Загадочные звуки доносящиеся из глубин Тихого океана
После десятилетия поисков ученые, наконец, разгадали загадку, связанную со странными звуками, доносящимися из глубин Тихого океана и получившими название “Биотуанга”. В новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Marine Science, исследователи подтвердили предыдущие предположения о том, что киты Брайда ответственны за странные звуки.
Этот прорыв стал возможен благодаря передовым инструментам искусственного интеллекта (ИИ), которые проанализировали тысячи часов океанских аудиозаписей, отфильтровав огромное количество подводных звуков, чтобы идентифицировать характерные крики китов.
Исследователи также представили приложение на базе искусственного интеллекта, способное отслеживать этих неуловимых китов, что ознаменовало собой значительный шаг вперед в области морской биологии и охраны природы.
Путь к разгадке этой океанической тайны начался в 2014 году, когда на автономных акустических записях с Марианского архипелага были зафиксированы необычные звуки биотуалета.
Сложный звук, длившийся около 3,5 секунд, состоял из пяти отдельных частей, начинавшихся глубоким рычанием частотой 30 Гц и заканчивавшихся металлическим резонансом частотой до 8000 Гц. Звук, сопровождаемый низким рокотом и пронзительным звоном, больше напоминал что-то из научно-фантастического фильма, чем то, что вы ожидали бы услышать в океане.
“Я думаю, что на самом деле это звучит как оригинальный ”пинг" звездолета "Энтерпрайз" из "Звездного пути"", - рассказала Popular Science соавтор исследования и специалист по обработке данных Google Лорен Харрелл.
Исследование, опубликованное учеными из Университета штата Орегон в 2016 году, показало, что странные низкочастотные гудения, слышимые по всему Тихому океану, скорее всего, издавались китами Брайда, основываясь на предварительных акустических анализах. Однако в то время было недостаточно данных для подтверждения этой теории, и точный источник звуков оставался неопределенным.
Тем не менее, недавние достижения в области акустического мониторинга и машинного обучения наконец позволили исследователям подтвердить, что киты Брайда ответственны за таинственные звуки “биотуалета”.
Киты Брайда (произносится “выводок”) - это вид усатых китов, обитающий в основном в тропических и субтропических океанах по всему миру. Они среднего размера по сравнению с другими китами, обычно достигают длины до 40-50 футов и веса около 15-28 тонн.
В отличие от более известных видов китов, таких как горбатый или голубой кит, киты Брайда неуловимы и живут в одиночку. Они часто предпочитают более глубокие прибрежные воды, что затрудняет их изучение. Они питаются мелкой рыбой, планктоном и ракообразными, используя усатые пластины для отфильтровывания пищи из воды.
Названные в честь норвежского судовладельца Йохана Брайда, который помог создать первые китобойные станции в Южной Африке, эти киты известны своей скоростью и ловкостью, а также своими вокализациями, которые долгое время озадачивали ученых из-за их низкой частоты и отдаленности районов, в которых они встречаются.
Исследователи наконец-то смогли подтвердить, что “биотуалеты” исходили от китов Брайда во время обследования Марианских островов. Наблюдая за несколькими из этих неуловимых китов, команда опустила подводные микрофоны и записала таинственные звуки биотуалета одновременно с еще девятью наблюдениями Брайда за китами.
Эта прямая корреляция между наблюдениями за китами и акустическими записями стала неопровержимым доказательством того, что киты Брайда действительно были источником странных звуков.
Распознав сигнал биотуалета, исследователи обратились к технологиям, позволяющим улучшить их возможности по наблюдению за китами Брайда. В сотрудничестве с инженерами Google ученые разработали приложение на базе искусственного интеллекта, способное анализировать огромные объемы акустических данных. Используя алгоритмы машинного обучения, приложение может распознавать уникальные звуки биотуалета на основе многочасовых записей, что позволяет исследователям отслеживать китов, путешествующих по океанским глубинам.
Приложение с искусственным интеллектом сканирует исторические и динамические акустические данные, определяя, где в данный момент находятся киты, и предоставляя информацию об их сезонных перемещениях. Это показало, что киты Брайда, производящие биотуалеты, мигрируют между низкими и средними широтами, причем пики их криков приходятся на период с февраля по апрель и снова на период с августа по ноябрь.
“Наши результаты свидетельствуют о широком распространении пелагической популяции китов Брайда в западной части Северной части Тихого океана, но с сезонными и межгодовыми колебаниями в встречаемости, которые предполагают сложный ареал, скорее всего, связанный с изменением океанографических условий в этом регионе”, - пишут исследователи.
Идентификация китов Брайда как источника биотуалетов имеет серьезные последствия для усилий по сохранению. Из-за фрагментации их популяций киты Брайда считаются уязвимыми, и понимание их миграции и поведения имеет важное значение для их защиты.
Приложение с искусственным интеллектом предоставляет беспрецедентную возможность собирать подробные данные о перемещениях китов. С помощью этой технологии исследователи могут отслеживать, как изменяющиеся океанские условия, такие как потепление морей и изменение распределения добычи, влияют на маршруты миграции китов. Эта информация имеет решающее значение, поскольку изменение климата продолжает изменять морские экосистемы.
По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA), наибольшую угрозу популяции китов Брайда представляют столкновения судов, океанский шум и коммерческий китобойный промысел, особенно у берегов Индонезии и Филиппин.
Возможность отслеживать китов Брайда также имеет более широкие последствия для сохранения морской среды. Этот новый инструмент искусственного интеллекта, использующий аналогичные методы, может быть использован для изучения других загадочных видов. Это может привести к созданию более эффективных морских охраняемых районов и принятию более обоснованных политических решений, которые помогут сохранить морское биоразнообразие.
Успешная идентификация некогда загадочных биотуалетов показывает, как передовые технологии, такие как искусственный интеллект, интегрируются с традиционными областями, такими как морская биология, что приводит к новым прорывам.
Впервые исследователи теперь четко понимают, куда направляются неуловимые киты Брайда, и могут отслеживать их перемещения практически в режиме реального времени. Эта новообретенная способность будет иметь решающее значение для информирования о будущих усилиях по сохранению.
Понимание того, как изменение климата влияет на такие виды, как киты Брайда, будет иметь ключевое значение для обеспечения их выживания. С помощью искусственного интеллекта ученые будут лучше, чем когда-либо, оснащены для защиты этих загадочных существ и экосистем, в которых они обитают.
Несмотря на прорыв в определении китов Брайда как источника странных звуков биотуанга, причина, стоящая за этими уникальными вокализациями, остается загадкой.
Ученые до сих пор не уверены, служат ли эти крики формой общения, сигналом для спаривания или, возможно, даже способом передвижения китов в глубоководной среде. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять назначение и значение этих загадочных звуков, и многое еще предстоит узнать об этих неуловимых существах.
“Возможно, они используют Биотуалет как средство связи, своего рода ”Марко Поло" в океане", - предположила соавтор исследования и океанограф NOAA Энн Аллен. “Но нам нужно больше информации, прежде чем мы сможем сказать наверняка”.
Тем не менее, “наличие модели, которая может, по крайней мере, эффективно обрабатывать эти долгосрочные наборы данных и определять и классифицировать места вероятного присутствия некоторых из этих видов, а также разбивать их по времени и частоте, может действительно раскрыть наши возможности для изучения этих видов”, - говорит соавтор Харрелл., добавлено.
