Kodėl banginiai bendrauja dideliais atstumais?
Trumpas atsakymas: Banginiai skleidžia garsius, žemo dažnio garsus, kad kiti banginiai galėtų juos girdėti iš toli. Vanduo daug geriau perduoda žemus dažnius nei aukštus, todėl signalai sklinda per dideles vandenyno dalis.
Ką tai reiškia?
Garsas vandenyje sklinda greičiau ir toliau nei ore. Banginiai skleidžia gilius, žemus garsus, kurie keliaujant praranda mažiau energijos. Vandenynas turi sluoksnius ir specialų kelią, vadinamą SOFAR kanalu, kuris padeda žemiems garsams sklisti dideliais atstumais.
Banginiai naudoja šiuos garsus, kad susirastų partnerius, palaikytų ryšį su šeima ir žinotų, kur gali būti maistas ar pavojus. Garsesni garsai pasiekia toliau, tačiau banginiai subalansuoja garsumą, kad nešvaistytų energijos. Žmonių keliamas triukšmas vandenyne gali apsunkinti banginių gebėjimą girdėti vieniems kitus.
Ramių vietų vandenyne išsaugojimas padeda banginiams lengviau bendrauti. Mokslas
Norintiems suprasti tiksliau
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikio/dėsnio pavadinimas: SOFAR kanalas (garso fiksavimas ir diapazono nustatymas) ir atvirkštinio kvadrato dėsnis nuostolių sklaidai.
Garsas sklinda išskirdamas šaltinį, todėl intensyvumas maždaug mažėja kartu su atstumu (atvirkštinio kvadrato dėsnis). Aukšto dažnio (aukšto tono) garsus vanduo sugeria greičiau, o žemo dažnio (žemo tono) garsai praranda mažiau energijos ir gali sklisti daug toliau. SOFAR kanalas yra gilus sluoksnis, kuriame garso greitis yra mažiausias; jame įstrigęs garsas gali sklisti dideliais atstumais su mažais nuostoliais, tarsi garso greitkelis.
Banginiai skleidžia žemus, galingus garsus, kurie atitinka šias sąlygas, todėl kiti banginiai, esantys už daugelio kilometrų, gali juos aptikti. Žmogaus sukeltas triukšmas ir vietinės vandenyno sąlygos (temperatūra, druskingumas, gylis) keičia garso sklidimo sklidimą.
Kaip mes tai žinome: Mokslininkai banginių garsus įrašo naudodami povandeninius mikrofonus, vadinamus hidrofonais, ir prie banginių pritvirtintas žymas, kad matuotų garsus ir judėjimą. Hidrofonų masyvai ir kontroliuojami eksperimentai rodo, kad žemo dažnio garsai sklinda toli ir naudoja SOFAR kanalą.
Pavyzdžiai gamtoje
- Mėlynieji banginiai skleidžia žemus dejones, kurias tinkamomis sąlygomis galima girdėti už dešimčių ar šimtų kilometrų.
- Kašalotai, nardydami giliai, naudoja spragsėjimus tolimojo nuotolio echolokacijai ir socialiniams šauksmams.
- Kupriniai banginiai migracijos ir veisimosi metu gieda ilgas giesmes, kad pasiektų partnerius plačiuose vandenyno plotuose.
- Orkos naudoja skirtingus šauksmus, kad koordinuotų medžioklę kelių kilometrų atstumu.
Namų Darbai
Garso atstumo testas
Sauga: Palaikykite saugų garsumą, kad nepakenktumėte ausims.
Priemonės
- išmanusis telefonas arba planšetinis kompiuteris
- programėlė arba svetainė
- kuri groja tonus
- matavimo juosta
- pagalbininkas (nebūtina)
Žingsniai
- Pasirinkite tylų koridorių arba didelį kambarį ir išmatuokite pradinę vietą (0 m).
- Paleiskite žemą toną (apie 100 Hz) vidutiniu garsumu ir eikite atgal 2–5 metrų žingsniais, kol vos girdėsite; atkreipkite dėmesį į atstumą.
- Pakartokite su aukštu tonu (apie 4000 Hz) tuo pačiu garsumu ir atkreipkite dėmesį į atstumą.
- Pakartokite kiekvieną toną du kartus ir palyginkite vidutinius atstumus. Ką tai rodo: Žemi tonai paprastai girdimi toliau nei aukšti tonai, pavyzdžiui, banginių žemas balsas sklinda toliau vandenyne.
Žodynas
- SOFAR kanalas: Gilus vandenyno sluoksnis, kuriame garsas gali sklisti toli beveik neprarandant garso.
- Dažnis: Garso aukštis arba žemumas; matuojamas hercais (Hz).
- Atvirkštinio kvadrato dėsnis: Taisyklė, kad garso intensyvumas mažėja atstumui nuo šaltinio kvadratu.
- Hidrofonas: Povandeninis mikrofonas, naudojamas vandenyno garsams įrašyti.
Atsakymai į klausimus
Ar banginiai visada bendrauja dideliais atstumais?
Ne. Jie taip pat naudoja trumpus šauksmus, kad koordinuotų grupes netoliese.
Ar žmonės girdi banginių šauksmus?
Kartais žemus banginių garsus galima pajusti arba išgirsti, jei esate labai arti arba naudojate specialią įrangą.
Ar triukšmo tarša neleidžia banginiams kalbėti?
Ji gali užmaskuoti jų signalus ir apsunkinti bendravimą, ypač ten, kur triukšminga laivyba.