hluboko do infrazvuku

infrazvuk je zvuk pod rozsahem lidského sluchu. Frekvence zvuku se měří v Hertzech (Hz = cykly za sekundu) a infrazvukový rozsah zahrnuje všechny zvuky pod 20 Hz. Chcete vyzkoušet svůj vlastní sluch? Níže jsou tři počítačem generované čisté tóny. Většina z vás uslyší 30 Hz tón,ale slyšet 20 Hz, na hranici lidského sluchu, možná budete potřebovat sluchátka / sluchátka!

Stručná fakta

• všichni dospělí sloni mohou provádět infrazvukové hovory.
• sloní rachoty mají obvykle mnoho harmonických-násobků základní frekvence – a lidé je mohou slyšet, pokud je hovor hlasitý.
• Mezi další zvířata, která produkují infrazvuková volání, patří velryby, nosorožci, žirafy a aligátoři.
• infrazvuk je také produkován sopečnými erupcemi, zemětřesením, lavinami a otelením ledovců.
• lidské činnosti, které produkují infrazvuk, zahrnují rekvizity velkých lodí, zvukových ramen a větrných turbín.
• infrazvukové hovory mohou cestovat na velké vzdálenosti-dokonce i přes Atlantický oceán z Jižní Ameriky do Afriky v případě modré velryby!

jak jsme zjistili, že sloni používají infrazvuk?

objev infrazvukové komunikace mezi slony pocházel z tušení, které Katy Payne měla při návštěvě zoo Washington Park v Portlandu v Oregonu. Když pozorovala asijské slony, Katy vycítila dunění vibrací ve vzduchu a usoudila, že cítí, spíše než slyšet, sloni komunikují.

další práce v zoo s Williamem Langbauerem mladším a Elizabeth Thomasovou odhalila, že sloni skutečně volali infrazvukem (1). To bylo později potvrzeno experimenty s přehráváním na divokých afrických slonech ve spolupráci s Russelem Charifem, Lisou Rapaportovou a Ferrelem Osbornem (2). Byl učiněn závěr, že sloni používají své silné, hluboké hovory v komunikaci na dlouhé vzdálenosti ke koordinaci skupinových pohybů a nalezení jedinců v reprodukčním stavu. Fascinující pozorování slonů v extrémně suché oblasti Namibie, Michael Garstang a jeho kolegové, naznačuje, že by mohli použít infrazvuk produkovaný vzdálenými bouřkami k nalezení vody během období sucha (3).

Lesní sloni a infrazvuk

experimenty s přehráváním na savanách východní Afriky prokázaly, že sloni savany reagovali na vzájemné vokalizace na vzdálenosti 2 km, a protože je obtížné reprodukovat sloní volání tak hlasitě, jak mohou sloni sami volat, Langbauer, Payne a kolegové odhadli skutečný rozsah detekce na 4 km (2). To znamená, že sloní rachot by se mohl dostat k rodinným příslušníkům kdekoli v a 50 sq.km oblast kolem volajícího!

načasování, frekvence a výkon (hlasitost nebo amplituda) slonových vokalizací se ukázaly být také důležité. Šíření velmi nízkofrekvenčního zvuku se může lišit v závislosti na atmosférických podmínkách, rychlosti a směru větru a charakteristikách země, na které sloni stojí. Kromě toho je detekce hovorů přijímačem ovlivněna zvuky pozadí v prostředí. V typickém večeru suchého období v savaně se vytváří teplotní inverze, která v podstatě funguje jako strop a odráží zvukové vlny zpět dolů k zemi (a přijímači), což potenciálně zvyšuje poslechovou oblast slonů až desetkrát-z 30 čtverečních metrů. km. v poledne na 300 čtverečních. km. ve stejný večer (4). Ve světle této skutečnosti je zajímavé, že sloni savannah dělají většinu svých hlasitých nízkofrekvenčních hovorů během hodin nejlepšího šíření zvuku (4). Nevíme, zda se jedná o vrozenou nebo oportunistickou reakci na kolísání velikosti jejich komunikační oblasti, ale v obou případech je jasné, že jak se oblast zmenšuje a rozšiřuje, stejně tak síť potenciálních spolupracovníků a kamarádů, které by mohly být akusticky dosaženy.

v lese jsou ještě větší výzvy! V prostředí potulovaném lesními slony nemusí být tolik problém s narušením větru při šíření zvuku, ale hustota a rozmanitost jiných akusticky aktivních druhů vytváří velmi hlasité pozadí. Ještě pořád, jak je ukázáno v karikatuře níže, nízké frekvence v sloních rachotech stále cestují dlouhou cestu lesem, i když stromy mohou být tak husté, že slony nelze vidět.

ELP nedávno změřil, jak dobře rachot lesních slonů cestuje deštným pralesem ve střední Africe. Použili jsme nahrávky z akustického pole, rozprostřené kolem lesní mýtiny v Gabonu. Pole nám umožnilo určit prostorově, kde byl každý zaznamenaný hovor vytvořen, a z toho jsme mohli vypočítat vzdálenost, kterou hovor musel urazit ke každé ze záznamových jednotek. Záznamníky byly různé vzdálenosti od každého hovoru, a tak měřením amplitudy hovoru v každé vzdálenosti jsme mohli odhadnout, kolik energie bylo ztraceno, když zvuk cestoval lesem.

odhadli jsme mnohem menší detekční vzdálenosti pro průměrný rachot v tomto prostředí deštného pralesa ve srovnání se savanou – pouze asi 800 metrů (ne 4 kilometry). Ale to bylo téměř úplně kvůli relativně vysoké úrovni hluku v pozadí, proti kterému by slon musel rozpoznat rachot. Když byl les nejtišší, mohl být detekován rachot ve vzdálenosti více než 3 km. To má velké důsledky pro to, jak Lesní sloni koordinují interakce mezi podskupinami rodiny a mezi potenciálními kamarády (5).

jak se liší tento nález od toho, co bylo nalezeno u savanských slonů? Možná ne tak odlišné, jak by se na první pohled zdálo. Experimenty v savaně byly většinou prováděny za optimálních podmínek prostředí s malým nebo žádným větrem. A na rozdíl od studií savannah, které používaly experimenty s přehráváním k určení chování, zda sloni diskriminovali hovor, jsme museli učinit předpoklady o citlivosti slonů na sluch, což nebylo nikdy přesně změřeno. Existuje několik teoretických důvodů si myslet, že zvířata jsou velmi dobrá v získávání akustických signálů z pozadí, takže lesní sloni by mohli dělat mnohem lépe, než jsme předpokládali.