小敏
海底世界不僅色彩斑斕,還充斥著各種神秘的聲音。若置身大海中,就會(huì)發(fā)現(xiàn)寂靜無聲的海底熱鬧異常。這些聲音的頻率通常很低,只有用特殊的聲學(xué)儀器才能聽見。有些聲音相當(dāng)短暫,只出現(xiàn)幾分鐘;而有些聲音可持續(xù)幾年。
這些神秘的聲音來自哪里?又是如何產(chǎn)生的呢?有人懷疑這些聲音是由火山和冰山的活動(dòng)引起的,甚至有人懷疑這些聲音是沒有見到過的巨型海獸的吼叫聲。
研究人員常常在海底安裝水下聽音器或在海邊建立實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)期監(jiān)聽各種聲音。美國(guó)科學(xué)家克里斯托弗·弗克斯是一位研究深海聲音的專家,他說,通過分析水下聽音器接收到的海洋聲音的頻譜特性,就可以分辨深海中的各種聲音,如大型深海動(dòng)物、潛艇和地震發(fā)出的聲音。但是,現(xiàn)在仍有一些神秘的聲音來源不明。
早在1991至1994年間,科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)深海中有一種頻率為幾赫茲的奇特聲音。由于強(qiáng)度太小,很難分辨它們。最初,研究人員認(rèn)為這種聲音可能是藍(lán)鯨的叫聲,因?yàn)檫^去對(duì)鯨的叫聲的研究集中在人類耳朵聽得見的頻率上,并沒有注意較低頻率的聲音,而鯨也會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)人來說相對(duì)陌生的叫聲。
但是,海洋生物學(xué)家否認(rèn)了這種看法,一是藍(lán)鯨不可能發(fā)出如此強(qiáng)烈的吼叫聲;二是發(fā)出這些聲音的地點(diǎn)在許多季節(jié)都保持不變,但鯨的吼叫聲應(yīng)隨它們的遷移而不斷改變方位;另外,這種聲音的音調(diào)始終如一,而鯨的叫聲的音調(diào)和振幅變化都較大。
研究人員進(jìn)一步用聲音監(jiān)聽系統(tǒng)從8個(gè)不同方位監(jiān)聽聲音的來源,結(jié)果發(fā)現(xiàn)聲音都來自南太平洋一個(gè)斷裂帶的同一地點(diǎn)。他們由此推測(cè),這些神秘的聲音很可能是海水進(jìn)入海底火山坑和火山巖時(shí)激起的振動(dòng)聲,并立即向正在這一海域的一艘法國(guó)科研船發(fā)出無線電報(bào),證實(shí)該處的海底的確有火山存在。
從1997年5月開始,弗克斯每年都可以在大西洋和太平洋監(jiān)聽到一種類似飛機(jī)飛過的聲音,他認(rèn)為那是南極冰山發(fā)出的聲音。這個(gè)發(fā)現(xiàn)可能具有重大意義,因?yàn)槟蠘O冰的破裂可能是氣候變化的關(guān)鍵性信號(hào)。雖然衛(wèi)星照相也是監(jiān)視冰山移動(dòng)的有力武器,但它不可能捕捉到冰山的變化細(xì)節(jié),而海洋聲學(xué)能成為一種新的檢測(cè)氣候變化的工具。
冰川向海洋的移動(dòng)通常十分緩慢,但有時(shí)也會(huì)快速移動(dòng),冰川的碎裂以及在運(yùn)動(dòng)中與水摩擦?xí)l(fā)出巨大的聲音。這種聲音在海面上很難聽出來,而在水下則相當(dāng)響亮。弗克斯下一步的工作是研究來自南極地帶的地震波曲線,并觀測(cè)神秘聲音能否在這些地震波曲線上表現(xiàn)出來。如果從地震波曲線上找不到神秘聲音的線索,他將利用一組原本分布在印度洋的用于監(jiān)聽核武器試驗(yàn)的水下聽音器來監(jiān)聽這種聲音,以弄清這種聲音的性質(zhì)。
研究來自深海中的聲音對(duì)科學(xué)家監(jiān)聽鯨和海豚等海洋動(dòng)物之間的相互聯(lián)絡(luò)和遷移、確定海底地震和火山的精確位置大有裨益,甚至對(duì)測(cè)量海水溫度也大有幫助。
然而,海洋聲學(xué)研究的進(jìn)展非常緩慢,原因之一是海底條件太特殊,科學(xué)家往往側(cè)重于研究海洋的上層水域,而對(duì)海底發(fā)生的情況缺乏了解。另外一個(gè)重要的原因是不同行業(yè)的科學(xué)家之間的合作研究較少,如果能組成一個(gè)科學(xué)團(tuán)體,集中各方面的科研力量,就有可能發(fā)現(xiàn)這些海洋聲音到底是什么。隨著海洋聲學(xué)監(jiān)聽系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)日益增加,相信有見識(shí)的科學(xué)家們最終會(huì)通力合作,徹底解開深海聲音之謎。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2014年6期