实时洞察:海底光纤如何成为珊瑚礁的“耳朵”
编辑者: Inna Horoshkina One
一项突破性的新研究证实,利用光纤的分布式声学传感技术,即我们常说的DAS,正迅速崛起为实时监测珊瑚礁声学环境的一种革命性手段。这项尖端技术巧妙地将现有的海底互联网光缆重新定位,使其转变为极其灵敏的声学阵列。
光纤揭示水与海床之间的相互作用。
通过这种“变废为宝”的改造,数以千计的虚拟监听站得以建立,它们之间仅相隔数米,从而将监测范围延伸至数公里深的海底。这为我们描绘出了一幅前所未有的、高分辨率的水下声景地图。
沙特阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)在红海中部进行的实验,为DAS技术的强大能力提供了确凿的证据。研究结果表明,该系统能够以与传统专用水听器同等的精度捕捉到具有生物学意义的礁石声响。具体来说,该系统成功监测到了通常在1.5至5千赫兹范围内发声的枪虾在傍晚时分活动加剧的现象。此外,它还能清晰地区分出在100至1000赫兹范围内活动的各种鱼类的发声。即便是潜水员的移动轨迹,系统也能精准追踪,这充分展示了该技术卓越的空间感知能力。
至关重要的是,DAS技术的优势在于其能够持续运行,使其远非一个简单的资料存档工具。与传统水听器需要物理回收才能获取数据不同,DAS能够实时传输数据流。这种能力确保了监测工作的连续性、成本效益和高度可扩展性,这对海洋科学研究而言无疑是一次重大的范式转变。
事件之声:为地球的脉动增添新篇章
这项技术飞跃的出现,是基于先前观察到的一个重要观点:声音本身在恢复珊瑚礁活力乃至积极保护珊瑚礁方面,可能发挥着关键作用。现在,我们能够像海洋本身感知它们一样去“聆听”珊瑚礁——不再是局限于孤立的点位,而是跨越广阔的空间区域;不再是短暂的片段,而是持续不断的记录。
在珊瑚生态系统正面临气候变化加剧和普遍人为噪音污染的严峻挑战的时代背景下,DAS提供了一种强有力的全新防御层——一种持续不断的声学存在。这种实时感知能力使得研究人员和保育专家能够:
以更高的保真度监测脆弱生态系统的整体健康状况。
在灾难性破坏发生之前,识别出预示环境压力的细微早期预警信号。
精确定位并追踪干扰海洋生物的非自然噪音源。
在敏感区域附近采取预防措施,以阻止破坏性的人类活动。
这项创新的潜在规模是惊人的。全球海底铺设的现有海底电信电缆已超过120万公里。这些“沉睡的”资产有潜力被激活,从而构建起一个全面的、覆盖全球的行星级监听网络。
我们此前已经掌握了如何引入声音来帮助维持珊瑚的生命力。如今,焦点已转向了全神贯注地倾听,以期理解海洋本身那复杂而充满生机的交响乐。
来源
Nature
Distributed Acoustic Sensing (DAS) for Marine Conservation - Cornell Lab of Ornithology
Abstract OOS2025-473 - CO Meeting Organizer
Enhancing Coastal Critical Infrastructure Protection with Distributed Acoustic Sensing (DAS)
阅读更多关于该主题的新闻:
你发现了错误或不准确的地方吗?
我们会尽快考虑您的意见。
