ballenas escuchando a escondidas con fibras ópticas

El verano pasado, la ola de calor volvió a recordar la urgencia de luchar contra el clima. Y el Ártico es un tema central, porque el calentamiento allí es cuatro veces más rápido que en cualquier otro lugar. Consecuencias indirectas: El derretimiento del hielo conduce a la apertura de nuevas rutas marítimas y al continuo aumento del comercio marítimo. Pero el Ártico también es el destino de verano para las ballenas de Groenlandia, que vienen a buscar alimento en estas aguas ricas en peces antes de la temporada de apareamiento. ¿Cómo se mantiene una convivencia pacífica? Los métodos para monitorear conjuntos de cetáceos a gran escala suelen ser costosos y, por lo tanto, no se utilizan ampliamente. Léa Bouffaut de la Universidad de Cornell en los EE. UU. y colegas de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim, sugieren usar una tecnología ya bien establecida en el fondo del océano: fibras ópticas, para escuchar el canto de las ballenas.

Aproximadamente 1,2 millones de kilómetros de cables de comunicación se encuentran en el fondo del océano. Estos últimos suelen tener fibras ópticas de respaldo, que no se utilizan para la transmisión de datos y, por lo tanto, pueden ser útiles para otros usos. Este es el caso del sistema DAS (Sensor acústico distribuidoo «detección de ondas acústicas distribuidas») que utiliza para detectar ondas sonoras, en particular para controlar la integridad de los oleoductos de la industria petrolera.

El principio se basa en el comportamiento de los fotones, es decir, la luz transmitida a través de fibras ópticas desde un transmisor hasta una estación de medición. La fibra siempre presenta pequeñas irregularidades que, como espejos, reflejan parte del flujo luminoso. Sin embargo, la llegada de la onda sonora comprime las fibras y elimina estas superficies reflectantes unos pocos nanómetros. Así, los fotones reflejados recorren una distancia variable, lo que afecta al tiempo de llegada a la estación de medida. Las diferencias en los tiempos de llegada permiten reconstruir la onda sonora en el origen de la perturbación. ¡La fibra se convierte en un interferómetro!

Este es el sistema DAS que Léa Bouffaut y sus colegas utilizaron durante 42 días en Isfjorden, uno de los principales fiordos del archipiélago de Svalbard, al este de Groenlandia. Gracias a este sistema, los investigadores identificaron 832 firmas vocales, típicas de la frecuencia e intensidad del canto de las ballenas como la ballena azul, el animal más grande del planeta.

Además de confirmar la presencia de cetáceos, estas mediciones han ayudado a comprender mejor sus actividades dentro del fiordo y son información valiosa para la consideración de medidas de protección. De hecho, el 38% de los cantos detectados son realizados por machos a más de 70 kilómetros de la costa, en la entrada a mar abierto, los demás sonidos son consistentes con interacciones sociales, como el forrajeo, emitido por machos y hembras. y crías en el fiordo, a menos de 70 kilómetros de la costa.

Pero las ballenas no son las únicas que emiten sonidos en el océano. Los investigadores también descubrieron la presencia de barcos en el fiordo. ¡También registraron varias tormentas, una de las cuales fue en el Océano Atlántico, a más de 13 mil kilómetros de la estación de grabación! De hecho, un sistema DAS puede percibir cualquier onda de sonido, lo que permite visualizar muchas aplicaciones. Por ejemplo, los investigadores notan que el canto de las ballenas tiene características muy cercanas a las ondas de las pistolas de aire que los geólogos usan para explorar el fondo del océano. Por lo tanto, será posible utilizar los sonidos de los cetáceos para cartografiar con una precisión sin igual ya gran escala estas áreas poco conocidas, sin perturbar la biodiversidad marina.

Sin embargo, DAS está expuesto a un gran problema: la gestión de datos. Todos los días, Léa Bouffaut y sus colegas tenían que analizar siete terabytes de información. Por lo tanto, dicha tecnología solo será generalizable a través del desarrollo de algoritmos de clasificación de datos. Pero sí abre posibilidades, y sugiere una forma de explorar el mundo submarino sin inconvenientes ya un menor costo.