Distributed acoustic sensing reveals temporal occurrence, movement and vocal behaviour of singing fin whales in theGibraltar-Alboran maritime corridor
من خلال استخدام الاستشعار الصوتي الموزع على الكابلات البحرية، كشف الباحثون أن حيتان الفنك التي تغني في ممر جبل طارق-الألبوران تُظهر مرونة صوتية موسمية وحركة ثنائية الاتجاه، مما يشير إلى أن المضيق يعمل كعنق زجاجة للهجرة والتفاعل الاجتماعي معاً.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
المحيط مكان شاسع ومظلم حيث ينتقل الصوت فيه لمسافات أبعد وأسرع من الضوء. بالنسبة للعديد من الحيوانات البحرية، وخاصة الحيتان العظمى، يعد السمع وسيلتها الأساسية للملاحة، والبحث عن الغذاء، والتواصل عبر مئات الأميال. ومن بين هذه العمالقة، يعد الحوت الزعنف (fin whale) مسافراً صوتياً بشكل خاص، وهو معروف بإصدار نداءات عميقة وإيقاعية يمكن سماعها عبر أحواض محيطية بأكملها. لطالما عرف العلماء أن هذه الحيتان تهاجر عبر مضيق جبل طارق، وهو ممر مائي ضيق ومزدحم يربط المحيط الأطلسي بالبحر الأبيض المتوسط. ومع ذلك، كان فهم متى تغني بالضبط، وأين تذهب أثناء الغناء، وكيف تتغير أغانيها بمرور الوقت أمراً صعباً. فالأسالاق التقليدية، مثل إرسال قوارب مزودة بأجهزة ميكروفونات مائية (hydrophones) أو انتظار الأيام الصحوة لرصدها من مسافة بعيدة، غالباً ما تفشل في تقديم الصورة الكاملة لأن الحيتان تتحرك بسرعة والمحيط كبير جداً بحيث لا يمكن تغطيته بالكامل.
ولحل هذه المشكلة، لجأ الباحثون إلى تقنية صُممت في الأصل للاتصالات السلكية واللاسلكية: كابل الألياف الضوئية تحت البحر. هذه الكابلات، التي تنقل بيانات الإنترنت والهاتف عبر قاع المحيط، تُستخدم الآن كأجهزة استماع عملاقة. فمن خلال إرسال نبضات ليزر عبر الكابل، يمكن للعلماء اكتشاف أدنى الاهتزازات الناتجة عن الموجات الصوتية التي تصطدم بالألياف الزجاجية. هذه التقنية، المعروفة باسم الاستشعار الصوتي الموزع (distributed acoustic sensing)، تحول طول الكابل بالكامل فعلياً إلى آلاف الميكروفونات، مما يسمح للباحثين بالاستماع إلى المحيط باستمرار لشهور في المرة الواحدة دون الحاجة إلى نشر معدات باهظة الثمن تنفد بطاريتها. وفي دراسة حديثة، استخدم العلماء هذه الطريقة للاستماع إلى الحيتان الزعنف في مضيق جبل طارق وبحر البوران المجاور، مما كشف عن قصة مفصلة لتحركاتها الموسمية وعاداتها الصوتية التي كانت مخفية سابقاً عن الأنظار.
راقب الفريق كابلين حاليين من الألياف الضوئية يمتدان لمسافة 95 كيلومتراً تقريباً عبر المنطقة. أحد الكابلين يمتد بين طريفة وسبتة، والآخر بين إستبونة وتطوان. لقد استمعوا لمدة عشرة أشهر، من يونيو 2022 إلى فبراير 2024، ورصدوا البصمات الصوتية للحيتان الزعنف المغنية. وأظهرت النتائج أن هذه الحيتان ليست مجرد عابرة؛ بل هي تغني بنشاط أثناء هجرتها. ووجدت الدراسة أن النشاط الغنائي لم يكن ثابتاً بل اتبع نمطاً موسمياً واضحاً. ففي كابل طريفة، بدأت الحيتان الغناء في منتصف أغسطس، ووصلت إلى ذروتها في سبتمبر، ثم انخفضت بحلول أكتوبر. أما في كابل إستبونة، فقد بدأ الغناء في سبتمبر، وانخفض في منتصف الشتاء، ووصل إلى أعلى مستوياته في يناير. وهذا يشير إلى أن الحيتان تواصل عروضها التكاثرية طوال رحلتها، بدلاً من التوقف للغناء فقط عند وصولها إلى وجهة محددة.
كان أحد الاكتشافات الأكثر إثارة هو كيفية تحرك الحيتان أثناء غنائها. في أغسطس، كانت معظم الحيتان التي رُصدت عند كابل طريفة تتحرك غرباً، متجهة خارج البحر الأبيض المتوسط نحو المحيط الأطلسي. وهذا تطابق مع ما رصده المراقبون البصريون في الماضي. ومع ذلك، ومع تغير الأشهر، أصبح الاتجاه أقل قابلية للتنبؤ. ففي سبتمبر، كانت معظم الحيتان عند طريفة تتحرك شرقاً، عائدة نحو البحر الأبيض المتوسط. وفي الكابل الآخر، تحركت الحيتان في كلا الاتجاهين طوال فترة الدراسة، دون وجود اتجاه مهيمن واحد لأي شهر معين. وهذا يشير إلى أن مضيق جبل طارق ليس مجرد طريق سريع باتجاه واحد لهذه الحيوانات، بل يعمل كـ "عنق زجاجة اجتماعي"، وهو ممر ضيق حيث تتجمع الذكور وتغني، وربما تتنافس لجذب انتباه الإناث أو لإثبات وجودها بين الذكور الآخرين. حتى أن الباحثين رصدوا حالات غناء حوتين في آن واحد على بعد كيلومترات قليلة فقط، مما أكد أن هذه التجمعات هي أحداث اجتماعية وليست مجرد هجرات فردية.
كما درست الفريق الأغاني نفسها لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم تحديد أي مجموعة من الحيتان يستمعون إليها. تشتهر أغاني الحيتان الزعنف ببنيتها النمطية، والتي تتكون عادة من نوتة منخفضة التردد تليها وقفة، وتتكرر مراراً وتكراراً. وجد الباحثون أن حدة هذه النوتات كانت ثابتة للغاية، حيث تحوم حول 20 هرتز، وهو صوت عميق ومنخفض جداً. هذا الاستقرار يشير إلى أن الحيتان في هذه المنطقة تتشارك هوية صوتية مشتركة. ومع ذلك، كان التوقيت بين النوتات أكثر مرونة بكثير؛ إذ تغير الوقت بين النوتات اعتماداً على الموسم والسنة. ففي أواخر الصيف وأوائل الخريف، كانت الفترات الفاصلة أقصر، بينما في الشتاء، أصبحت أطول. وكان هذا التباين كبيراً لدرجة أن الباحثين خلصوا إلى أنه لا يمكنك ببساطة النظر إلى توقيت الأغنية لتحديد أي عشيرة من الحيتان هي التي تغني. فالأغاني ديناميكية وتتغير بمرور الوقت، مما يعني أن هوية الحوت ليست محبوسة في إيقاع واحد ثابت.
هذه المرونة في توقيت الأغاني تتحدى الفكرة القديمة القائلة بأن العلماء يمكنهم بسهولة تصنيف مجموعات الحيتان بناءً على سرعة أو بطء غنائها. أظهرت الدراسة أن نفس المجموعة من الحيتان يمكن أن تغير سرعة أغنيتها خلال موسم واحد، وأن مجموعات مختلفة يمكن أن تنتهي بالغناء بإيقاعات متشابهة في أوقات مختلفة. وهذا يعني أن جهود الحفاظ على البيئة يجب أن تكون أكثر دقة وتفصيلاً. فمضيق جبل طارق هو مكان تواجه فيه هذه الحيتان ضغوطاً شديدة من النشاط البشري، بما في ذلك مرور آلاف السفن كل عام. ويمكن للضوضاء الناتجة عن هذه السفن أن تحجب نداءات الحيتان، مما يجعل من الصعب عليها التواصل. علاوة على ذلك، ولأن الحيتان غالباً ما تغني أثناء تحركها في مسار محدد، فقد تكون أقل عرضة لتغيير مسارها لتجنب سفينة تقترب، مما يزيد من خطر الاصطدام.
من خلال استخدام الكابلات الموجودة كشبكة استماع، تمكن الباحثون من جمع كمية هائلة من البيانات التي كان من المستحيل جمعها بالطرق التقليدية. لقد استطاعوا تتبع الحيتان باستمرار، ليلاً ونهاراً، بغض النظر عن الطقس أو الوقت من السنة. وقد كشف هذا النهج أن الحيتان موجودة ونشطة طوال موسم الهجرة، وهي تغني أثناء سفرها. وتشير الدراسة إلى أن مضيق جبل طارق ليس مجرد منطقة عبور، بل هو مكان لحياتها الاجتماعية؛ فهو مكان تتجمع فيه، وتغني، وتتفاعل، مما يجعله منطقة حيوية للحفاظ على الأنواع. إن نجاح هذا المشروع يثبت أنه يمكننا تحويل البنية التحتية للصناعة البشرية، مثل الكابلات تحت البحر، إلى أدوات لحماية العالم الطبيعي. إنه يقدم طريقة جديدة للاستماع إلى المحيط، مما يوفر نافذة واضحة ومستمرة على حياة بعض أكبر الكائنات وأكثرها غموضاً على كوكبنا.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.