Deep into infraääni

infraääni on ihmisen kuuloalueen alapuolella oleva ääni. Äänen taajuus mitataan hertseinä (Hz = sykliä sekunnissa) ja infraäänialue sisältää kaikki alle 20 Hz: n äänet. Haluatko testata oman kuulosi? Alla on kolme tietokoneella luotua puhdasta säveltä. Useimmat teistä kuulevat 30 Hz: n äänen, mutta kuullakseen 20 Hz: n äänen ihmisen kuulon rajalla, saatat tarvita kuulokkeita/nappikuulokkeita!

Quick Facts

• kaikki aikuiset norsut voivat soittaa infraääniä.
• norsujen jyrinässä on yleensä monta harmonista-perustaajuuden kerrannaista-ja ihmiset voivat kuulla nämä, jos kutsu on kova.
• muita infraääniä tuottavia eläimiä ovat muun muassa valaat, sarvikuonot, kirahvit ja alligaattorit.
• Infraääntä tuottavat myös tulivuorenpurkaukset, maanjäristykset, lumivyöryt ja jäävuorien poikiminen.
• ihmisen toimintaa, joka tuottaa infraääntä, ovat suurten laivojen rekvisiitta, äänipuomit ja tuulivoimalat.
• Infraäänet saattavat kulkea pitkiä matkoja – sinivalaan tapauksessa jopa Atlantin valtameren yli Etelä-Amerikasta Afrikkaan!

miten selvisi, että norsut käyttävät infraääntä?

norsujen infraäänien löytyminen tuli aavistuksesta, jonka Katy Payne sai vieraillessaan Washington Parkin eläintarhassa Portlandissa Oregonissa. Tarkkaillessaan Aasiannorsuja Katy aisti ilmassa värinää ja arveli tuntevansa norsujen kommunikoivan kuulemisen sijasta.

William Langbauer Jr: n ja Elizabeth Thomasin lisätyöt eläintarhassa paljastivat, että norsut todellakin soittivat infraääniä (1). Tämä vahvistettiin myöhemmin playback – kokeilla villeillä Afrikannorsuilla yhteistyössä Russel Charifin, Lisa Rapaportin ja Ferrel Osbornin (2) kanssa. Pääteltiin, että norsut käyttävät voimakkaita, syviä kutsujaan pitkän matkan viestinnässä koordinoidakseen ryhmäliikkeitä ja löytääkseen lisääntymiskunnossa olevia yksilöitä. Michael Garstangin ja kollegoiden tekemät kiehtovat havainnot Namibian äärimmäisen kuivalla alueella elävistä norsuista viittaavat siihen, että ne voisivat käyttää kaukaisten ukkosmyrskyjen tuottamaa infraääntä löytääkseen vettä kuivuusjaksojen aikana (3).

metsänorsut ja infraääni

Itä-Afrikan savanneilla tehdyt Toistokokeet osoittivat, että savanninorsut reagoivat toistensa ääntelyyn 2 km: n etäisyyksillä, ja koska norsujen kutsuja on vaikea toistaa niin äänekkäästi kuin norsut itse voivat kutsua, Langbauer, Payne ja kollegat arvioivat todellisen havaintoalueen olevan 4 km (2). Tämä tarkoittaa, että norsu rumble voisi tavoittaa perheenjäsenet missä tahansa 50 sq.km alue soittajan ympärillä!

norsujen ääntelyn ajoitus, taajuus ja teho (äänekkyys tai amplitudi) osoittautuvat myös tärkeiksi. Hyvin matalataajuisen äänen eteneminen voi vaihdella ilmakehän olosuhteiden, tuulen nopeuden ja suunnan sekä sen maan ominaisuuksien mukaan, jolla norsut seisovat. Lisäksi puheluiden havaitsemiseen vastaanottimella vaikuttavat ympäristön taustaäänet. Tyypillisenä kuivan kauden iltana savannilla muodostuu lämpötilanvaihtelu, joka toimii lähinnä katon tavoin ja pomppii ääniaaltoja takaisin maahan (ja vastaanottimeen), mikä mahdollisesti kasvattaa norsujen kuuntelualuetta jopa kymmenkertaiseksi – 30 neliömetristä. km. keskipäivällä 300 neliömetriä. km. samana iltana (4. Tämän tosiasian valossa on mielenkiintoista, että savanninorsut tekevät suurimman osan äänekkäistä matalataajuisista huudoistaan parhaan äänen etenemisen tunteina (4). Emme tiedä, onko tämä luontainen vai opportunistinen reaktio heidän kommunikaatioalueensa koon vaihteluun, mutta kummassakin tapauksessa on selvää, että kun alue kutistuu ja laajenee, niin kutistuu myös mahdollisten tovereiden ja puolisoiden verkosto, joka voitaisiin tavoittaa akustisesti.

metsässä on vielä suurempia haasteita! Metsänorsujen vaeltamassa ympäristössä Tuulen häiriöt äänen etenemisessä eivät ehkä ole yhtä suuri ongelma, mutta muiden akustisesti aktiivisten lajien tiheyden ja monimuotoisuuden vuoksi tausta on hyvin äänekäs. Kuten alla olevasta sarjakuvasta käy ilmi, norsujen jyrinän matalat taajuudet kulkevat silti pitkän matkan metsän läpi, vaikka puut voivat olla niin tiheitä, että norsuja on mahdotonta nähdä.

ELP mittasi hiljattain, kuinka hyvin metsänorsut liikkuvat sademetsässä Keski-Afrikassa. Käytimme äänitteitä Gabonin metsäaukealta. Matriisin avulla pystyimme paikantamaan, missä kukin nauhoitettu puhelu tuotettiin, ja tästä pystyimme laskemaan etäisyyden, jonka puhelun oli kuljettava kuhunkin tallennusyksikköön. Tallentimet olivat eri etäisyydet kunkin puhelun ja niin mittaamalla Amplitudi puhelun kullakin etäisyydellä voisimme arvioida, kuinka paljon energiaa menetettiin ääni kulki metsän läpi.

arvioimme tässä sademetsäympäristössä keskimääräiselle jyrinälle huomattavasti pienemmät havaintoetäisyydet savanniin verrattuna-vain noin 800 metriä (ei 4 kilometriä). Tämä johtui kuitenkin lähes kokonaan siitä, että taustamelu oli suhteellisen korkealla tasolla, jota vasten norsun olisi pitänyt tunnistaa ryminä. Kun metsä oli hiljaisimmillaan, jyrinää saatettiin havaita yli kolmen kilometrin etäisyydeltä. Tällä on suuria vaikutuksia siihen, miten metsänorsut koordinoivat vuorovaikutusta heimon alaryhmien välillä ja mahdollisten puolisoiden välillä (5).

miten tämä havainto eroaa siitä, mitä savanninorsuista on löydetty? Ei ehkä niin erilainen kuin miltä se aluksi näyttäisi. Savannilla tehdyt kokeet tehtiin enimmäkseen optimaalisissa ympäristöolosuhteissa, joissa tuuli oli vähäistä tai ei lainkaan. Ja toisin kuin savannah-tutkimuksissa, joissa käytettiin toistokokeita selvittääksemme käyttäytymistieteellisesti, erottivatko norsut puhelun, meidän oli tehtävä olettamuksia norsujen kuuloherkkyydestä, mitä ei ole koskaan tarkasti mitattu. On joitakin teoreettisia syitä ajatella, että eläimet ovat erittäin hyviä poimimaan äänisignaaleja taustalta, joten metsänorsut saattavat pärjätä paljon paremmin kuin oletimme.