هم زمین‌لرزه‌ها را می‌شنود، هم آواز نهنگ‌ها را: فناوری تازه برای حفاظت از رودخانه‌ی سن‌لوران

پژوهشگران دانشگاه مک‌گیل و چند مؤسسه علمی کانادا سامانه‌ای آزمایشی برای پایش محیط زیست در پایین‌دست رودخانه سن‌لوران توسعه داده‌اند که می‌تواند به‌طور هم‌زمان زمین‌لرزه‌ها، حرکت آب، تردد کشتی‌ها، انفجارهای معدنی و حتی آواز نهنگ‌ها را ثبت کند. پژوهشگران می‌گویند این شبکه می‌تواند به تصمیم‌گیری‌های آینده درباره حفاظت از اکوسیستم دریایی و مدیریت ترافیک دریایی در یکی از مهم‌ترین آبراه‌های کانادا کمک کند.

این سامانه با همکاری دانشگاه مک‌گیل، دانشگاه کبک در مونترال (UQAM)، دانشگاه دالهوزی و سازمان منابع طبیعی کانادا ساخته شده و در جریان آزمایش‌های خود، حدود دو برابر بیشتر از شبکه ملی پایش زمین‌لرزه کانادا موفق به ثبت زمین‌لرزه‌ها شده است. در کنار آن، داده‌های ارزشمندی درباره صدای نهنگ‌ها، عبور کشتی‌ها، جزر و مد و فعالیت‌های انسانی نیز جمع‌آوری کرده است.

پنجره‌ای تازه به یکی از مهم‌ترین زیست‌بوم‌های کانادا

رودخانه و خور سن‌لوران تنها یک مسیر مهم کشتیرانی نیست؛ این منطقه زیستگاه گونه‌های ارزشمندی مانند نهنگ بلوگا سن‌لوران، گونه‌ای در معرض خطر انقراض، و محل عبور بسیاری از نهنگ‌های بزرگ دیگر است. هم‌زمان، این آبراه یکی از شلوغ‌ترین مسیرهای حمل‌ونقل دریایی کشور و یکی از فعال‌ترین مناطق لرزه‌ای شرق کانادا نیز به شمار می‌رود. به گفته یاجینگ لیو، استاد علوم زمین و سیاره‌ای دانشگاه مک‌گیل و سرپرست این پژوهش، همین هم‌پوشانی میان فعالیت‌های طبیعی و انسانی، سن‌لوران را به آزمایشگاهی ایده‌آل برای چنین سامانه‌ای تبدیل کرده است.

وقتی صدای کشتی‌ها با آواز نهنگ‌ها تداخل پیدا می‌کند

پژوهشگران حسگرهایی را در کف رودخانه و همچنین در سواحل و خشکی، در محدوده‌ای میان ریموسکی و سپت-ایل نصب کردند. این تجهیزات طی دو سال، از پاییز ۲۰۲۳ تا بهار ۲۰۲۵، به‌طور پیوسته داده‌ها را ثبت کردند.

تحلیل فرکانسی داده‌ها نشان داد که می‌توان منابع مختلف صدا را از یکدیگر تفکیک کرد؛ از صدای نهنگ‌ها گرفته تا عبور کشتی‌ها، جزر و مد و حتی انفجارهای معدنی. پژوهشگران می‌گویند در بسیاری از موارد، صدای کشتی‌ها و آواز نهنگ‌ها هم‌زمان در یک منطقه ثبت شده‌اند؛ موضوعی که می‌تواند نشان‌دهنده تداخل آلودگی صوتی با ارتباطات صوتی نهنگ‌ها باشد. چنین اطلاعاتی می‌تواند در آینده برای بازنگری مقررات مربوط به سرعت یا مسیر حرکت کشتی‌ها در زیستگاه نهنگ‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

کاربردی فراتر از زمین‌لرزه

اگرچه این شبکه در اصل برای مطالعات لرزه‌شناسی طراحی شده بود، اما پژوهشگران دریافتند که داده‌های آن می‌تواند برای شناخت بهتر جریان‌های زیرسطحی آب نیز به کار رود؛ جریان‌هایی که نقش مهمی در انتقال مواد مغذی و تعیین محل تغذیه و مهاجرت نهنگ‌ها دارند.
به گفته پژوهشگران، یکی از مهم‌ترین مزیت‌های این فناوری آن است که یک شبکه واحد می‌تواند هم‌زمان چندین نوع داده محیط‌زیستی را تولید کند؛ موضوعی که هزینه پایش محیط زیست را کاهش داده و امکان تصمیم‌گیری دقیق‌تر برای حفاظت از اکوسیستم‌های دریایی را فراهم می‌کند.

گامی برای حفاظت بهتر از سن‌لوران

این پژوهش نمونه‌ای از رویکردی است که دانشمندان آن را «پایش چندمنظوره» می‌نامند؛ روشی که در آن یک شبکه حسگر می‌تواند هم‌زمان نیازهای زمین‌شناسی، اقیانوس‌شناسی، زیست‌شناسی و مدیریت حمل‌ونقل دریایی را پاسخ دهد.

با توجه به اهمیت اقتصادی و زیست‌محیطی رودخانه سن‌لوران، پژوهشگران امیدوارند چنین سامانه‌هایی در آینده به بخشی از زیرساخت دائمی پایش این آبراه تبدیل شوند و به تدوین سیاست‌های مؤثرتر برای حفاظت از حیات‌وحش دریایی، کاهش آلودگی صوتی و افزایش ایمنی دریانوردی در شرق کانادا کمک کنند.

درباره پژوهش

این مطالعه با عنوان Lower St. Lawrence Seaway Amphibious Seismic Network for Earthquakes and Marine Soundscape Monitoring به سرپرستی یاجینگ لیو از دانشگاه مک‌گیل و با همکاری پژوهشگرانی از سازمان منابع طبیعی کانادا، دانشگاه دالهوزی و دانشگاه کبک در مونترال در نشریه Seismica منتشر شده است. این پروژه با حمایت شورای پژوهش‌های علوم طبیعی و مهندسی کانادا (NSERC) و بنیاد نوآوری کانادا (CFI) انجام شده است.