Đại dương trong tầm tay: Công nghệ Cảm biến Âm thanh Thời gian Thực

Nghiên cứu đột phá mới đây đã xác nhận rằng công nghệ Cảm biến Âm thanh Phân tán sử dụng cáp quang, thường được gọi tắt là DAS, đang nổi lên nhanh chóng như một phương pháp mang tính cách mạng để giám sát môi trường âm thanh của các rạn san hô trong thời gian thực. Công nghệ tinh vi này có khả năng tái sử dụng các tuyến cáp internet dưới biển hiện có, biến chúng thành các mảng thu âm cực kỳ nhạy.

Sự chuyển đổi này tạo ra hàng nghìn điểm lắng nghe ảo, cách nhau chỉ vài mét, mở rộng phạm vi giám sát trải dài hàng chục kilomet dưới đáy đại dương. Nó cung cấp một bản đồ âm thanh có độ phân giải cao, chưa từng có về môi trường dưới nước.

Các thí nghiệm do KAUST thực hiện tại khu vực Biển Đỏ Trung tâm đã đưa ra bằng chứng thuyết phục về khả năng của DAS. Kết quả cho thấy hệ thống này thu nhận được các âm thanh sinh học quan trọng của rạn san hô với độ chính xác tương đương với các thủy âm kế chuyên dụng truyền thống. Cụ thể, hệ thống đã phát hiện thành công hoạt động gia tăng vào buổi tối của tôm gõ, loài thường phát ra âm thanh trong khoảng tần số từ 1,5 đến 5 kHz. Hơn nữa, nó có thể phân biệt rõ ràng tiếng kêu của nhiều loài cá khác nhau hoạt động trong dải tần từ 100 đến 1000 Hz. Ngay cả chuyển động của thợ lặn biển cũng có thể được theo dõi, minh chứng cho khả năng nhận biết không gian chi tiết của hệ thống.

Điều cốt yếu là lợi thế của DAS nằm ở khả năng hoạt động liên tục, khiến nó không chỉ là một công cụ lưu trữ đơn thuần. Không giống như các thủy âm kế thông thường, vốn chỉ cung cấp dữ liệu sau khi được thu hồi vật lý, DAS truyền tải nguồn cấp dữ liệu trực tiếp. Khả năng này đảm bảo việc giám sát liên tục, tiết kiệm chi phí và có khả năng mở rộng cao, tạo ra bước ngoặt lớn cho khoa học biển.

Âm thanh của Sự kiện: Bổ sung vào Nhịp điệu của Hành tinh

Bước tiến công nghệ này tất yếu nối tiếp những quan sát trước đây cho thấy âm thanh có thể đóng vai trò quan trọng không chỉ trong việc phục hồi sức sống của rạn san hô mà còn trong việc bảo vệ chúng một cách chủ động. Giờ đây, chúng ta có thể nghe thấy các rạn san hô theo cách mà đại dương tự nghe chúng: không chỉ tại các điểm riêng lẻ, mà trên các khu vực không gian rộng lớn, và không chỉ trong các đợt ngắn ngủi, mà là liên tục.

Trong thời kỳ mà các hệ sinh thái san hô đang phải đối mặt với những mối đe dọa nghiêm trọng từ biến đổi khí hậu gia tăng và ô nhiễm tiếng ồn nhân tạo lan rộng, DAS mang lại một lớp phòng thủ mới mạnh mẽ—một sự hiện diện âm thanh không ngừng nghỉ. Nhận thức thời gian thực này cho phép các nhà nghiên cứu và nhà bảo tồn thực hiện các việc sau:

• Giám sát tình trạng sức khỏe tổng thể của các hệ sinh thái mong manh với độ trung thực cao hơn.

Quy mô tiềm năng của sự đổi mới này là đáng kinh ngạc. Hiện đã có hơn 1,2 triệu km cáp viễn thông ngầm hiện có được đặt dưới đáy đại dương trên toàn cầu. Những tài sản không hoạt động này có khả năng được kích hoạt để phục vụ như một mạng lưới lắng nghe toàn diện, toàn cầu cho hành tinh.

Trước đây, chúng ta đã học được cách đưa âm thanh vào để hỗ trợ sự sống của san hô. Giờ đây, trọng tâm chuyển sang việc lắng nghe chăm chú để thấu hiểu bản giao hưởng phức tạp, sống động của chính đại dương.