如果将头伸到珊瑚礁附近的水下,你可能会听到炸培根的声音。这种诱人的声音来自枪虾近乎滑稽地超大的爪子——它们合拢的速度足够快,可以产生带有响亮“砰”声而消失的气泡。无数枪虾互相敲击发出的噼啪声,混合着鱼的咕哝声、鲸鱼和海豚的叫声以及水下的其他声音,形成所谓的海洋声景。这是你晚上可能会入睡的生物背景噪音。
但有一群研究人员认为海洋背景噪音还有另一种用途。由军方研究机构 DARPA(美国国防部高级研究计划局)资助的科学家们认为,通过监听大海的合唱,或许可以探测到几乎无声通过的水下无人机。近年来,美国、中国和俄罗斯都在开发无人潜艇舰队,其中一些可以携带核武器。与此同时,俄罗斯潜艇在北大西洋的活动日益频繁。去年,俄罗斯声称 潜艇已驶近美国东海岸 而未被发现。
水下 PALS
美国政府与研究人员和国防公司合作,正在探索如何利用渗透到海洋中的声音。 “持久水生传感器”(PALS)计划 包括多项提案,探讨如何通过监测特定物种的行为来提供非生物物体(如无人机)存在线索。例如,鱼群在水下无人机附近可能会表现出不同的行为,以可识别的方式改变它们的运动或叫声。生物发光生物也可能以光的形式发出信号,微生物甚至可以用来探测马达的磁信号。
枪虾也可能发挥作用,尽管它们的作用会更被动一些。国防公司 Raytheon BBN Technologies 的科学家 Alison Laferriere 正在领导一个研究团队,探讨将枪虾作为一种自然声纳的可能性。
“想法是,枪虾发出的声音会传播到目标物,从目标物反射回来,然后我们就能在传感器上探测到它,”她说。枪虾发出的声音非常响亮,近距离可达 190 分贝。与传统声纳相比的优势在于,大多数珊瑚礁上到处都是枪虾,而且不需要为设备供电来产生声波。在珊瑚礁上战略性地布置的一系列水听器将能够简单地拾取声音进行分析。
聆听大海
其他团队正在研究如何简单地监测 Laferriere 所称的海洋“生物声景”。
“我们所说的生物声景是所有动物在水下发出的所有声音的集合,”她说。“我们特别感兴趣的是监测声景,并确定当水下车辆经过时,声景是否在某种程度上发生了变化。”
动物通常对外在环境极为敏感,它们的行为会因外部侵扰而改变。例如,鱼群在受到攻击时会 以可识别的模式游动,而其他鱼类则几乎一直在相互进行声学交流。学会解读运动或声音模式可以提供有价值的线索,表明水中存在人造入侵者。
Laferriere 刚刚开始在实验室对枪虾进行测试,并表示今年晚些时候将计划前往美属维尔京群岛开始对水下声景进行采样。如果一切顺利,将会在海洋中进行进一步的测试。她和她的团队希望更好地了解海洋的声音,以便开始分辨出水下无人机可能产生的各种模式。
对我们其他人来说,这是一个提醒:当我们进入海洋时,我们可能不知道,但那里的无数生物正在“观察”。
[更新 2019/3/25:本文已更新,以纠正 Alison Laferriere 的姓氏拼写。]














