Seismic activity temporarily reshapes fin whale foraging radii

المحيط هو عالم من الأصوات. فبالنسبة للعديد من الحيوانات البحرية، وخاصة الحيتان العظيمة، لا تعد السمع مجرد حاسة فحسب، بل هي طريقتهم الأساسية في الملاحة والتواصل والعثور على الغذاء. وفي الأعماق المظلمة والشاسعة حيث ينعدم الضوء، تعتمد هذه الكائنات على الإشارات الصوتية لتحديد مواقع بقع الفرائس الكثيفة وللتحرك بأمان عبر بيئتها. وهذا الاعتماد يجعلها عرضة بشكل خاص للتغيرات في المشهد الصوتي تحت الماء. وبينما يعد الضجيج الناجم عن الأنشطة البشرية، مثل السفن والحفر، تهديداً معروفاً، فإن المحيط يخضع أيضاً لاضطرابات طبيعية قوية. فالزلازل تحت البحر، على سبيل المثال، تولد اهتزازات شديدة منخفضة التردد تنتقل بكفاءة عبر الماء. ولقد ظل السؤال حول كيفية تأثير هذه الأحداث الجيوفيزيائية الطبيعية على الحياة اليومية لعمالقة البحار دون استكشاف كافٍ، مما ترك فجوة في فهمنا لكيفية تفاعل تحركات الأرض مع بيولوجيا الأعماق.

لقد سلط فريق من الباحثين الضوء الآن على هذا الارتباط، مع التركيز على الحوت الزعنفي في جنوب غرب المحيط الهندي. ومن خلال الجمع بين النمذجة الحاسوبية المتقدمة وسنوات من التسجيلات الصوتية، اكتشفوا أن الأحداث الزلزالية تحت البحر تسبب انكماشاً مؤقتاً في المنطقة التي يبحث فيها الحيتان عن الطعام. وتكشف الدراسة أنه عند وقوع زلزال، فإن الضوضاء الشديدة تحت الماء تعطل قدرة الحيتان على رصد فرائسها، مما يجبرها على حصر صيدها في منطقة أصغر وأكثر أماناً. وهذا التحول السلوكي ليس دائماً؛ فبمجرد تلاشي الاضطراب الصوتي، تعود الحيتان إلى أنماط البحث عن الطعام المعتادة والأوسع نطاقاً. ومع ذلك، تشير الأبحاث إلى أن عمليات الانكماش المؤقتة هذه يمكن أن تؤدي إلى عواقب حقيقية، مما قد يؤدي إلى الإفراط في استهلاك الفرائس المحلية وتغيير توازن الشبكة الغذائية البحرية.

وللكشف عن هذه السلوكيات الخفية، توجه العلماء إلى منطقة نائية ونشطة زلزالياً في المحيط الهندي، بالقرب من حافة جنوب غرب المحيط الهندي. وتعد هذه المنطقة بؤرة ساخنة لكل من الحياة البحرية والنشاط التكتوني، مما يجعلها مختبراً طبيعياً مثالياً. استخدم الباحثون شبكة من الميكروفونات تحت الماء، المعروفة باسم الهيدروفونات، والتي كانت تسجل المشهد الصوتي للمحيط باستمرار لعدة أشهر. وقد التقطت هذه الأجهزة النداءات منخفضة التردد للحيتان الزعنفية، وهي نبضات إيقاعية متميزة غالباً ما توصف بأنها "إيقاعات خلفية". وكان التحدي يكمن في تحديد مكان وجود هذه الحيتان بدقة في أي لحظة. إن الطرق التقليدية لتتبع الحيتات في مثل هذا المحيط الواسع والمفتوح صعبة وغالباً ما تكون غير دقيقة. وللتغلب على ذلك، طور الفريق أداة جديدة للذكاء الاصطناعي تسمى CTFusion-Net. تم تدريب نموذج التعلم العميق هذا على بيانات صوتية محاكاتية لترجمة الموجات الصوتية الخام التي تلتقطها الهيدروفونات إلى مواقع ثلاثية الأبعاد دقيقة، مما خلق فعلياً خريطة حية لتحركات الحيتان دون الحاجة لرؤيتها أبداً.

باستخدام نظام رسم الخرائط عالي الدقة هذا، أعاد الباحثون بناء مسارات البحث عن الطعام اليومية للحيتان الزعنفية على مدار فترة تمتد من أواخر عام 2012 إلى منتصف عام 2013. وقاموا بحساب "نطاق البحث عن الطعام" لكل يوم، والذي يمثل مساحة المنطقة التي غطتها الحيتان أثناء البحث عن الغذاء. وكشف التحليل عن نمط لافت: في الأيام التي تلت حدوث زلزال تحت البحر، انكمش نطاق البحث عن الطعام للحيتان بشكل ملحوظ. وفي حالة محددة، في اليوم التالي لحدث زلزالي، تقلصت المساحة التي غطتها الحيتان بأكثر من 120 متراً مقارنة باليوم السابق. وعندما نظر الفريق في جميع الأحداث الزلزالية الخمسة المسجلة خلال فترة المراقبة، ظهر اتجاه ثابت: سواء كان الزلزال قريباً من الحيتان أو بعيداً عنها، فقد مالت الحيوانات إلى تقليل منطقة بحثها بعد الهزة بوقت قصير. وكان التأثير مؤقتاً؛ فمع تلاشي الضوضاء الصوتية الشديدة الناتجة عن الزلزال، بدأت الحيتان تدريجياً في توسيع نطاقها للعودة إلى مستوياتها الطبيعية.

ذهبت الدراسة إلى أبعد من ذلك لفهم سبب حدوث ذلك وما يعنيه للنظام البيئي. حلل الباحثون الخصائص المحددة للزلازل، مثل موقعها وعمقها وقدرها. ووجدوا أن العامل الأكثر أهمية لم يكن مدى قوة الزلزال، بل أين وقع بالنسبة للحيتان. فقد حدد الجمع بين خط الطول وخط العرض للزلزال شدة الاضطراب الذي تعرضت له الحيتان. ومن المرجح أن الصوت منخفض التردد الشديد الناتج عن الزلزال قد حجب الإشارات الصوتية الدقيقة التي تستخدمها الحيتان للعثور على فرائسها، مما أدى فعلياً إلى "إعماء" سمعها. واستجابة لذلك، اتبعت الحيتات استراتيجية تحفظية، حيث بقيت ضمن منطقة أصغر وأكثر ألفة حيث لا تزال قادرة على الصيد، بدلاً من المغامرة في بيئة صاخبة وغير مؤكدة.

ولمعرفة ما إذا كان هذا التغيير السلوكي له تأثير ملموس على الشبكة الغذائية للمحيط، قام الفريق بمطابقة نتائجهم مع البيانات التاريخية لأعداد الأسماك والحبار. واكتشفوا رابطاً مقنعاً: السنة التي شهدت أكثر النشاطات الزلزالية تكراراً وتركيزاً، وهي عام 2013، كانت أيضاً السنة التي وصلت فيها الكتلة الحيوية الإجمالية للأسماك الصغيرة والحبار والروبيان في المنطقة إلى أدنى مستوياتها. ويشير الباحثون إلى أنه عندما أُجبرت الحيتان على البقاء في منطقة أصغر، فقد ركزت ضغط تغذيتها على الفرائس المحلية، مما أدى إلى استنزاف تلك الموارد بسرعة أكبر من المعتاد. وفي السنوات التي شهدت نشاطاً زلزالياً أقل، كانت الحيتان تتحرك في نطاقات أوسع، مما يوزع تأثير تغذيتها ويسمح لمجتمعات الفرائس بالبقاء أكثر استقراراً. ويوفر هذا الاكتشاف لمحة نادرة عن كيفية انتقال هذه الأحداث الجيوفيزيائية الطبيعية عبر النظام البيئي، مما يغير سلوك المفترسات العليا وبالتالي يؤثر على وفرة الأنواع التي تتغذى عليها.

يسلط هذا البحث الضوء على أن صحة المحيط لا تتأثر فقط بالعوامل البيولوجية أو الأنشطة البشرية، بل أيضاً بالعمليات الجيولوجية للكوكب نفسه. فالحيتان الزعنفية في جنوب غرب المحيط الهندي ليست مجرد ضحايا سلبية لهذه الأحداث؛ بل هي مستجيبة نشطة، تعدل سلوكها للبقاء على قيد الحياة في بيئة صوتية متغيرة. ورغم أن الدراسة اقتصرت على مدة قصيرة من المراقبة والاعتماد على البيانات المحاكاتية لتدريب نموذج الذكاء الاصطناعي، إلا أن النتائج تقدم منظوراً جديداً حول مرونة المحيط. فهي تشير إلى أن الاضطرابات الطبيعية، تماماً مثل التلوث الضوضي البشري، يمكن أن تعطل العالم الحسي الدقيق للثدييات البحرية. ومن خلال فهم هذه الروابط، يمكن للعلماء تقدير الشبكة المعقدة من التفاعلات التي تدعم النظم البيئية البحرية والطرق التي تشكل بها تحركات الأرض الفيزيائية حياة سكانها الأكثر روعة.