Alianti marini robot permettono di ascoltare gli oceani come mai prima d’ora (VIDEO)

Trasportati dai “venti” marini, registrano suoni sott'acqua e “dipingono” immagini subacquee

[11 aprile 2018]

Robot alianti sottomarini senza motore, lunghi 1,5 metri e pesanti 50 kg, possono raggiungere profondità di 1,000 metri e, cavalcando i “venti” marini, le correnti oceaniche, possono percorrere silenziosamente e incessantemente l’oceano per mesi, coprendo migliaia di chilometri e comunicando via satellite con il loro pilota per costruire un paesaggio sonoro sottomarino degli oceani del mondo.

Pierre Cauchy, ricercatore del Centre for ocean and atmospheric sciences della School of environmental sciences dell’università dell’East Anglia (Uea) e il suo team di ricerca anglo-francese utilizzano da 5 anni alianti sottomarini PAM (Passive Acoustic Monitoring), registrando il rumore ambientale sottomarino nel Mar Mediterraneo, nell’Oceano Atlantico e nell’Oceano Antartico meridionale e spiegano che «Le registrazioni possono essere utilizzate per misurare la velocità del vento sulla superficie del mare e monitorare le tempeste, nonché per intercettazioni della vita marina».

Cauchy e il suo team, composto anche da altri scienziati dell’Uea, della Scottish association for marine science  dello Scottish marine institute e del Laboratoire d’océanographie et de climatologie (Locean) dell’Institut Pierre Simon Laplace,  hanno presentato la loro ricerca “Passive Acoustic Monitoring from ocean gliders“ alla General Assembly of the European Geosciences Union (Agu) in corso a Vienna, dove hanno dimostrato come il robot aliante Seaglider  riesce a misurare la velocità del vento, ad ascoltare i suoni prodotti dai pesci e dai cetacei e dalle  attività umane. Infatti, i robot alianti trasportano idrofoni che registrano il rumore sottomarino causato anche dagli eventi meteorologici in superficie. I ricercatori dicono che «I robot possono fornire ulteriori informazioni registrando i suoni in luoghi remoti dove non ci sono stazioni meteorologiche permanenti, i robot forniscono preziose informazioni sui modelli di vento o delle tempeste, che possono aiutare a perfezionare i modelli climatici». Questo è particolarmente vero per gli oceani.

Intervenendo all’Assemblea Agu, Cauchy ha spiegato: «Stiamo collegando i sensori di monitoraggio dell’acustica passiva ai sottomarini autonomi con lo scopo di sviluppare nuovi modi per monitorare gli oceani. Per mettere in funzione un aliante, ci vuole un giorno per metterlo in acqua, ma poi il robot non si spegne per alcuni mesi per raccogliere i suoi dati». L’energia sonora proveniente dai forti  venti forti sulla superficie si propaga fino al sommergibile che rileva il rumore a le frequenze comprese nell’intervallo 2-10kHz. «Più veloce è il vento, più forte è il suono» ha detto il ricercatore dell’Uea al meeting di Vienna.

E’ vero che ci sono già i satelliti che giudicano la velocità del vento che soffia sulle  remote località oceaniche misurando la ruvidità della superficie marina, ma per un satellite le condizioni di calma sembrano molto diverse rispetto ai mari agitati. Invece gli alianti robot dotati di idrofono possono essere utilizzati per determinare la fondatezza di queste informazioni satellitari. Cauchy evidenzia che «Gli alianti ti permettono di andare in posti dove non puoi andare con una barca o una boa. Ad esempio, potresti mandarli in un uragano».

I robot sono molto adattabili e sono spinti dalla loro galleggiabilità: una “vescica” viene alternativamente riempita e sgonfiata con acqua, quindi, mentre i robot si alzano e si abbassano nella colonna d’acqua, le loro ali li spingono in avanti. La mancanza di un motore di qualsiasi tipo significa che funzionano silenziosamente e quindi acquisiscono dati acustici completamente puliti che possono essere estratti dal robot quando viene recuperato, o ritrasmessi attraverso un segnale del sat-phone quando il robot sporge l’antenna fuori dall’acqua.

Naturalmente, i robot  alianti già in attività stanno catturando tutti i tipi di suoni oceanici, compresi il rumore dei pesci che comunicano tra loro. i clic dell’ecolocalizzazione di balene e delfini, il  crescente frastuono proveniente dalle attività umane, come il traffico navale e le indagini sismiche alla ricerca di idrocarburi.

E Cauchy ha evidenziato che l’utilizzo del robot aliante silenziosi sta sollevando nuove domande e possibilità: «Un recente progetto ha trovato un’associazione tra la salute delle piante da fiore marine –  le fanerogame – e il rumore dei pesci. Con i nostri alianti, potreste navigare lungo la costa e conoscere la salute dell’ecosistema ascoltando i pesci». Altri utilizzi dei suoni registrati  dagli alianti comprendono lo studio delle densità della popolazione di balene e il monitoraggio dell’attività illegale di pesca nelle zone di divieto integrale.

Cauchy ha detto: «Come acustico, è affascinante ascoltare la vita sottomarina come i globicefali nel Nord Atlantico, ma anche ascoltare gli echi di ciò che sta accadendo sopra nei cieli». Mentre i globicefali  emettono fischi, ronzii e click, i branchi di delfini a caccia emettono forti click di ecolocalizzazione e le specie più grandi come i capodogli fanno click più gravi e più lenti. I venti che spazzano i cieli sopra gli oceani aumentano il livello del rumore di fondo, gli intensi impulsi delle indagini sismiche sono unici e facilmente identificabili, e le navi sono chiaramente identificabili dai rumori a basse frequenze.

Cauchy sottolinea che il Seaglider  «Si è dimostrato utile per la modellizzazione del clima, il monitoraggio delle tempeste o la protezione della vita marina, spero che altri ricercatori integrino i robot subacquei silenziosi nel loro lavoro e che il loro uso si amplierà».

I ricercatori britannici e francesi sono convinti che «Le misurazioni acustiche passive con gli alianti sono nella loro infanzia ma sono altamente promettenti. Nuovi metodi sviluppati per le boe o le piattaforme alla  deriva possono essere adattati agli alianti. Le capacità a lungo raggio, a basso costo, ad alta risoluzione e multidisciplinari di un aliante, insieme all’elaborazione e trasmissione dei dati del sensore Passive Acoustic Monitoring (PAM) in tempo reale, rivoluzioneranno il modo in cui i dati acustici vengono applicati sia scientificamente che commercialmente».

Presentando il loro lavoro al meeting Agu i ricercatori hanno concluso: «Queste nuove abilità ampliano lo spettro di osservazione degli alianti oceanici. Dalla rilevazione delle tempeste e dalla misurazione della velocità del vento, possiamo quantificare i flussi aria-mare di importanza critica. Dall’individuazione dei mammiferi marini, potremmo seguire una popolazione, stimarne le dimensioni, il comportamento e la posizione, e quindi ridurre gli impatti antropici dannosi e mappare i modelli di comportamento dei cetacei rispetto alle caratteristiche oceanografiche di interesse (fioriture, sciami di krill). Potremmo fornire un paesaggio sonoro ad alta risoluzione di una regione di interesse, come un’area marina protetta o un sito di attività offshore, e monitorare l’attività e l’evoluzione di un ecosistema».

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  • UEA Research Paints Underwater Pictures With Sound | University of East Anglia (UEA)