Deep in Infrasound

Les infrasons sont un son inférieur à la portée de l’audition humaine. La fréquence du son est mesurée en Hertz (Hz = cycles par seconde) et la gamme infrasonore comprend tous les sons inférieurs à 20 Hz. Vous voulez tester votre propre audition? Voici trois tons purs générés par ordinateur. La plupart d’entre vous entendront la tonalité de 30 Hz, mais pour entendre 20 Hz, à la limite de l’audition humaine, vous aurez peut-être besoin d’écouteurs / écouteurs!

Faits en bref

• Tous les éléphants adultes peuvent émettre des appels infrasoniques.
• Les grondements d’éléphants ont généralement de nombreuses harmoniques – des multiples de la fréquence fondamentale – et les humains peuvent les entendre si l’appel est fort.
• D’autres animaux qui produisent des appels infrasoniques comprennent les baleines, les rhinocéros, les girafes et les alligators.
• Les infrasons sont également produits par les éruptions volcaniques, les tremblements de terre, les avalanches et le vêlage d’icebergs.
• Les activités humaines qui produisent des infrasons comprennent les accessoires de grands navires, les flèches sonores et les éoliennes.
• Les appels infrasonores peuvent parcourir de longues distances – même à travers l’océan Atlantique, de l’Amérique du Sud à l’Afrique dans le cas de la baleine bleue!

Comment avons-nous découvert que les éléphants utilisent des infrasons?

La découverte de la communication infrasonore chez les éléphants est venue d’une intuition de Katy Payne lors d’une visite au zoo de Washington Park à Portland, en Oregon. Alors qu’elle observait les éléphants d’Asie, Katy sentit une vibration lancinante dans l’air et supposa qu’elle sentait plutôt que d’entendre les éléphants communiquer.

D’autres travaux au zoo avec William Langbauer Jr. et Elizabeth Thomas ont révélé que les éléphants faisaient effectivement des appels infrasoniques (1). Cela a ensuite été confirmé par des expériences de lecture sur des éléphants d’Afrique sauvages en collaboration avec Russel Charif, Lisa Rapaport et Ferrel Osborn (2). Il a été conclu que les éléphants utilisent leurs appels puissants et profonds dans la communication à longue distance pour coordonner les mouvements de groupe et trouver des individus en état de reproduction. Des observations fascinantes d’éléphants dans la région extrêmement sèche de Namibie, par Michael Garstang et ses collègues, suggèrent qu’ils pourraient utiliser les infrasons produits par les orages lointains pour trouver de l’eau pendant les périodes de sécheresse (3).

Éléphants de forêt et infrasons

Des expériences de lecture sur les savanes d’Afrique de l’Est ont démontré que les éléphants de savane répondaient aux vocalisations des uns et des autres sur des distances de 2 km et, comme il est difficile de reproduire les appels d’éléphants aussi fort que les éléphants eux-mêmes peuvent les appeler, Langbauer, Payne et ses collègues ont estimé la portée réelle de détection à 4 km (2). Cela signifie qu’un grondement d’éléphant pourrait atteindre les membres de la famille n’importe où dans un 50 sq.km zone autour de l’appelant!

La synchronisation, la fréquence et la puissance (volume ou amplitude) des vocalisations d’éléphants s’avèrent également importantes. La propagation du son à très basse fréquence peut varier en fonction des conditions atmosphériques, de la vitesse et de la direction du vent et des caractéristiques du sol sur lequel se tiennent les éléphants. De plus, la détection des appels par un récepteur est affectée par les sons de fond dans l’environnement. Lors d’une soirée typique de la saison sèche dans la savane, une inversion de température se forme qui agit essentiellement comme un plafond et fait rebondir les ondes sonores vers le sol (et le récepteur), augmentant potentiellement la zone d’écoute des éléphants jusqu’à dix fois – de 30 mètres carrés. kilomètre. à midi à 300 mètres carrés. kilomètre. le soir même (4). À la lumière de ce fait, il est intéressant de noter que les éléphants de savane font la plupart de leurs appels bruyants à basse fréquence pendant les heures de meilleure propagation du son (4). Nous ne savons pas s’il s’agit d’une réponse innée ou opportuniste aux fluctuations de la taille de leur zone de communication, mais dans les deux cas, il est clair qu’à mesure que la zone se rétrécit et s’étend, le réseau d’associés et de partenaires potentiels qui pourraient être atteints acoustiquement le fait.

Dans la forêt, les défis sont encore plus grands! Dans l’environnement parcouru par les éléphants de forêt, il n’y a peut-être pas autant de problème avec les perturbations du vent sur la propagation du son, mais la densité et la diversité d’autres espèces acoustiquement actives créent un arrière-plan très bruyant. Pourtant, comme le montre le dessin animé ci-dessous, les basses fréquences des grondements d’éléphants parcourent encore un long chemin à travers la forêt, même si les arbres peuvent être si denses que les éléphants sont impossibles à voir.

Le PEL a récemment mesuré à quel point les grondements d’éléphants de forêt traversent la forêt tropicale en Afrique centrale. Nous avons utilisé les enregistrements d’un réseau acoustique, réparti autour d’une clairière forestière au Gabon. Le tableau nous a permis de localiser spatialement où chaque appel enregistré a été produit, et à partir de cela, nous avons pu calculer la distance que l’appel devait parcourir jusqu’à chacune des unités d’enregistrement. Les enregistreurs étaient à des distances différentes de chaque appel et, ainsi, en mesurant l’amplitude de l’appel à chaque distance, nous pouvions estimer la quantité d’énergie perdue lorsque le son parcourait la forêt.

Nous avons estimé des distances de détection beaucoup plus petites pour le grondement moyen dans cet environnement de forêt tropicale par rapport à la savane – seulement environ 800 mètres (pas 4 kilomètres). Mais cela était presque entièrement dû au niveau relativement élevé du bruit de fond contre lequel un éléphant aurait besoin de reconnaître le grondement. Lorsque la forêt était au plus calme, un grondement pouvait être détecté à des distances de plus de 3 km. Cela a de grandes implications sur la façon dont les éléphants de forêt coordonnent les interactions entre les sous-groupes de la famille et entre les partenaires potentiels (5).

En quoi cette découverte est-elle différente de ce qui a été trouvé avec les éléphants de savane? Peut-être pas aussi différent qu’il semblerait d’abord. Les expériences dans la savane ont été menées la plupart du temps dans des conditions environnementales optimales avec peu ou pas de vent. Et contrairement aux études de savannah, qui ont utilisé des expériences de lecture pour déterminer si les éléphants discriminaient l’appel, nous avons dû faire des hypothèses sur la sensibilité auditive des éléphants, quelque chose qui n’a jamais été mesuré avec précision. Il y a des raisons théoriques de penser que les animaux sont très bons pour extraire les signaux acoustiques de l’arrière-plan, de sorte que les éléphants de forêt pourraient faire beaucoup mieux que nous le pensions.