Deep into Infrasound

Infrasuoni è un suono al di sotto della gamma di udito umano. La frequenza del suono è misurata in Hertz ( Hz = cicli al secondo) e l’intervallo infrasonico include tutti i suoni inferiori a 20 Hz. Vuoi testare il tuo udito? Di seguito sono riportati tre toni puri generati al computer. La maggior parte di voi sentirà il tono 30 Hz, ma per sentire 20 Hz, al limite dell’udito umano, potresti aver bisogno di cuffie/auricolari!

Quick Facts

• Tutti gli elefanti adulti possono effettuare chiamate infrasoniche.
• I rumori degli elefanti di solito hanno molte armoniche – multipli della frequenza fondamentale – e gli esseri umani possono sentirli se la chiamata è forte.
• Altri animali che producono chiamate infrasoniche includono balene, rinoceronti, giraffe e alligatori.
• Infrasuoni è prodotto anche da eruzioni vulcaniche, terremoti, valanghe, e il parto di iceberg.
• Le attività umane che producono infrasuoni includono gli oggetti di scena di grandi navi, boom sonici e turbine eoliche.
• Le chiamate infrasoniche possono percorrere lunghe distanze – anche attraverso l’Oceano Atlantico dal Sud America all’Africa nel caso della balenottera azzurra!

Come abbiamo scoperto che gli elefanti usano gli infrasuoni?

La scoperta della comunicazione infrasonica tra gli elefanti è venuto da un sospetto Katy Payne ha avuto durante la visita al Washington Park Zoo di Portland, Oregon. Mentre osservava gli elefanti asiatici, Katy sentì una vibrazione palpitante nell’aria e ipotizzò che sentisse, piuttosto che sentire, gli elefanti comunicare.

Ulteriori lavori allo zoo con William Langbauer Jr.ed Elizabeth Thomas hanno rivelato che gli elefanti stavano effettivamente facendo chiamate infrasoniche (1). Ciò è stato successivamente confermato con esperimenti di riproduzione su elefanti africani selvatici in collaborazione con Russel Charif, Lisa Rapaport e Ferrel Osborn (2). Si è concluso che gli elefanti usano le loro chiamate potenti e profonde nella comunicazione a lunga distanza per coordinare i movimenti di gruppo e trovare individui in condizioni riproduttive. Affascinanti osservazioni di elefanti nella regione estremamente secca della Namibia, di Michael Garstang e colleghi, suggeriscono che potrebbero usare gli infrasuoni prodotti da temporali lontani per trovare acqua durante i periodi di siccità (3).

Elefanti della foresta e infrasuoni

Esperimenti di riproduzione sulle savane dell’Africa orientale hanno dimostrato che gli elefanti della savana rispondevano alle reciproche vocalizzazioni su distanze di 2 km e, poiché è difficile riprodurre le chiamate degli elefanti così forti come gli elefanti stessi possono chiamare, Langbauer, Payne e colleghi hanno stimato che il raggio di rilevamento effettivo è di 4 km (2). Ciò significa che un rombo elefante potrebbe raggiungere i membri della famiglia ovunque in un 50 sq.km area intorno al chiamante!

Anche i tempi, la frequenza e la potenza (volume o ampiezza) delle vocalizzazioni degli elefanti risultano importanti. La propagazione del suono a bassissima frequenza può variare in base alle condizioni atmosferiche, alla velocità e alla direzione del vento e alle caratteristiche del terreno su cui si trovano gli elefanti. Inoltre, il rilevamento delle chiamate da parte di un ricevitore è influenzato dai suoni di sottofondo nell’ambiente. In una tipica serata di stagione secca nella savana si forma un’inversione di temperatura che agisce essenzialmente come un soffitto e rimbalza le onde sonore verso il suolo (e il ricevitore), aumentando potenzialmente l’area di ascolto degli elefanti fino a dieci volte-da 30 sq. km. a mezzogiorno a 300 mq. km. la sera stessa (4). Alla luce di questo fatto è interessante che gli elefanti della savana fanno la maggior parte delle loro chiamate a bassa frequenza durante le ore di migliore propagazione del suono (4). Non sappiamo se questa sia una risposta innata o opportunistica alle fluttuazioni delle dimensioni della loro area di comunicazione, ma in entrambi i casi è chiaro che mentre l’area si restringe e si espande, così fa la rete di potenziali associati e compagni che potrebbero essere raggiunti acusticamente.

Nella foresta ci sono sfide ancora più grandi! Nell’ambiente vagato da elefanti della foresta non ci potrebbe essere tanto di un problema con le interruzioni del vento sulla propagazione del suono, ma la densità e la diversità di altre specie acusticamente attive rende per uno sfondo molto forte. Tuttavia, come mostrato nel fumetto qui sotto, le basse frequenze in elephant rumbles viaggiano ancora molto attraverso la foresta, anche se gli alberi possono essere così densi che gli elefanti sono impossibili da vedere.

ELP ha recentemente misurato quanto bene rimbomba elefante foresta viaggiano attraverso la foresta pluviale in Africa centrale. Abbiamo usato le registrazioni da una matrice acustica, sparsi in una radura forestale in Gabon. L’array ci ha permesso di individuare spazialmente dove ogni chiamata registrata è stata prodotta, e da questo abbiamo potuto calcolare la distanza che la chiamata doveva percorrere a ciascuna delle unità di registrazione. Registratori erano diverse distanze da ogni chiamata e così misurando l’ampiezza della chiamata ad ogni distanza abbiamo potuto stimare quanta energia è stata persa come il suono viaggiato attraverso la foresta.

Abbiamo stimato distanze di rilevamento molto più piccole per il rombo medio in questo ambiente pluviale rispetto alla savana – solo circa 800 metri (non 4 chilometri). Ma questo era quasi interamente dovuto al livello relativamente alto del rumore di fondo contro il quale un elefante avrebbe dovuto riconoscere il rombo. Quando la foresta era al suo massimo silenzio, un rombo potrebbe essere rilevato a distanze di oltre 3 km. Ciò ha grandi implicazioni sul modo in cui gli elefanti forestali coordinano le interazioni tra sottogruppi della famiglia e tra potenziali compagni (5).

Quanto è diverso questo risultato da quello che è stato trovato con gli elefanti della savana? Forse non così diverso come sembrerebbe prima. Gli esperimenti nella savana sono stati condotti per lo più in condizioni ambientali ottimali con poco o nessun vento. E a differenza degli studi di savannah, che utilizzavano esperimenti di riproduzione per determinare comportamentalmente se gli elefanti discriminavano la chiamata, abbiamo dovuto fare ipotesi sulla sensibilità uditiva degli elefanti, qualcosa che non è mai stato misurato con precisione. Ci sono alcune ragioni teoriche per pensare che gli animali siano molto bravi a estrarre segnali acustici dallo sfondo, quindi gli elefanti della foresta potrebbero fare molto meglio di quanto pensassimo.