Naukowcy wykryli płetwale błękitne za pomocą podmorskich światłowodów

Podmorskie kable światłowodowe mogą służyć nie tylko do przesyłania danych, lecz także do wykrywania dużych ssaków morskich przemieszczających się w wodach mórz i oceanów. Naukowcy wykorzystali kabel ułożony u wybrzeży Spitsbergenu, aby zarejestrować sygnały wskazujące na obecność płetwali błękitnych również wtedy, gdy zwierzęta nie wydawały żadnych dźwięków.

Jak światłowód wykrywa milczącego płetwala

Pasywny monitoring akustyczny waleni opiera się przede wszystkim na rejestrowaniu wydawanych przez nie dźwięków. Gdy zwierzę nie wokalizuje, inaczej mówiąc nie wydaje głosów ani innych dźwięków służących komunikacji, metoda ta nie dostarcza sygnału pozwalającego potwierdzić jego obecność.

Badacze zastosowali system rozproszonych pomiarów akustycznych DAS. W tej technologii włókno w podmorskim kablu telekomunikacyjnym pełni funkcję rozproszonej sieci czujników odkształceń. Naukowcy nie ograniczyli analizy do wokalizacji, lecz poszukiwali również niskoczęstotliwościowych sygnałów wywołanych zmianami ciśnienia i ruchem wody wokół przemieszczającego się zwierzęcia.

Przepływający płetwal przemieszcza duże masy wody, tworząc hydrodynamiczne pole ciśnienia sięgające dna. Powoduje ono niewielkie odkształcenia osadów, które są przenoszone na zakopany w nich kabel i mogą zostać zarejestrowane przez system DAS. Nie jest przy tym potrzebny sygnał akustyczny pochodzący od zwierzęcia.

Badania u wybrzeży Spitsbergenu

Eksperyment rozpoczęto w 2022 roku, a wykorzystany w badaniu zbiór obejmował dane rejestrowane w różnych okresach do września 2025 roku. Pomiary prowadzono z wykorzystaniem podmorskich kabli telekomunikacyjnych łączących Longyearbyen i Ny-Ålesund na Spitsbergenie, największej wyspie norweskiego archipelagu Svalbard w Arktyce. Kable ułożono w miękkich osadach, miejscami do około 2 metrów poniżej powierzchni dna.

Naukowcy najpierw przeanalizowali sygnały wywoływane przez cztery statki o różnych rozmiarach. Ich położenie, kurs i prędkość można było sprawdzić na podstawie danych systemu automatycznej identyfikacji AIS. Pozwoliło to ocenić, jak wielkość obiektu i jego odległość od kabla wpływają na siłę rejestrowanego sygnału.

Następnie model zastosowano do sygnałów przypisanych płetwalom błękitnym. Zmiany wywołane ruchem wody były widoczne również w fragmentach zapisu, w których nie rejestrowano wokalizacji. Dane AIS nie wskazywały w tym czasie obecności statków, które mogłyby odpowiadać za zarejestrowane sygnały.

Zasięg pozostaje ograniczony

Najważniejszym ograniczeniem metody jest niewielka odległość wykrywania. W przypadku płetwali błękitnych zasięg oszacowano na około 30-40 m. Dla statku pasażerskiego o długości 150 m sygnał zarejestrowano natomiast w odległości do 550 m od kabla, przy głębokości morza wynoszącej 413 m.

Obecności płetwali nie potwierdzono za pomocą obserwacji wzrokowych, nadajników ani innych niezależnych metod. Za przyjętą przez badaczy interpretacją przemawiały charakterystyka sygnałów, zarejestrowane wcześniej wokalizacje oraz brak ruchu statków mogących wyjaśnić powstałe zakłócenia. Nie była to jednak bezpośrednia obserwacja zwierząt.

Zastosowany model wymaga dalszego dopracowania. Część obliczeń wskazywała na nierealistyczną długość wykrywanych zwierząt, co pokazuje, że na obecnym etapie metoda nie pozwala jeszcze dokładnie określać ich rozmiarów.

Uzupełnienie monitoringu waleni

Metoda nie zastąpi hydrofonów, obserwacji prowadzonych ze statków i samolotów ani znakowania zwierząt. Może jednak uzupełnić dotychczasowe sposoby monitorowania waleni, umożliwiając rejestrowanie ich ruchu w okresach, gdy nie wydają dźwięków.

Jej zaletą jest możliwość wykorzystania istniejących podmorskich kabli telekomunikacyjnych. Urządzenie odczytujące sygnał może znajdować się na lądzie, dzięki czemu w morzu nie trzeba rozmieszczać dodatkowych punktowych czujników. Technologia może być szczególnie przydatna na obszarach arktycznych, gdzie prowadzenie regularnych obserwacji zwierząt jest utrudnione.

Artykuł naukowy ukazał się online 23 czerwca 2026 roku w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”. Numer czasopisma, w którym opublikowano badanie, datowany jest na 30 czerwca 2026 roku.

Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences