Díky unikátnímu objevu českého vědce pomáhají velryby zmapovat dna oceánů

Nejhlasitěji si podle zoologů zpívá plejtvák myšok. Kdyby se takhle činil na operním pódiu, budova opery by nejspíš spadla. I bez mikrofonu totiž vydá zvuk o síle neuvěřitelných 189 decibelů (dB). S tím se nemůže měřit žádný jiný živočich a prakticky žádný lidský produkt. Proudový motor vydává hlasitost nějakých 140 dB. Velrybí volání s touto intenzitou snadno proniká usazeninami na dně oceánu i přes čedičové podloží až k hlubinným vyvřelinám.

Plejtváci a seismometry

Václav Kuna z Geofyzikálního ústavu AV v Praze, který se zaměřuje na studium seismicity a především vytvoření systémů včasného varování před zemětřesením, si povšiml v záznamu volání plejtváků jistých nesrovnalostí. Spolu s Johnem Nábělkem z Oregonské státní univerzity nahrávali zpěv plejtváků a výsledek poté analyzovali a srovnávali s údaji ze čtyřiapadesáti seismometrů, které jsou umístěné na dně v severovýchodní části Tichého oceánu.

Napadlo mě, že to mohou být odrazy ode dna a že bychom na tom mohli vyzkoušet seismickou zobrazovací metodu.

Seismometry leží konkrétně poblíž takzvané Blanco Transform Fault Zone, což je zlomová zóna, která vede podle pobřeží Oregonu na severozápadě Spojených států a je příčinou častých zemětřesení. Ze zvukového záznamu, desetinásobně zrychleného, bylo slyšet, jak po každém velrybím zvolání následuje řada tišších ozvěn.

„Když jsem viděl charakteristiky volání velryb, všiml jsem si, že tam jsou signály, které jsem si nedokázal vysvětlit – tedy ty, co vypadaly jako ozvěna,“ vysvětluje v rozhovoru pro magazín The Naked Scientists Václav Kuna. „Napadlo mě, že to mohou být odrazy ode dna a že bychom na tom mohli vyzkoušet seismickou zobrazovací metodu.“

Není vlna jako vlna

Oba vědci usoudili, že se velmi hlasitý velrybí zpěv odráží od vrstev hornin v zemské kůře. Tento zvuk tak vlastně vytváří seismické obrazy vrstev, které jsou podobné těm, jež byly dosud získávány uměle vytvořenými zvukovými vlnami. Tyhle vlny museli seismologové dosud složitě vyvolávat například pomocí vzduchových děl, což jsou válcové nádoby se stlačeným vzduchem. Po ponoření do vody se z nich vzduch rychle „vystřelí“, a když se vzniklý ráz zvuku setká s oceánským dnem, část energie vln se přemění na seismickou vlnu. Právě tyto vlny pak pomáhají geologům „vidět“ až pod dno.

„Jenže nejsilnější zvuková vlna pochází přímo od velryby, pak existují další druhy vln nebo odrazy přímé vlny. Sestupují ke dnu oceánu, a když na ně narazí, tak jím dokáže proniknout,“ vysvětluje český vědec. „Vlna prochází vrstvou sedimentu a pak se buď znovu odrazí, nebo pronikne ještě hlouběji tam, kde se odrazí definitivně, a my takové vlny můžeme zaznamenat na seismické stanici na dně oceánu.“ Z toho, jak se pronikající vlny odrážejí od různých hornin, mohou vědci odhadnout tloušťku jejich vrstev. Změny rychlosti vln mohou také odhalit, jaké typy hornin vlny procházely.

Co velryby odhalily

Informace z těchto vrstev pomáhají tomu, aby se vědci více dozvěděli o fyzice, ať již proběhlých či budoucích zemětřesení v regionu. Ozvěny zaznamenané v Tichém oceánu pomohly oběma vědcům a autorům příslušné studie zveřejněné v prestižním časopisu Science odhalit strukturu podmořské oceánské kůry pod třemi místy podél plavební trasy velryb. Dozvěděli se, že vrstvy sedimentu tu mají tloušťku 400 až 650 metrů a jsou usazeny na 1 800 metrů silné vrstvě čediče. Pod tímto čedičem je pak hlubinná vyvřelina, známá jako gabro.

Četná a celosvětově dostupná volání velryb mohou být použita k doplnění seismických studií v situacích, kdy konvenční průzkumy pomocí výbuchů nejsou k dispozici. „Existuje několik důvodů, proč využít k průzkumu oceánského dna volání velryb,“ přibližuje výhody svého objevu Václav Kuna. „Zaprvé je jako zdroj zvuku zdarma a velryby jsou do značné míry rozšířeny po celém světě. Takže je docela výhodné, že už máme někde záznamy signálů a nemusíme za ně platit. Zadruhé už velmi dlouho probíhá debata o používání tradičních seismických průzkumů, které mohou škodit oceánským savcům, protože produkují velmi hlasité zvuky. Takže ano, opravdu nechceme přidat do oceánu další hluk, pokud nemusíme.“