.

إن الملاحظة التي تشير إلى أن تأثير لومبارد في البشر وأنواع حيوانية عديدة هو الأقوى بالنسبة للضوضاء في نفس نطاق التردد مثل تردد النطق (على سبيل المثال ، Manabe وآخرون 1998) يعني أن هذه الأنواع تشعر ما إذا كانت الضوضاء المتداخلة داخل النطاق أم لا. تستجيب بعض الحيوانات للضوضاء محدودة النطاق عن طريق تغيير ترددات أصواتها للابتعاد عن الضوضاء. مثلما يمكن لبعض الحيوانات أن تنتظر الاتصال حتى بعد مكالمات محددة ، وتجنب التداخل في المجال الزمني ، لذلك يمكن لبعض الحيوانات تحويل مكالمتها بعيدًا عن تردد مكالمة محددة ، وتجنب التداخل في مجال التردد. تقوم بعض الخفافيش بتحويل مكالمات تحديد الموقع بالصدى بعيدًا عن ترددات الأنواع القريبة ، وهذا ما يسمى استجابة تجنب التشويش (Ulanovsky وآخرون ، 2004). أظهر Serrano و Terhune (2002) أنه عند الأختام القيثارة (Pagophilus groenlandicus) يستدعيون بمعدلات عالية خلال موسم التكاثر ، غالبًا ما تتداخل نداءات الأختام المختلفة ، وخلال هذه التداخلات تميل الأختام إلى إصدار مكالمات تختلف في التردد بأكثر من ثلث أوكتاف ، وهو عرض النطاق الترددي النموذجي لسمع الثدييات. يقترح Terhune (1999) أيضًا أن أختام Weddell (Leptonychotes weddellii) افصل نغمة مكالماتهم لتجنب التشويش. أظهر Slabbekoorn and Peet (2003) أن الثدي العظيم (باروس الكبرى) زيادة وتيرة أغانيهم في الضوضاء الحضرية مما يبرز الترددات المنخفضة. ليساج وآخرون (1999) عن زيادة مماثلة في وتيرة نداءات الحيتان البيضاء في وجود ضوضاء السفن ذات التردد المنخفض. باركس وآخرون. (2007) يوثق تغييرًا ملحوظًا طويل المدى في نطاق تردد مكالمات الاتصال لحيتان شمال الأطلسي الصائبة (Eubalaena glacialis) وحيتان جنوب الأطلسي الصائبة (Eubalaena australis) ، مقارنة الضوضاء المنخفضة (الخمسينيات أو جنوب المحيط الأطلسي) بالظروف عالية الضوضاء (الحالية أو شمال المحيط الأطلسي) (الشكل 3 أ). تغير متوسط ​​ترددات مكالمات الاتصال هذه من 70-171 هرتز في 1956 إلى 101-195 هرتز في شمال المحيط الأطلسي ومن 69-137 هرتز في عام 1977 إلى 78-156 هرتز في عام 2000 في جنوب المحيط الأطلسي. لا يوجد فرق كبير بين شمال الأطلسي في عام 1956 وجنوب المحيط الأطلسي في عام 1977 ، ولكن جميع المقارنات الأخرى مهمة للغاية (الشكل 3 ب). تشير هذه النتائج إلى أن الحيتان الصحيحة قد أجرت تغييرات طويلة المدى في ترددات مكالمات الاتصال الخاصة بهم ، على ما يبدو للتعويض عن زيادة ضوضاء الشحن منخفضة التردد. وهكذا ، فقد ثبت أن الثدييات البحرية تتمتع بالقدرة على الاستجابة الفورية للتداخل محدود النطاق عن طريق تغيير تردد نداءها وأيضًا التحويل التدريجي لتردد نوع الاتصال الأساسي في مواجهة التغيرات طويلة المدى في الطيف المحيط. الضوضاء.

أ) Spectrograms لمكالمات الاتصال التمثيلية للحوت الصائب من جنوب المحيط الأطلسي (S. A. Eubalaena australis) في عام 1977 وشمال الأطلسي (N. Eubalaena glacialis) في عامي 1956 و 2000. لاحظ التحول التصاعدي في التردد في عام 2000 والذي يمثل تقريبًا تغيير أوكتاف كامل في تردد البدء ، ب) ملخص اختلافات تردد البداية بين الأنواع واختلافات التردد بمرور الوقت لكلا النوعين. تشير علامتا النجمة (**) ص & lt 0.001 تحليل التباين ثنائي الاتجاه. من باركس وآخرون. (2007).


محتويات

قناة SOFAR (اختصار لـ "قناة تحديد الصوت والمدى") ، أو قناة الصوت العميقة (DSC) ، [4] هي طبقة أفقية من المياه في المحيط تتمحور حول العمق الذي تكون عنده سرعة الصوت عند الحد الأدنى. تعمل قناة SOFAR كدليل موجي للصوت ، وقد تنتقل الموجات الصوتية ذات التردد المنخفض داخل القناة آلاف الأميال قبل أن تتبدد. [5] هذه الظاهرة عامل مهم في حرب الغواصات. تم اكتشاف قناة الصوت العميق ووصفها بشكل مستقل من قبل الدكتور موريس إوينج وليونيد بريخوفسكيخ في الأربعينيات. [6]

على الرغم من استخدام قناة SOFAR في التطبيقات البحرية ، لم يتم اقتراح فكرة أن الحيوانات قد تستخدم هذه القناة حتى عام 1971. حسب روجر باين ودوغلاس ويب أنه قبل أن تتغلغل ضوضاء حركة السفن في المحيطات ، كان من الممكن أن تكون النغمات المنبعثة من الحيتان الزعنفية قد سافرت لمسافة تصل إلى أربعة آلاف ميل ولا يزال يُسمع على خلفية ضوضاء البحر العادية. قرر باين وويب كذلك أنه في يوم هادئ في محيطات ما قبل السفن المروحية ، لن تنخفض نغمات حوت الزعانف إلا إلى مستوى ضوضاء الخلفية بعد السفر ثلاثة عشر ألف ميل ، أي أكثر من قطر الأرض.

قبل اكتمال البحث المكثف حول أصوات الحيتان ، لم تُنسب إليها النبضات منخفضة التردد التي تنبعث من بعض أنواع الحيتان في كثير من الأحيان. كتب الدكتور باين: "قبل أن يُظهر أن الحيتان الزعنفية كانت سبب [الأصوات القوية] ، لا أحد يستطيع أن يأخذ على محمل الجد فكرة أن نغمات التردد المنتظمة والصاخبة والمنخفضة والنقية نسبيًا كانت تأتي من داخل المحيط ، ناهيك عن من الحيتان ". [7] كان هذا الصوت غير المعروف معروفًا لدى خبراء الصوت في البحرية باسم وحش ايزابل. [ بحاجة لمصدر ] (ايزابل كان السونار الضيق بعيد المدى.) بعض الباحثين [ من الذى؟ ] يعتقد أن هذه الأصوات يمكن أن تُعزى إلى الاهتزازات الجيوفيزيائية أو برنامج عسكري روسي غير معروف ، ولم يثبت علماء الأحياء ويليام شيفيل وويليام أ. [ بحاجة لمصدر ]

يحتوي الطيف الكهرومغناطيسي على تعريفات صارمة لكل من "التردد المنخفض للغاية" و "التردد المنخفض للغاية" و "التردد المنخفض" و "التردد المتوسط". الصوتيات ليس لديها معيار مماثل. المصطلحان "منخفض" و "متوسط" لهما معاني تاريخية محددة تقريبًا في السونار ، لأنه لم يتم استخدام الكثير من الترددات على مدى عقود.ومع ذلك ، مع إدخال المزيد من السونار التجريبي ، أصبحت المصطلحات مشوشة.

تم تقديم السونار الأمريكي منخفض التردد في الأصل لعامة الناس في يونيو 1961 زمن مقال بمجلة، جديد A.S.W. [ملحوظة 1] مشروع Artemis ، السونار منخفض التردد المستخدم في ذلك الوقت ، يمكن أن يملأ المحيط بأكمله بصوت البحث ويكتشف أي شيء كبير الحجم يتحرك في الماء. نشأ أرتميس من اقتراح عام 1951 من قبل عالم الفيزياء بجامعة هارفارد فريدريك في هانت (أرتميس هي إلهة الصيد اليونانية القديمة) ، الذي أقنع خبراء البحرية المضادة للغواصات أنه لا يمكن اكتشاف الغواصات على مسافات بعيدة إلا من خلال أحجام منخفضة لم يسمع بها من قبل. صوت ضاري. [8] في ذلك الوقت ، تم تصور نظام Artemis بأكمله لتشكيل نوع من DEW تحت الماء (الإنذار المبكر عن بعد) لتحذير الولايات المتحدة من الغواصات المعادية. محولات الطاقة العملاقة غير المراقبة ، التي تعمل بكابلات من الأرض ، سيتم إنزالها إلى أعماق كبيرة حيث ينتقل الصوت بشكل أفضل. ال زمن تم نشر مقال بمجلة خلال الرحلة الأولى للغواصة السوفيتية K-19، وهي أول غواصة سوفييتية مزودة بصواريخ باليستية. بعد أربعة أيام ، تعرضت الغواصة للحادث الذي أطلق عليها لقبها. من المؤكد أن تأثير هذا النظام على الثدييات البحرية لم يكن في الاعتبار. لم يصبح أرتميس نظامًا تشغيليًا أبدًا.

تم إحياء السونار منخفض التردد في أوائل الثمانينيات للتطبيقات العسكرية والبحثية. نوقشت فكرة أن الصوت يمكن أن يتداخل مع بيولوجيا الحيتان على نطاق واسع خارج دوائر البحث عندما اقترض معهد سكريبس لعلوم المحيطات وقام بتعديل السونار العسكري لاختبار جدوى جزيرة هيرد الذي تم إجراؤه في يناير وفبراير 1991. [9] تم تعديل السونار للاختبار. كان إصدارًا مبكرًا من SURTASS تم نشره في MV كوري تشويست. [10] نتيجة لهذا الاختبار ، تم تنظيم "لجنة الصوت منخفض التردد والثدييات البحرية" من قبل المجلس القومي للبحوث. تم نشر النتائج التي توصلوا إليها في عام 1994 ، في الصوت منخفض التردد والثدييات البحرية: المعرفة الحالية واحتياجات البحث. [11]

لا يتطلب النقل بعيد المدى طاقة عالية. تفقد جميع ترددات الصوت 65 ديسيبل في المتوسط ​​في الثواني القليلة الأولى قبل أن تضرب الموجات الصوتية قاع المحيط [ بحاجة لمصدر ]. بعد ذلك ، يتم تحويل الطاقة الصوتية في الصوت ذي التردد المتوسط ​​أو العالي إلى حرارة ، بشكل أساسي بواسطة ملح إبسوم المذاب في مياه البحر. [12] يتم تحويل القليل جدًا من الطاقة الصوتية ذات التردد المنخفض إلى حرارة ، لذلك يمكن اكتشاف الإشارة في نطاقات طويلة. تم استخدام أقل من خمسة من محولات الطاقة من المصفوفة النشطة منخفضة التردد في اختبار جدوى Heard Island ، وتم اكتشاف الصوت على الجانب الآخر من الأرض. تم تغيير المحولات مؤقتًا لهذا الاختبار لنقل الصوت عند 50 هرتز ، وهو أقل من تردد التشغيل العادي.

بعد مرور عام على اختبار جدوى Heard Island ، تم تركيب سونار نشط جديد منخفض التردد في كوري تشويست مع 18 محولًا بدلاً من 10. تم إعداد بيان الأثر البيئي لهذا النظام. [13]

المصطلح منتصف التردد يستخدم السونار عادة للإشارة إلى السونار الذي يصدر صوتًا في نطاق يتراوح من 3 إلى 4 كيلوهرتز (كيلوهرتز). منذ إطلاق USS نوتيلوس (SSN-571) في 17 يناير 1955 [14] علمت البحرية الأمريكية أنها مسألة وقت فقط حتى تمتلك القوى البحرية الأخرى غواصات نووية خاصة بها. تم تطوير السونار متوسط ​​التردد للحرب ضد الغواصات ضد هذه القوارب المستقبلية. السونار النشط القياسي بعد الحرب العالمية الثانية (والذي كان عادةً أعلى من 7 كيلو هرتز) كان له نطاق غير كافٍ ضد هذا التهديد الجديد. انتقل السونار النشط من قطعة من المعدات ملحقة بسفينة ، إلى قطعة من المعدات التي كانت مركزية في تصميم السفينة. تم وصفها في نفس عام 1961 زمن مقال في المجلة بالاقتباس "يزن أحدث سونار على ظهر السفينة 30 طنًا ويستهلك 1600 ضعف طاقة السونار القياسي بعد الحرب[8] النظام الحديث الذي أنتجته شركة لوكهيد مارتن منذ أوائل الثمانينيات هو AN / SQQ-89. [15] في 13 يونيو 2001 ، أعلنت شركة لوكهيد مارتن أنها سلمت نظامها الحربي 100 AN / SQQ-89 للحرب تحت سطح البحر. للبحرية الأمريكية.

كانت هناك أدلة غير مؤكدة على أن السونار متوسط ​​التردد يمكن أن يكون له آثار سلبية على الحيتان التي يعود تاريخها إلى أيام صيد الحيتان. القصة التالية رويت في كتاب صدر عام 1995:

سرعان ما اكتشف صائدو الحيتان أن ترددًا يبلغ ثلاثة آلاف هرتز يبدو أنه يثير الذعر للحيتان ، مما يتسبب في ظهورها على السطح كثيرًا للهواء ، وكان هذا استخدامًا "أفضل" للسونار لأنه أتاح لصائدي الحيتان فرصًا أكبر لإطلاق النار على الحيتان. لذلك قاموا بتجهيز قوارب الصيد الخاصة بهم مع السونار في هذا التردد. بالطبع يسمح السونار أيضًا لصيادي الحيتان بتتبع الحوت تحت الماء ، ولكن هذا هو استخدامه الثانوي. استخدامه الأساسي هو لإخافة الحيتان حتى تبدأ في "اللهاث" على السطح. [16]

في عام 1996 ، أقام اثنا عشر حوتًا منقار كوفييه على قيد الحياة على طول ساحل اليونان بينما كان الناتو (منظمة حلف شمال الأطلسي) يختبر سونارًا نشطًا مع محولات طاقة ذات تردد منخفض ومتوسط ​​المدى ، وفقًا لورقة بحثية نُشرت في المجلة. طبيعة سجية في عام 1998. أثبت المؤلف لأول مرة الصلة بين الجنوح الجماعية غير النمطية للحيتان واستخدام السونار العسكري من خلال استنتاج ما يلي: على الرغم من أن الصدفة البحتة لا يمكن استبعادها كان هناك احتمال أفضل من 99.3٪ أن اختبار السونار تسبب في هذا الجنوح. [17] [18] وأشار إلى أن الحيتان انتشرت على طول 38.2 كيلومترًا من الساحل وتم فصلها بمتوسط ​​مسافة 3.5 كيلومتر (sd=2.8, ن= 11). كان هذا الانتشار في الزمان والمكان غير نمطي ، حيث عادة ما تكون الحيتان خيطًا جماعيًا في نفس المكان وفي نفس الوقت.

في الوقت الذي كتب فيه الدكتور فرانتزيس المقال لم يكن على دراية بالعديد من العوامل المهمة.

  • كان الارتباط الزمني أكثر إحكامًا مما كان يعرفه. لقد علم عن الاختبار من إشعار للبحارة نشر فقط أن الاختبار سيحدث خلال فترة خمسة أيام داخل منطقة كبيرة من المحيط. في الواقع ، كانت المرة الأولى التي تم فيها تشغيل السونار في صباح يوم 12 مايو 1996 ، حيث تقطعت السبل بستة حيتان بعد ظهر ذلك اليوم. في اليوم التالي ، تم تشغيل السونار مرة أخرى وتقطعت السبل بستة حيتان بعد ظهر ذلك اليوم. بدون معرفة إحداثيات السفن ، لم يكن ليدرك أن السفينة كانت على بعد حوالي 10-15 ميلاً فقط من الشاطئ.
  • كان السونار المستخدم في الاختبار عبارة عن سونار تجريبي للبحث والتطوير ، والذي كان أصغر بكثير وأقل قوة من السونار التشغيلي على متن سفينة بحرية منتشرة. يعتقد الدكتور فرانتزيس أن التوزيع الواسع للحيتان التي تقطعت بها السبل يشير إلى أن السبب له مدى مكاني متزامن كبير وبداية مفاجئة. إن معرفة أن مستوى مصدر الصوت كان منخفضًا إلى حد ما (كان 226 ديسيبل فقط (ديسيبل) عند 3 كيلو هرتز وهو منخفض مقارنة بالسونار التشغيلي) من شأنه أن يجعل آلية الضرر أكثر حيرة. [19]
  • تم استخدام السونار التجريبي المستخدم في الاختبار ، المصدر التوجيهي الرأسي (TVDS) الذي يحتوي على محولات طاقة مزدوجة 600 هرتز و 3 كيلوهرتز ، لأول مرة في البحر الأبيض المتوسط ​​جنوب صقلية في العام السابق في يونيو 1995. القطر المنشط السابق تضمنت أبحاث السونار باستخدام مصادر مختلفة على متن نفس السفينة المشاركة في تدريبات الناتو "Dragon Hammer '92" و "Resolute Response '94". [20]

نظرًا لأن مستوى مصدر هذا السونار التجريبي كان 226 ديسيبل فقط عند 3 كيلو هرتز re 1 uPa م ، عند 100 متر فقط ، سينخفض ​​المستوى المستلم بمقدار 40 ديسيبل (إلى 186 ديسيبل). قامت لجنة تابعة لحلف شمال الأطلسي بالتحقيق في الجنوح أعلاه وخلصت إلى أن الحيتان تعرضت لـ 150-160 ديسيبل إعادة 1 ميكرو باسكال من السونار منخفض ومتوسط ​​المدى. هذا المستوى أقل بحوالي 55-65 ديسيبل (حوالي مليون مرة أقل كثافة) من عتبة تلف السمع المحددة عند 215 ديسيبل من قبل لجنة من خبراء الثدييات البحرية. [21]

كانت فكرة أن السونار منخفض الطاقة نسبيًا يمكن أن يتسبب في جنوح جماعي لمثل هذا العدد الكبير من الحيتان لم يكن متوقعًا من قبل المجتمع العلمي. ركزت معظم الأبحاث على إمكانية إخفاء الإشارات والتداخل مع نداءات التزاوج والوظائف البيولوجية المماثلة. كانت الثدييات البحرية التي تغوص في الأعماق من الأنواع المثيرة للقلق ، ولكن لم يُعرف سوى القليل جدًا من المعلومات النهائية. في عام 1995 تم نشر كتاب شامل عن العلاقة بين الثدييات البحرية والضوضاء ، ولم يذكر حتى الجنوح. [22]

في عام 2013 ، أظهرت الأبحاث أن الحيتان المنقارية كانت شديدة الحساسية للسونار النشط متوسط ​​التردد. [2] [23] كما تبين أن الحيتان الزرقاء تهرب من مصدر السونار متوسط ​​التردد ، [24] بينما اعتُبر الاستخدام البحري للسونار ذي الترددات المتوسطة والعالية بالمسح الجانبي "السبب الأكثر احتمالية" جنوح جماعي لحوالي 50 من الدلفين الشائع قصير المنقار (دلفين دلفيس) في 9 يونيو 2008 في خليج فالماوث ، كورنوال ، المملكة المتحدة. [25]

تم نشر مراجعة للأدلة على السلاسل الجماعية للحوت المنقاري المرتبطة بالتمارين البحرية حيث تم استخدام السونار في عام 2019. وخلصت إلى أن تأثيرات السونار النشط متوسط ​​التردد تكون أقوى على الحيتان المنقارية في كوفيير ولكنها تختلف بين الأفراد أو السكان ، والتي قد تعتمد على ما إذا كان الأفراد قد تعرضوا مسبقًا للسونار ، وأن أعراض مرض تخفيف الضغط قد تم العثور عليها في الحيتان التي تقطعت بهم السبل والتي قد تكون بسبب استجابتها للسونار. ولاحظت أنه لم تحدث المزيد من الجنوح الجماعية في جزر الكناري بمجرد حظر التدريبات البحرية حيث تم استخدام السونار هناك ، وأوصت بمد الحظر ليشمل مناطق أخرى لا تزال تحدث فيها الجنوح الجماعية. [26] [27]

كانت هناك أدلة غير مؤكدة من صيادي الحيتان (انظر القسم أعلاه) على أن السونار يمكن أن يصيب الحيتان بالذعر ويجعلها تطفو على السطح بشكل متكرر مما يجعلها عرضة للحراب. كما تم الافتراض بأن السونار العسكري قد يحفز الحيتان على الذعر والظهور بسرعة كبيرة مما يؤدي إلى شكل من أشكال مرض تخفيف الضغط. تُعرف الصدمة العامة الناتجة عن التغيرات السريعة في الضغط باسم الرضح الضغطي. أثيرت فكرة تشكيل الفقاعات المحسن صوتيًا لأول مرة في ورقة بحثية نُشرت في مجلة الجمعية الصوتية الأمريكية في عام 1996 [28] ومرة ​​أخرى طبيعة سجية في عام 2003. أبلغت عن آفات فقاعات الغاز الحادة (التي تدل على مرض تخفيف الضغط) في الحيتان التي كانت على الشاطئ بعد وقت قصير من بدء مناورة عسكرية قبالة جزر الكناري في سبتمبر 2002. [29]

في جزر البهاما في عام 2000 ، ارتبطت تجربة السونار التي أجرتها البحرية الأمريكية لأجهزة الإرسال في النطاق الترددي 3-8 كيلوهرتز عند مستوى مصدر 223-235 ديسيبل مقابل 1 ميكرومتر في المتر المربع بإيواء سبعة عشر حوتًا ، سبعة منها كانت وجد ميتا. زعمت مجموعات حماية البيئة أن بعض الحيتان على الشاطئ كانت تنزف من العينين والأذنين ، الأمر الذي اعتبروه مؤشرًا على الصدمة الناتجة عن الصوت. [30] تزعم المجموعات أن الارتباك الناتج ربما أدى إلى الجنوح. [31]

في جميع أنحاء العالم ، تم ربط استخدام السونار النشط بحوالي 50 حيوانًا ثدييًا بحريًا بين عامي 1996 و 2006. في كل هذه الأحداث ، كانت هناك عوامل أخرى مساهمة ، مثل الجغرافيا غير العادية (شديدة الانحدار والمعقدة) تحت الماء ، ومسارات الخروج المحدودة ، و أنواع الثدييات البحرية - الحيتان المنقارية - التي يشتبه في أنها أكثر حساسية للصوت من الثدييات البحرية الأخرى.

تاريخ موقع الأنواع والعدد النشاط البحري المرجعي
1963-05 خليج جنوة ، إيطاليا حوت كوفييه المنقاري (15) تقطعت به السبل مناورات بحرية [33]
1988-11 جزر الكناري حوت كوفييه المنقاري (12+) حوت جيرفيه المنقار (1) تقطعت به السبل تمرين FLOTA 88 [34]
1989-10 جزر الكناري حوت كوفييه المنقاري (15+) ، حوت جيرفيه المنقار (3) ، حوت بلينفيل المنقاري (2) تقطعت بهم السبل تمرين كاناريكس 89 [35]
1991-12 جزر الكناري حوت كوفييه المنقاري (2) تقطعت به السبل تمرين SINKEX 91 [34]
1996-05-12 خليج كيباريسيا ، اليونان حوت كوفييه المنقاري (12) تقطعت به السبل تمرين الناتو على التصنيف الصوتي للمياه الضحلة [36]
1998-07 كاواي ، هاواي الحوت المنقار (1) ، حوت العنبر (1) الذين تقطعت بهم السبل تمرين RIMPAC 98 [37]
1999-10 جزر فيرجن الأمريكية وبورتوريكو حوت كوفييه المنقاري (4) تقطعت به السبل تمرين COMPTUEX [34] [37]
2000-03-15 جزر البهاما حوت كوفييه ذو المنقار (9) ، حوت بلينفيل المنقار (3) ، حوت منقار (2) ، حوت المنك (2) ، دلفين الأطلسي المرقط (1) تقطعت بهم السبل البحرية MFA [31] [38]
2000-05-10 الماديرا حوت كوفييه المنقاري (3) تقطعت به السبل منظمة حلف شمال الأطلسي المرتبطة بحار 2000 و MFA [39]
2002-09 جزر الكناري حوت كوفييه المنقاري (9) ، حوت جيرفيه المنقاري (1) ، حوت بلينفيل المنقاري (1) ، حوت منقاري. (3) تقطعت بهم السبل تمرين Neo Tapon 2002 و MFA [40]
2003-05 مضيق هارو ، واشنطن خنزير البحر المرفأ (14) ، خنزير البحر دال (1) تجنب Orca "التدافع" الولايات المتحدة Shoup العبور أثناء استخدام MFA (AN / SQS-53C) [34]
2004-07 كاواي ، هاواي حوت بطيخي الرأس (

منذ التسعينيات ، تم إجراء بحث علمي حول تأثيرات السونار على الحياة البحرية. تم نشر هذا البحث العلمي في المجلات العلمية المحكمة وفي المؤتمرات الدولية مثل تأثيرات الصوت على الثدييات البحرية [47] وتأثيرات الضوضاء على الحياة المائية. [48]

نُشرت دراسة عن تأثيرات بعض ترددات السونار على الحيتان الزرقاء في عام 2013. وقد ارتبطت السونار العسكري متوسط ​​التردد (1-10 كيلو هرتز) بالخيوط الجماعية المميتة للحيتان ذات الأسنان العميقة ، ولكن التأثيرات على أنواع حيتان البالين المهددة بالانقراض كانت غير معروفة عمليا. قامت تجارب التعرض الخاضع للرقابة ، باستخدام السونار العسكري المحاكي وأصوات أخرى متوسطة التردد ، بقياس الاستجابات السلوكية للحيتان الزرقاء الموسومة في مناطق التغذية داخل خليج كاليفورنيا الجنوبي. على الرغم من استخدام مستويات مصدر من حيث الحجم أقل من بعض الأنظمة العسكرية التشغيلية ، فقد أظهرت النتائج أن صوت التردد المتوسط ​​يمكن أن يؤثر بشكل كبير على سلوك الحوت الأزرق ، خاصة أثناء أوضاع التغذية العميقة. عند حدوث استجابة ، تباينت التغييرات السلوكية بشكل كبير من التوقف عن التغذية العميقة إلى زيادة سرعة السباحة وتوجيه السفر بعيدًا عن مصدر الصوت. تأثر تنوع هذه الاستجابات السلوكية إلى حد كبير بالتفاعل المعقد للحالة السلوكية ونوع الصوت متوسط ​​التردد ومستوى الصوت المستلم. يمكن أن يكون لاضطراب التغذية والإزاحة الناجم عن السونار من بقع الفرائس عالية الجودة تأثيرات كبيرة وغير موثقة سابقًا على بيئة حوت البالين التي تتغذى على العلف واللياقة الفردية وصحة السكان. [49]

نظرًا لأن السونار متوسط ​​التردد قد ارتبط بسلاسل الحيتان الجماعية في جميع أنحاء محيطات العالم ، فقد تم تحديده من قبل بعض دعاة حماية البيئة باعتباره محورًا للنشاط. [50] دعوى قضائية رفعها مجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية (NRDC) في سانتا مونيكا ، كاليفورنيا في 20 أكتوبر 2005 زعمت أن البحرية الأمريكية أجرت تدريبات سونار في انتهاك للعديد من القوانين البيئية ، بما في ذلك قانون السياسة البيئية الوطنية ، الثدييات البحرية قانون الحماية وقانون الأنواع المهددة بالانقراض. [51] السونار متوسط ​​التردد هو إلى حد بعيد النوع الأكثر شيوعًا من السونار النشط الذي تستخدمه البحرية العالمية ، وقد تم نشره على نطاق واسع منذ الستينيات.

في 13 نوفمبر 2007 ، أعادت محكمة الاستئناف بالولايات المتحدة حظرًا على استخدام البحرية الأمريكية لسونار صيد الغواصات في مهام التدريب قبالة جنوب كاليفورنيا حتى اعتمدت إجراءات حماية أفضل للحيتان والدلافين والثدييات البحرية الأخرى. في 16 يناير 2008 ، أعفى الرئيس جورج دبليو بوش البحرية الأمريكية من القانون وجادل بأن التدريبات البحرية ضرورية للأمن القومي. في 4 فبراير 2008 ، حكم قاضٍ فيدرالي أنه على الرغم من قرار الرئيس بوش بإعفائها ، يجب على البحرية اتباع القوانين البيئية التي تضع قيودًا صارمة على السونار متوسط ​​التردد. في قرار مؤلف من 36 صفحة ، كتبت قاضية المقاطعة الأمريكية فلورنس ماري كوبر أن البحرية "ليست مستثناة من الامتثال لقانون السياسة البيئية الوطنية" وأمر المحكمة بإنشاء منطقة بدون سونار بطول 12 ميلًا بحريًا (22 كم) قبالة جنوب كاليفورنيا. [52] [53] في 29 فبراير 2008 ، أيدت هيئة محكمة الاستئناف الفيدرالية المكونة من ثلاثة قضاة أمر المحكمة الأدنى الذي يطالب البحرية باتخاذ الاحتياطات أثناء تدريب السونار لتقليل الضرر الذي يلحق بالحياة البحرية. [30] في وينتر ضد مجلس الدفاع عن الموارد الطبيعية. ألغت المحكمة العليا الأمريكية حكم محكمة الدائرة في قرار 5: 4 في 12 نوفمبر 2008.

يجب تنفيذ التأثيرات البيئية لتشغيل السونار النشط بموجب قانون الولايات المتحدة. يتم تطوير إجراءات لتقليل تأثير السونار في كل حالة حيث يكون هناك تأثير كبير.

يمكن تقليل تأثير الصوت تحت الماء عن طريق الحد من التعرض للصوت الذي يتلقاها الحيوان. الحد الأقصى لمستوى التعرض الصوتي الموصى به من قبل Southall et al. [54] بالنسبة للحوتيات هو 215 ديسيبل re 1 μPa 2 s لتلف السمع. الحد الأقصى لمستوى ضغط الصوت للتأثيرات السلوكية يعتمد على السياق (Southall et al. [54]).

في الولايات المتحدة ، يرتبط قدر كبير من الصراع القانوني والإعلامي حول هذه القضية بأسئلة حول من يحدد نوع التخفيف الكافي. على سبيل المثال ، كان يُعتقد في الأصل أن اللجان الساحلية ، على سبيل المثال ، تتحمل المسؤولية القانونية فقط عن الممتلكات على شاطئ البحر ومياه الولاية (ثلاثة أميال في البحر). نظرًا لأن السونار النشط فعال في الدفاع عن السفن ، فإن تدابير التخفيف التي قد تبدو معقولة لوكالة مدنية بدون أي خلفية عسكرية أو علمية يمكن أن يكون لها آثار كارثية على التدريب والاستعداد. لذلك غالبًا ما تحدد البحرية الأمريكية متطلبات التخفيف الخاصة بها. [55]


ماذا يوجد في الصافرة؟

نُشر لأول مرة في مارس 2012
بالنسبة للحيتان القاتلة العابرة أثناء الصيد ، فإن إصدار أدنى صوت يمكن أن يعني الفرق بين الوجبة التي تم الحصول عليها بشق الأنفس والمعدة الفارغة. فرائسها الثدييات البحرية - معظمها من الفقمات وأسود البحر - ضبطت سمعها بدقة لتنبهها بسرعة إلى الخطر.


حوت قاتل عابر مع أسود البحر ستيلر على الصخور.

نتيجة لذلك ، تمتلك الحيتان القاتلة العابرة قواعد معقدة حول النقرات المسموعة والصفارات والمكالمات النبضية التي تصدرها. بينما تُستخدم نقرات تحديد الموقع بالصدى بشكل أساسي للتنقل واكتشاف الفرائس ، تعد المكالمات والصفارات النبضية إشارات اجتماعية مهمة تساعد أعضاء المجموعة على التعرف على بعضهم البعض والبقاء معًا وتنسيق السلوكيات.
في دراسة حديثة نشرت في المجلة علم البيئة السلوكية وعلم الاجتماع، أجرى علماء الاتحاد أول تحقيق على الإطلاق في كيفية استخدام العابرين للصفارات مقارنة بأبناء عمومتهم الذين يأكلون الأسماك ، الحيتان القاتلة المقيمة.
"هنا ، قمنا بالتحقيق في سلوك الصفير للحيتان القاتلة التي تأكل الثدييات ، واستنادًا إلى الهياكل الاجتماعية والسلوكيات الاجتماعية المتباينة بين السكان والعابرين ، توقعنا أن نجد اختلافات في كل من استخدام الصافرة ومعلمات الصافرة" ، كما كتب المؤلفان المشاركان الدكتور فولكر Deecke من وحدة أبحاث الثدييات البحرية بجامعة كولومبيا البريطانية ، والدكتور Rüdiger Riesch من قسم علم الأحياء في جامعة ولاية كارولينا الشمالية.


مخطط الطيف

افترض Riesch و Deecke أن الحيتان القاتلة العابرة يجب أن تستخدم الصفارات بشكل تفضيلي على المكالمات النبضية في العديد من السياقات لأن الصافرات أعلى في التردد وبالتالي غير مسموعة للأنواع الأخرى على نفس المسافات مثل النبضات النبضية. ومع ذلك ، لم يجدوا أي دعم لفرضيتهم.بدلاً من التبديل من المكالمات إلى الصفارات ، يبدو أن الحيتان القاتلة العابرة تتغاضى تمامًا - ربما لأن الصفارات الأقل قابلية للاكتشاف لا يزال بإمكانها تقليل نجاح الصيد عن طريق تنبيه فرائسها المحتملة إلى وجودها.
النوع القوي الصامت
قام Riesch و Deecke بتحليل دقيق لما يقرب من 60 ساعة من التسجيلات العابرة للساحل الغربي تتراوح من خليج مونتيري ، كاليفورنيا إلى خليج جلاسير ، ألاسكا. باستخدام التحليل الطيفي في الوقت الفعلي ، بحثوا في التسجيلات عن الصفارات ، ثم قاموا بتحليل الملف الصوتي لكل صافرة وصنفوها على أنها نمطية (متكررة ومتكررة) أو متغيرة (نادرة أو فريدة).


مخطط الطيف


تنسيقات مدير الاقتباس

بقلم كارلوس إم دوارتي ، لوسيل تشابويس ، شون بي كولين ، دانيال ب.كوستا ، ريني ب.ديفاسي ، فيكتور إم إيغيلوز ، كريستين إيرب ، تيموثي إيه سي جوردون ، بنجامين إس هالبيرن ، هاري آر هاردينج ، ميشيل إن هافليك ، مارك ميكان ، ناثان د. وينديرين ، شيانغليانغ تشانغ ، فرانسيس جوانيس


النتائج

أشارت المقارنة بين إشارة المسح عند 10 أمتار والمسافات الأكبر إلى أن الإرسال كان أكبر في بيئات المياه العذبة والانتقالية (بأعماق تتراوح بين 9 م إلى 15 م و 15 م إلى 20 م) مقارنة بالبحيرة الساحلية (بأعماق تتراوح من 1 م). إلى 1.5 م) (الشكلان 1 و 2). حدث توهين مماثل في نطاقيْن في جميع الموطنات الفرعية: 0.6–2 kHz و3–8 kHz. من 0.6 كيلو هرتز إلى 2 كيلو هرتز خسارة الإشارة 0.4 ديسيبل / م (± 0.1 ديسيبل / م) في أول 10 م ، 0.04 ديسيبل / م (± 0.2 ديسيبل / م) في 100 م التالية و 0.004 ديسيبل / م (± 0.002 ديسيبل / م) في آخر 1000 م. في النطاق من kHz 3 إلى kHz 8 ، يكون فقدان القدرة أقل بكثير مما هو عليه في النطاق الأول المذكور بمتوسط ​​0.2 dB / m (± 0.01 dB / m). تكون أوجه التشابه هذه ثابتة عبر جميع المواقع باستثناء الموقع أ (الشكل 2 أ) والموقع ج (الشكل 2 ج). في الموقع لم يتم استقبال إشارة أبعد من 100 متر على الإطلاق. في الموقع C ، عند 1000 متر ، تم استقبال الإشارة فقط في ترددات حوالي 10 كيلو هرتز. يُظهر خراف البحر حساسية متزايدة من 0.5 كيلو هرتز إلى 18 كيلو هرتز (Gerstein et al. ، 1999) ، بالتزامن مع النطاقات التي تنتشر إلى أقصى حد (بالنسبة للموطن الفرعي للمياه العذبة A: ص 2 =0.65, ص= 0.05 ، الشكل 2 أ في الموطن الفرعي للمياه العذبة ب: ص 2 =0.67, ص= 0.05 ، الشكل 2 ب للموئل الانتقالي C: ص 2 =0.54 ص= 0.05 ، الشكل 2C وللموطن البحري الفرعي: ص 2 =0.54 ص= 0.05 ، الشكل 2 د). تتمتع الموائل الفرعية بخصائص إرسال مختلفة ، وفقًا لـ Eqn 1. تُظهر الموائل الفرعية A و B (2A ، B) قطعًا للتردد يبلغ 0.1 كيلو هرتز ، بينما يُظهر الموطن الفرعي C (الشكل 2C) قطعًا للتردد يبلغ 0.15 كيلو هرتز والموطن الفرعي D (الشكل. 2D) يظهر عدم إرسال ترددات أقل من 1 كيلو هرتز.

خريطة تخطيطية لمنطقة الدراسة مع تمييز الموائل بالأحرف.

خريطة تخطيطية لمنطقة الدراسة مع تمييز الموائل بالأحرف.

مخططات توضح متوسطات تجارب الإرسال الترددي. نتائج تجارب الإرسال الترددي في الموائل الفرعية المختلفة من أ إلى د. الموقع (أ) هو موقع للمياه العذبة تسود فيه الحشائش من أجل الاستخدام الزراعي الغطاء النباتي النهري. لا يُظهر منحنى 1000 متر بسبب القيد الفيزيائي للموجة الناجم عن الجاذبية. الموقع B عبارة عن بيئة مياه عذبة بها نباتات نهارية مختلفة (المنغروف والسراخس). الموقع C هو منطقة انتقالية مأهولة بشكل رئيسي بأشجار المانغروف. الموقع D عبارة عن بحيرة ساحلية بحرية بها حواجز صوتية رسوبية ذات انتقال محدود للغاية. تشترك جميع المواقع في خصائص انتشار التردد المميزة بالمناطق المظللة. تم تقدير قطع التردد باستخدام Eqn 1. تم رسم منحنى Vibrosense المرتبط بخط غير متصل من أجل الحفاظ على Gerstein et al. مخطط سمعي خروف البحر (Gerstein وآخرون ، 1999) ، لكنه غير ذي صلة لأغراض التحليل. يُظهر الخط العمودي المزدوج قطع التردد.

مخططات توضح متوسطات تجارب الإرسال الترددي. نتائج تجارب الإرسال الترددي في الموائل الفرعية المختلفة من أ إلى د. الموقع (أ) هو موقع للمياه العذبة تسود فيه الحشائش من أجل الاستخدام الزراعي الغطاء النباتي النهري. لا يُظهر منحنى 1000 متر بسبب القيد الفيزيائي للموجة الناجم عن الجاذبية. الموقع B عبارة عن بيئة مياه عذبة بها نباتات نهارية مختلفة (المنغروف والسراخس). الموقع C هو منطقة انتقالية مأهولة بشكل رئيسي بأشجار المانغروف. الموقع D عبارة عن بحيرة ساحلية بحرية بها حواجز صوتية رسوبية ذات انتقال محدود للغاية. تشترك جميع المواقع في خصائص انتشار التردد المميزة بالمناطق المظللة. تم تقدير قطع التردد باستخدام Eqn 1. تم رسم منحنى Vibrosense المرتبط بخط غير متصل من أجل الحفاظ على Gerstein et al. مخطط سمعي خروف البحر (Gerstein وآخرون ، 1999) ، لكنه غير ذي صلة لأغراض التحليل. يُظهر الخط العمودي المزدوج قطع التردد.

بالنسبة للإنتاج النغمي لخراف البحر ، يبلغ متوسط ​​النغمة حوالي 3 كيلوهرتز مع نطاق يتراوح بين 0.7 إلى 8.1 كيلوهرتز. يبلغ متوسط ​​تردد الذروة حوالي 6 كيلوهرتز ، مع وضع في 5 كيلوهرتز ومدى بين 2 كيلوهرتز و 15 كيلوهرتز. متوسط ​​المدة هو 362 مللي ثانية وله تقلبية عالية (± 114 مللي ثانية) (الجدول 1). تم رسم متوسط ​​الأطياف (الشكل 3) ، وتمت مقارنة المنحنى الناتج مع SC (منحنى الحساسية) الذي يظهر ارتباط بيرسون القوي (ص 2 =0.67, ص=0.05).

متوسط ​​خصائص النطق مرجحة بمنحنى الحساسية. تتوافق المناطق المميزة مع النطاقات التي تُظهر فقدًا مماثلًا للطاقة في التردد بين جميع تجارب الإرسال. متوسط F0 (2.9 كيلو هرتز) ووضع تردد الذروة (5 كيلو هرتز) يتم تمييزهما بخطوط عمودية متقطعة.

متوسط ​​خصائص النطق مرجحة بمنحنى الحساسية. تتوافق المناطق المميزة مع النطاقات التي تُظهر فقدًا مماثلًا للطاقة في التردد بين جميع تجارب الإرسال. متوسط F0 (2.9 كيلو هرتز) ووضع تردد الذروة (5 كيلو هرتز) يتم تمييزهما بخطوط عمودية متقطعة.

لم يكن اضطراب معدل النداء في مسافات خروف البحر التي تزيد عن 25 مترًا واضحًا. تحتفظ خراف البحر بمتوسط ​​سعر مكالمة يبلغ 20 مكالمة نغمية في الدقيقة (ن= 12). عندما يطغى صوت المحرك على الأطياف ، تتوقف المكالمات ولا تظهر أي علامة أخرى مثل الفقاعات والحركة. ومن الجدير بالذكر أن القوارب من مسافة تزيد عن 50 مترًا تحجب النطاق من 3.5 كيلوهرتز إلى 8 كيلوهرتز. يوضح الشكل 4 سيناريو تمثيلي لمواجهة خروف البحر وقارب بمحرك. يتم تمييز النطق النغمي بالسهام.

مخطط طيف تمثيلي يُظهر الأصوات النغمية وإخفاء الضوضاء الصادرة عن الزوارق البخارية البعيدة (أكثر من 25 مترًا من خراف البحر). النطاق من 3.5 كيلو هرتز إلى 8 كيلو هرتز محدد بخطين. يتم تمييز أصوات خروف البحر النغمية بالسهام.

مخطط طيف تمثيلي يُظهر الأصوات النغمية وإخفاء الضوضاء الصادرة عن الزوارق البخارية البعيدة (أكثر من 25 مترًا من خراف البحر). النطاق من 3.5 كيلو هرتز إلى 8 كيلو هرتز محدد بخطين. يتم تمييز أصوات خروف البحر النغمية بالسهام.


محتويات

تقديرات قام بها كامينغز وطومسون (1971) [1] وريتشاردسون وآخرون. (1995) [2] يشير إلى أن مستوى مصدر الأصوات التي تصدرها الحيتان الزرقاء يتراوح بين 155 و 188 ديسيبل عند قياسه عند ضغط مرجعي يبلغ 1 ميكروباسكال على متر واحد. تقوم جميع مجموعات الحوت الأزرق بإجراء مكالمات على تردد أساسي يتراوح بين 10 و 40 هرتز ، وأقل صوت يمكن أن يراه الإنسان عادةً هو 20 هرتز. تستمر مكالمات الحوت الأزرق ما بين عشر وثلاثين ثانية. بالإضافة إلى ذلك ، تم تسجيل الحيتان الزرقاء قبالة سواحل سريلانكا بشكل متكرر وهي تقوم بعمل "أغاني" من أربع نوتات تدوم كل منها حوالي دقيقتين ، تذكرنا بأغاني الحوت الأحدب المعروفة.

يتم إعادة إنتاج جميع ملفات صوت حوت البالين في هذه الصفحة (باستثناء أصوات الحوت الأحدب) بسرعة 10x لجلب الصوت إلى النطاق السمعي البشري.

تمت دراسة الأصوات التي ينتجها سكان شمال شرق المحيط الهادئ جيدًا. ينتج هذا المجتمع نبضات طويلة الأمد وذات تردد منخفض ("A") ومكالمات نغمية ("B") ، ونغمات اكتساح تسبق مكالمات النوع B ("C") ، ونغمات خفض الضغط ذات المدة المعتدلة ("D") ، ونغمات متغيرة الأصوات المعدلة بالسعة والتردد. [3] [4] [5] [6] غالبًا ما يتم إنتاج النداءات A و B في سلاسل متكررة متكررة كأغنية من قبل الذكور فقط ، مما يشير إلى وظيفة الإنجاب. [6] [7] يتم إنتاج مكالمات D من كلا الجنسين أثناء التفاعلات الاجتماعية أثناء البحث عن الطعام وقد تعتبر مكالمات اتصال متعددة الأغراض. [7] [8] [9] نظرًا لأنه تم أيضًا تسجيل المكالمات من ثلاثيات الحوت الأزرق في سياق تناسلي مفترض ، فقد اقترح مؤخرًا أن هذه المكالمة لها وظائف مختلفة. [10] نداء الحوت الأزرق المسجل قبالة سريلانكا عبارة عن عبارة مكونة من ثلاث وحدات. الوحدة الأولى عبارة عن مكالمة نابضة تتراوح من 19.8 إلى 43.5 هرتز ، وتدوم 17.9 ± 5.2 ثانية. الوحدة الثانية هي اندفاعة FM من 55.9 إلى 72.4 هرتز تدوم 13.8 ± 1.1 ثانية. الوحدة النهائية هي نغمة طويلة (28.5 ± 1.6 ثانية) تمتد من 108 إلى 104.7 هرتز. [11] تم تسجيل نداء الحوت الأزرق قبالة مدغشقر ، وهي عبارة مكونة من وحدتين ، [12] تبدأ بـ 5-7 نبضات بتردد مركزي يبلغ 35.1 ± 0.7 هرتز ومدة تبلغ 4.4 ± 0.5 ثانية تليها نغمة 35 ± 0 هرتز دائم 10.9 ± 1.1 ثانية. [11] في المحيط الجنوبي ، تدوم مكالمات الحيتان الزرقاء 18 ثانية تقريبًا وتتكون من 9 ثوانٍ طويلة و 27 هرتز ، تليها 1 ثانية لأسفل إلى 19 هرتز ، ثم انخفاض آخر إلى 18 هرتز. [13] [14] كما أنها تنتج مكالمات قصيرة مدتها 1-4 ثوانٍ بتشكيل التردد تتراوح في التردد بين 80 و 38 هرتز. [14] [15]

ما لا يقل عن سبعة أنواع من أغاني الحوت الأزرق تتحول خطيًا إلى أسفل في التردد اللوني بمرور الوقت ، وإن كان بمعدلات مختلفة. [16] [17] [18]


سونار متوسط ​​ومنخفض التردد

أثارت حاجة البحرية لإجراء تدريبات باستخدام السونار متوسط ​​ومنخفض التردد قلقًا بين المجموعات البيئية حول التأثيرات المحتملة للسونار النشط على الحيتان والأنواع البحرية الأخرى. تمت مقاضاة البحرية بموجب قانون حماية الثدييات البحرية (MMPA) فيما يتعلق باستخدامها للسونار متوسط ​​التردد في جميع أنحاء العالم ، وقد تم تسمية كل من البحرية والخدمة الوطنية لمصايد الأسماك البحرية (NMFS) في دعاوى قضائية تتحدى قواعد اتخاذ العرضية لـ SURTASS LFA (نظام سونار منخفض التردد).

السونار النشط متوسط ​​التردد (1 كيلو هرتز -10 كيلو هرتز) هو السونار التكتيكي الأساسي للبحرية وأداته الرئيسية لمكافحة التهديد الذي يمثله الانتشار العالمي لغواصات الديزل فائقة الهدوء. في الأيدي الخطأ ، هذه الغواصات المتخفية قادرة على إلحاق أضرار جسيمة بالأصول عالية القيمة مثل حاملات الطائرات والسفن الهجومية البرمائية وتعريض حياة الآلاف من البحارة للخطر. تحمل البحرية أنظمة سونار متوسطة التردد على متن طراداتها ومدمراتها وفرقاطاتها وغواصاتها ومروحياتها وطائراتها. تستخدم البحرية السونار منخفض التردد (100-500 هرتز) لتحسين قدرتها على اكتشاف الغواصات فائقة الهدوء ، والتي يحتمل أن تكون عدائية في نطاقات أطول ، وبالتالي كسب وقت ثمين للرد والاستجابة للتهديد. تعد الخبرة المطلوبة لتشغيل أنظمة السونار هذه مهارة قابلة للتلف يجب الحفاظ عليها من خلال التدريب المنتظم في ظروف العالم الحقيقي. في حين أن التدريب في الفصول الدراسية وعمليات المحاكاة الحاسوبية ذات قيمة لتطوير المهارات الأساسية ويتم استخدامها عندما يكون ذلك ممكنًا ، إلا أنها لا تستطيع إعادة إنشاء تعقيد البيئة المادية في العالم الحقيقي بشكل كافٍ ، كما أنها لا تطور العمل الجماعي على مستوى السفينة وعلى مستوى مجموعة الإضراب الضروري للتنفيذ حرب حديثة ومنسقة ومتكاملة ضد الغواصات.

تدابير التخفيف لتقليل الآثار المحتملة على الثدييات البحرية

كانت الحيتان المنقارية هي الأنواع الرئيسية التي تهم السونار متوسط ​​التردد لأنها تبدو ، على الأقل في ظل ظروف معينة ، أكثر حساسية. على النقيض من ذلك ، تلقت الحيتان الكبيرة أكبر قدر من الاهتمام في سياق التردد المنخفض لأن قدراتها السمعية ونطقها تميل إلى التركيز في نطاق التردد المنخفض. طورت البحرية و NMFS مجموعة واسعة من تدابير التخفيف لتقليل الآثار المحتملة على الثدييات البحرية. من المتوقع أن تتكون تلك التأثيرات المحتملة من تعديلات سلوكية قصيرة المدى تصنفها MMPA على أنها تحرش من "المستوى B".

التقاضي الأخير

تطرقت التقاضي بشأن السونار منخفض التردد إلى مجموعة متنوعة من الموضوعات القانونية بموجب MMPA ، بما في ذلك:

  • قضايا التفسير القانوني مثل معنى "الأعداد الصغيرة" و "المنطقة الجغرافية المحددة"
  • كفاية جهود التخفيف والمراقبة
  • معقولية النتائج التي توصل إليها NMFS بأن استخدام السونار منخفض التردد لن يكون له أكثر من "تأثير ضئيل" على أنواع الثدييات البحرية ومخزون السكان
  • محددات علمية مهمة ، بما في ذلك:

  • إنشاء عتبة مستوى ديسيبل للإصابة المحتملة
  • تحديد مخاطر التعرض للسونار عند مستوى ديسيبل معين سيؤدي إلى اضطراب سلوكي ،
  • تحديد كيفية تفاعل الأنواع المختلفة من الثدييات البحرية عند التعرض للسونار
  • تحديد منطقة أمان وقائية كافية حول سفينة مجهزة بأجهزة سونار و
  • تعيين بعض موائل الثدييات البحرية الحرجة على أنها محظورة على استخدام السونار منخفض التردد ، لمعظم الأغراض.

في عام 2004 ، في استجابة جزئية للتقاضي بشأن استخدام البحرية للسونار منخفض التردد ، عدل الكونجرس MMPA لإضافة بند يتناول على وجه التحديد اتخاذ عرضي في سياق "نشاط الاستعداد العسكري". تمت تسوية الدعوى القضائية التي تتحدى استخدام البحرية للسونار متوسط ​​التردد في جميع أنحاء العالم في عام 2008 بعد عامين من اكتشاف الاختصاص القضائي ، بعد تقديم البحرية لطلبًا يسعى إلى رفض القضية.


شاهد الفيديو: مؤسسة بحثية تجري دراسات على الثديات المائية (كانون الثاني 2022).