聲吶故障為什麼會讓瓜頭鯨再次沖灘?瞎了二次撞牆很正…


聲吶故障為什麼會讓瓜頭鯨再次沖灘?瞎了二次撞牆很正常的頭圖

聲吶故障為什麼會讓瓜頭鯨再次沖灘?瞎了二次撞牆很正常

12頭瓜頭鯨擱淺,3頭死亡的瓜頭鯨已經進行了冷凍。但剩下的9頭鯨有些聲吶系統出現了問題,回到大海可能還會發生“自殺式”衝灘,需要先進行救治。那麼聲吶系統的原理是什麼?對於鯨魚來說意味著什麼?為何會引發自殺式衝灘呢?

夜晚的實驗

小學有一篇課文《夜晚的實驗》:18世紀意大利科學家斯帕拉捷好奇“蝙蝠為什麼夜晚可以在障礙物中靈活地穿梭,捕食飛蛾?”於是,他便抓了些蝙蝠,然後蒙住眼睛,結果蝙蝠依然穿梭自如。多次實驗後,他發現堵上了耳朵或嘴巴,蝙蝠就會失去避障能力。

後來的科學家發現蝙蝠利用嘴巴發出超聲波,通過耳朵接收反射聲波發現障礙物,這就是“迴聲定位”。聲吶(SONAR)是“Sound Navigation And Ranging”的首字母縮寫,意為“利用聲音進行導航和測距”,也就是“迴聲定位”。迴聲定位是一些生物看清世界的方式,就像陸地上大多數動物以及人類,通過接收外界射來的光,來判斷獵物離我們有多遠,老虎是否潛伏在草叢中,足球落點在哪裡。

黑暗中的眼睛

不過,用眼睛看世界有一個關鍵點,必須要有光源。例如太陽輻射出七色光,它們混合在一起為白光,白光灑在森林之中,植物將七色光中的一部分光吸收,而將剩余光反射出來,這些光在我們看來是綠色的,所以葉子是綠色的。

(正常人類感光細胞所能接收的電磁波波長:400~780nm)

插播小知識:實際上,萬物根本沒有顏色。我們的眼睛接收到的光是一類電磁波,稱為“可見光”。不同電磁波的差別是“波長不同”,而非“顏色不同”。顏色只是我們眼睛中的感光細胞、神經以及大腦給我們造成的假象。

這個過程就像你通過數據線給打印機發送一堆代碼,而打印機呈現的是一幅帶有色彩的畫。我們看樹葉是綠色的,是因為樹葉反射出的電磁波波長為495–570nm(綠光波段)。

如果洞穴中不存在可見光,對於人類來說伸手不見五指,但並不代表環境中真的沒有光。洞穴中,人類37℃左右的體溫會時刻向外輻射波長為10000nm左右的紅外線。對於能感知紅外線的生物來說這就是光,例如蛇對紅外線極為敏感,即使溫差相差0.002℃都能被它清晰地感知到。

鯨魚的選擇

不過,電磁波並非動物唯一的選擇。鯨魚是一種哺乳動物,屬於偶蹄目,鯨下目。 6000萬年前,它們的祖先石炭獸是一種半水生動物,與其後代之一河馬的生活習性很像。鯨魚這個分支則在5400萬年前完全潛入水下,最終游向大海。

對於鯨魚來說,深海漆黑一片。它們的祖先賦予的陸地感光波段積重難返,為了躲避當時的天敵、捕食獵物,它們急需在演化上尋找一種新的解決方案。

聲吶系統:氣囊壓縮空氣——猴唇體震動產生超聲波——瓜狀體聲學脂肪將聲波放大——聲波遇到障礙物返回特定頻率聲波——下頜聲學脂肪接收迴聲頻率並反饋到後面的耳蝸— —將頻率轉換成神經信號傳送到大腦皮層進行成像

2400萬年前,由大量偶發性變異累加產生的聲吶系統脫穎而出,因為聲波在海水中的傳播速度是空氣中的四倍。鯨魚發出的聲波,在海洋中擴散,碰到魚群或者障礙物就會反射回來,它們通過接收到的聲波頻率,在大腦中構建圖像。其原理與人類的視覺系統的基本原理相似,只不過媒介變成了聲波。因此,聲吶系統就是鯨魚在深海的眼睛。系統中無論哪個環節出現問題,鯨魚都有可能變成“瞎子”。

鯨魚戲語

我們演化出聲吶系統前,並不知道未來會出現人類這個物種。除了弄出大量漁網和垃圾,他們還會獵殺鯨魚;潛艇與海上鑽井經常會發出高強度的聲波,把我們搞瞎,這就像把強光懟在他們眼睛上;他們還會在用機器構建聲吶牆,讓我們本能地為了躲避聲吶游向海灣,衝上沙灘,前不久法羅群島,175頭領航鯨同伴就是這麼被人類屠殺的;

除了外因,我們偶爾會生病。當聲吶系統出現問題會做出錯誤的判斷,將淺灘判斷為安全區域,發起衝擊。如果有人發出求救聲,我們也會義無反顧地衝過去,哪怕那個方向是淺灘,因為我們很團結。好在有些人類會幫助我們,醫治好我們,再將我們送回大海。