クジラモバイル

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クジラの耳の穴は水が入らないようにふさがれていて、人間のように直接鼓膜によって音を聞く事はできません。

 

そのかわり、クジラは水中の音波を受信するパフォーマンス的なメソッドを入手しました。

 

近頃、サウンドチャンネルを使用した海洋音響トモグラフィー観測などの研究が進められていますが、音波の遠距離伝搬現象に関しては、まだまだ分からない事が諸々あり、各国で解明のための努力が続けられています。

 

クジラは200mくらいしか潜る事ができません。

 

その上、真冬になると我が子を産み育てるため赤道近くの暖かい海に戻る大置き換えを開始します。

 

けれども、このチャンネル軸は緯度が高くなるほど浅くなってきて、北極や南極に近い海域では海面付近になるのです。

 

音響の研究者のひとりとして、クジラの話をどうぞ聞いてみたいものです。

 

今度は、そのような海中の音の不思議を探ってみましょう。

 

そうすると南極近海の海面近くにいるクジラの発する声は、サウンドチャンネルのなかを通ってはるか遠くまで到達する事ができます。

 

冷戦ご時世、アメリカは敵の原子力潜水艦を探知するためソーサス(SOSUS)と呼ばれる水中マイク(ハイドロフォン)を数多にならべた装置(アレー)を諸々な海域に据え付けしました。

 

一方、クジラは、数千万年も前からこのサウンドチャンネルを応用してきた音響コミュニケーションの大先輩です。

 

これは、極地方では、水温の移り変わりが水面から深海までそんなに同じになるためにおこる現象です。

 

これは、われわれが水中マイクで受信した音をコンピュータによって処理しているのと似ています。

 

中緯度海域では、1000m付近(ほぼ2°C)まで水温が下がり続けるため、音速は水深900?1000mで最小になります。

 

ここでは、日本近海のような中緯度海域では、海面から深度が深くなるにつれ、水温が低くなるため音の速度が小さくなります。

 

 実を言えば,音波は海中でもよく伝わります。

 

「ブォー、ブォー」、「ジジジジ・・・」、それは、たとえて言えばおしゃべりを満喫してでいるように聞こえます。

 

本当は、クジラの声のような低い周波数の音波は、海底や海面に当たるとエネルギーが奪われますが、水のなかだけを進むケースは何千km先まで到達する事ができるなのです。

 

これは、陸上より4.5倍も速いのです。

 

音を使って意志疎通する事は、海中という環境で生き抜くためにクジラたちが取得した実力と腹積もりられています。

 

なぜ、クジラたちは海中で音を使用するのでしょうか。

 

クジラたちはわれわれ人間と異なる時スケールで暮らししているために、あまり気にしないのかもしれません。

 

クジラたちは、広い海洋で仲間と再会するため、遠く数千kmを隔てて、双方に通信をしているといわれています。

 

ただし、空気中では17m(340/20=17)と短くなります。

 

音速は水温や塩分(塩の溶け込んでいる比率)、ちなみに水深により移り変わりします。

 

その上、1秒間に約1500mもの速度で伝わります。

 

例を挙げると、世界中の海域に広く分布しているクジラ(BlueWhale、地球上で生息する生物のなかでマックス。

 

まさかと思われるかもしれませんが、実を言えばこうした低い音波は、数千km以上も遠くまで届く事ができるなのです。

 

加えて、クジラやイルカなどの生物の鳴き声や波の砕ける音といった自然音、船が航行する音や観測装置からの人工音と、海のなかには多彩な音があふれています。

 

深海サウンドチャンネル(クジラの声は深海サウンドチャンネルを伝わり、数百から数千キロ離れた仲間とのコミュニケーションに応用されるという。

 

けれども、仮に3000kmの距離を隔てて双方にコミュニケーションをとるとなると、一方の呼びかけに逆に仲間の返事が戻るのに4000秒、つまり1時以上も待たなくてはなりません。

 

実を言えば、クジラのコミュニケーションの研究が始まったのは、皮肉な事に1960年代から本格化した米ソ冷戦における軍拡競争がきっかけでした。

 

それ故にクジラは、真夏の間大量に現れてするオキアミや小魚を求めて南極や北極近海に集まります。

 

その結果、クジラの声(歌声のようにも聞こえます)には、多くのパターンが規則的に何度も繰り返されており、諸々なメッセージが内蔵されているのではと心積もりられるようになりました。

 

この現象を紹介するためには、海洋における深海サウンドチャンネルの事を解釈していただかなければなりません。

 

この映画の題名では,海の中の静けさを表す代表例として,「沈黙」というトークが使われていますが,実のところには,決して海の中は,「沈黙の世の中」ではないのです。

 

でも、海中で発せられた音は、わりと弱くならず遠くまで届きます。

 

加えて水深が深くなると、水温が一定のままで圧力が増加するため、音速が再び増加します。

 

この映画は,海底住まう基地での人生を描き見事にカンヌ映画祭でグランプリを確保しました。

 

はじめは、敵のスクリュー音と間違えられた事もありましたが、冷戦が終わって、施設を研究者が応用できるなようになり、それがクジラたちの声という事が解釈いただけ、研究が始まりました。

 

海中に音を遠くへ伝える層がある驚くべき事に、ハワイの近海でとらえられたクジラの声のなかには、南極近くの海からやってきたものも混ざっていました。

 

体長は25m以上、体重は100トン以上注1)は、世界中の海に分布していますが、その巨体を維持するため決まった的数トンもの餌を必須とします。

 

海のなかでは光が吸収されるため、わずか数十メートル先の物を見る事も困難になります。

 

横軸は発音している時(秒)、縦軸は周波数(上ほど高音)を表しています。

 

数十ヘルツの音波の時、島などの陸地があるとそれに沿って音波が伝搬するので、赤道付近のクジラたちも島のそばにさえいれば,百mも潜れば、遠く離れたスポットの仲間とコミュニケーションをとる事ができるなと心積もりられます。

 

ついでに、音速は、1°C水温が上がるとおおよそ4m/秒速く、塩分が0.1パーセント濃くなるとおおよそ1m/秒速くなり、水深が100m深くなると約1.7m/秒速くなります。

 

そのソーサスにクジラの声がしきりに受信されていました。

 

この図から、クジラは、ほぼ10から40ヘルツ(人の耳に聞こえるか聞こえないほどの低い周波数)に移り変わりする1分近くにもわたるパターンを、ほぼ1分ごとに繰り返している事がわかります。

 

音の波長は、音速を周波数で割ったものですから、20Hzの音波の波長は、水中(1500/20=75)では長さ75mです。

 

水の物理的な特質が空気と異なるので、いつも、音の速度は空気(約340m/秒)のなかより、水(約1500m/秒)のなかの方がはるかに速くなります。

 

人類がサウンドチャンネルの影響を知り、応用をはじめたのは、せいぜい60年ほど前の第二次世の中大戦中です。

 

クジラなどが海中で出す声を、WebWebページで聞く事ができます。

 

クジラは海中でおしゃべりしている!? このところ、各所でホエール・ウオッチングが盛んに行われています。

 

 

この特性によって音波は、チャンネル軸を中心に上下に海底や海面に当たる事なしに遠くまで伝わる事ができます。

 

その上、クジラの発達した脳は、遠く離れたロケーションから伝搬してくる微弱な仲間たちの音声パターンを認識していると心積もりられています。

 

どんなに透明度の高いところでも、陸上のように遠くまで見通す事ができません。

 

ここで、クジラがチャンネル軸のある1000mまで深く潜って音を出せるのだろうかという質問が生じます。

 

チャンネルの軸付近で発せられた音波は、音速が大きくなるにつれわずかずつ曲がる特質があります。

 

クジラの仲間(イルカやシャチも含む)は、水中の音を聞く技術が大いに発達しています。

 

クジラの群れを見つけた事例、船から水中マイク(ハイドロフォン)を海中に投げ入れると、クジラたちの声を聞く事ができます。

 

海の中は音の世の中1クジラの遠距離通信とサウンドチャンネル フランスの著名な海洋学者J.Y.クストー博士の著作を映画監督のルイ・マルが映画化したドキュメンタリー映画「沈黙のワールドワイド」(1958)というのがありました。

 

他にも、耳包骨と呼ばれる音を良く伝える骨によって、聴覚神経に直接伝えられます。

 

これをチャンネルの軸といいます。

 

海水中を伝わってきた音波は、音波を透過しやすい皮膚を通して頭蓋骨を振動させます。

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