Usa canciones de ballenas para crear imágenes bajo el fondo del océano.

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La gente tiende a pensar en las ondas sísmicas como poco más que señales de eventos tectónicos, como un terremoto o lava moviéndose debajo de un volcán. Pero estas vibraciones también son nuestra mejor manera de obtener una imagen clara de la estructura interna de nuestro planeta. Al observar cómo se mueven las trayectorias de vibración cuando se encuentran con diferentes materiales, podemos obtener una imagen de dónde se encuentran las diferentes capas de roca, dónde se derrite la roca y más.

En algunos casos, obtenemos esta imagen esperando a que un evento natural produzca las ondas sísmicas. En otros, nos impacientamos y desatamos cargas explosivas o usamos un poderoso dispositivo de generación de sonido. Hoy, Václav Kuna y John Nábėlek de la Universidad Estatal de Oregon están describiendo otra opción más: esperar a que pase una ballena. Utilizando los cánticos de las ballenas de aleta, los investigadores pudieron reconstruir las capas superiores del lecho marino frente a la costa de Oregón.

Una linda cancion

Una canción de ballena de aleta no es el tipo de cosa que normalmente describirías como musical. Generalmente está en el área de 20Hz, que suena más como una serie de clics que como un sonido continuo, y las ballenas lo producen en ráfagas de segundos separados por decenas de segundos. Pero son fuerte. Una guía de peligros auditivos presenta el peligro a cualquier nivel por encima de los 80 decibeles, y los conciertos más ruidosos alcanzan los 120 decibeles. El canto de una ballena de aleta puede alcanzar los 190 decibeles y suele durar horas.

Aparentemente, la frecuencia de las llamadas de ballenas cae dentro del rango de un grupo de sismógrafos submarinos que los investigadores habían colocado en el fondo del océano al oeste de la costa de Oregón. Estos sismógrafos muestrean las señales 100 veces por segundo, por lo que pueden captar fácilmente el canto de una ballena de aleta.

Y efectivamente, el equipo había recogido las canciones. Centrándose en las propias llamadas, Kuna y Nábėlek podía seguir a las ballenas mientras cantaban.

Las canciones que grababan generalmente duraban horas, durante las cuales las ballenas atravesaban el área a velocidades de entre 4 y 10 kilómetros por hora. Esto significaba que los viajes llenos de canciones iban de 15 a 40 kilómetros. Durante estos viajes, cada ballena produjo de 200 a 500 explosiones individuales que pudieron ser detectadas por los sismógrafos.

Pero los cantos de la ballena no llegan a los sismógrafos solo por un camino directo. Algunas de las ondas sonoras llegan allí después de rebotar en la superficie o el fondo del océano, y algunas de ellas rebotan entre las dos más de una vez. Otros golpean el fondo del océano y luego rebotan en las diferentes capas de material debajo. Todos llegan al instrumento en diferentes momentos dentro de la ventana de 40 segundos entre cada elemento de sonido individual de la canción.

Los ecos creados por una ballena de aleta son bastante complicados.
Acercarse / Los ecos creados por una ballena de aleta son bastante complicados.

Kuna y Nábelek

Reconstruir los detalles exactos de qué señales surgen y cuándo es complicado, por decirlo suavemente. Pero los investigadores de las ciencias de la tierra tienen mucha experiencia con este tipo de cosas. Las olas que toman ciertos caminos requieren suficiente espacio físico entre la ballena y el sismómetro para experimentar todos los reflejos involucrados. Luego se cortan algunos elementos cuando la ballena se acerca a menos de 12 kilómetros y otro conjunto se corta a los 4 kilómetros.

Poniendo estos detalles juntos, Kuna yNábėlek eran capaz de calcular el grosor de la capa de sedimento, una capa formada por flujos de lava debajo y una roca volcánica más robusta debajo. Los sismómetros también fueron lo suficientemente sensibles como para registrar diferencias en la cantidad de sedimento, que oscilaba entre 400 y 650 metros de espesor, que se había acumulado.

En general, la resolución no fue tan buena como la que obtendría con fuentes de sonido activadas por humanos desde la superficie del agua. Lo mejor de todo es que no necesita un barco real sobre la matriz del sismógrafo para obtener los datos. No es una gran limitación para un estudio específico, pero probablemente haya muchos más sensores submarinos que personas que intencionalmente generan ondas sísmicas para captarlos. Y las ballenas de aleta tienen un rango global, por lo que es probable que haya algunas.

Hay áreas con una topografía complicada, lo que significa muchos bultos en el fondo del océano, donde leer los cantos de las ballenas probablemente no sería tan efectivo. Pero los investigadores detrás de este trabajo piensan que probablemente puedan aumentar la resolución usando una ballena diferente con una canción de mayor frecuencia. Sugieren específicamente que los cachalotes probablemente harían el truco.

Ciencias, 2021. DOI: 10.1126 / science.abf3962 (Información sobre DOI).

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