Сейсмика песен финвалов

Финвалы, вторые по величине киты после синих, весят в среднем полсотни тонн и обладают удлиненным телом в два десятка метров с небольшим спинным плавником. Они менее других истреблены китобоями, поскольку предпочитают жить вдали от берегов. Сегодня в Мировом океане мигрирует примерно сто тысяч финвалов. В группе они обмениваются сигналами на частотах в десятки герц и слышат друг друга на расстояниях в сотни километров. Сила звука песни одного кита сравнима с шумом небольшого корабля.

Как оказалось, песни финвалов можно применить для изучения океанической коры Земли. Обычно для этого используют сеть донных сейсмометров и удаленный источник звука, чаще всего это воздушная пушка, установленная на специальном судне, плывущем далеко в океане. Она создает сильный и короткий хлопок, который сквозь толщу воды достигает сейсмометров либо напрямую, либо с отражениями и преломлениями от поверхности и дна океана. Эти волны и несут информацию о физических параметрах коры.

В 2020 году доктор Вацлав Куна и профессор Джон Набелек из Орегонского университета изучали строение глубинного океанического разлома в ста километрах от тихоокеанского берега США. Неожиданно они наткнулись на странные сигналы десятков своих сейсмометров: секундные звуковые импульсы, разделенные примерно полуминутными интервалами. Расследование показало: это звуки финвалов. Ученые выяснили, что три сейсмометра позволяют точно определить положение кита, а также изучить физические параметры слоеного пирога океанической коры толщиной два с половиной километра. Это число определяют сила звука, издаваемого китом, а также сегодняшние методы выделения сейсмических сигналов на фоне шумов. Точность данных об океанической коре сильно хуже, чем при активном зондировании, поскольку сигнал финвала слабее, чем от пушки. В будущем для повышения точности исследователи надеются использовать методы искусственного интеллекта, эффективность которых для обработки сейсмических сигналов общепризнана.

Авторы работы считают, что пассивное «китовое» зондирование можно применить практически в любой точке Мирового океана, поскольку финвалы есть повсюду. Результаты работы важны не только для геологии океана, но и для зоологии морских млекопитающих, так как дают возможность стандартными сейсмическими методами отслеживать миграцию отдельных китов и их групп.

Science, т. 371, вып. 6530, с. 731, 2021