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声呐故障为什么会让瓜头鲸再次冲滩?瞎了二次撞墙很正常

12头瓜头鲸搁浅,3头死亡的瓜头鲸已经进行了冷冻。但剩下的9头鲸有些声呐系统出现了问题,回到大海可能还会发生“自杀式”冲滩,需要先进行救治。那么声呐系统的原理是什么?对于鲸鱼来说意味着什么?为何会引发自杀式冲滩呢?

夜晚的实验

小学有一篇课文《夜晚的实验》:18世纪意大利科学家斯帕拉捷好奇“蝙蝠为什么夜晚可以在障碍物中灵活地穿梭,捕食飞蛾?”于是,他便抓了些蝙蝠,然后蒙住眼睛,结果蝙蝠依然穿梭自如。多次实验后,他发现堵上了耳朵或嘴巴,蝙蝠就会失去避障能力。

后来的科学家发现蝙蝠利用嘴巴发出超声波,通过耳朵接收反射声波发现障碍物,这就是“回声定位”。声呐(SONAR)是“Sound Navigation And Ranging”的首字母缩写,意为“利用声音进行导航和测距”,也就是“回声定位”。回声定位是一些生物看清世界的方式,就像陆地上大多数动物以及人类,通过接收外界射来的光,来判断猎物离我们有多远,老虎是否潜伏在草丛中,足球落点在哪里。

黑暗中的眼睛

不过,用眼睛看世界有一个关键点,必须要有光源。例如太阳辐射出七色光,它们混合在一起为白光,白光洒在森林之中,植物将七色光中的一部分光吸收,而将剩余光反射出来,这些光在我们看来是绿色的,所以叶子是绿色的。

正常人类感光细胞所能接收的电磁波波长:400~780nm)

插播小知识:实际上,万物根本没有颜色。我们的眼睛接收到的光是一类电磁波,称为“可见光”。不同电磁波的差别是“波长不同”,而非“颜色不同”。颜色只是我们眼睛中的感光细胞、神经以及大脑给我们造成的假象。

这个过程就像你通过数据线给打印机发送一堆代码,而打印机呈现的是一幅带有色彩的画。我们看树叶是绿色的,是因为树叶反射出的电磁波波长为495C570nm(绿光波段)。

如果洞穴中不存在可见光,对于人类来说伸手不见五指,但并不代表环境中真的没有光。洞穴中,人类37℃左右的体温会时刻向外辐射波长为10000nm左右的红外线。对于能感知红外线的生物来说这就是光,例如蛇对红外线极为敏感,即使温差相差0.002℃都能被它清晰地感知到。

鲸鱼的选择

不过,电磁波并非动物唯一的选择。鲸鱼是一种哺乳动物,属于偶蹄目,鲸下目。6000万年前,它们的祖先石炭兽是一种半水生动物,与其后代之一河马的生活习性很像。鲸鱼这个分支则在5400万年前完全潜入水下,最终游向大海。

对于鲸鱼来说,深海漆黑一片。它们的祖先赋予的陆地感光波段积重难返,为了躲避当时的天敌、捕食猎物,它们急需在演化上寻找一种新的解决方案。

声呐系统:气囊压缩空气――猴唇体震动产生超声波――瓜状体声学脂肪将声波放大――声波遇到障碍物返回特定频率声波――下颌声学脂肪接收回声频率并反馈到后面的耳蜗――将频率转换成神经信号传送到大脑皮层进行成像

2400万年前,由大量偶发性变异累加产生的声呐系统脱颖而出,因为声波在海水中的传播速度是空气中的四倍。鲸鱼发出的声波,在海洋中扩散,碰到鱼群或者障碍物就会反射回来,它们通过接收到的声波频率,在大脑中构建图像。其原理与人类的视觉系统的基本原理相似,只不过媒介变成了声波。因此,声呐系统就是鲸鱼在深海的眼睛。系统中无论哪个环节出现问题,鲸鱼都有可能变成“瞎子”。

鲸鱼戏语

我们演化出声呐系统前,并不知道未来会出现人类这个物种。除了弄出大量渔网和垃圾,他们还会猎杀鲸鱼;潜艇与海上钻井经常会发出高强度的声波,把我们搞瞎,这就像把强光怼在他们眼睛上;他们还会在用机器构建声呐墙,让我们本能地为了躲避声呐游向海湾,冲上沙滩,前不久法罗群岛,175头领航鲸同伴就是这么被人类屠杀的;

除了外因,我们偶尔会生病。当声呐系统出现问题会做出错误的判断,将浅滩判断为安全区域,发起冲击。如果有人发出求救声,我们也会义无反顾地冲过去,哪怕那个方向是浅滩,因为我们很团结。好在有些人类会帮助我们,医治好我们,再将我们送回大海。