Med zvoki morskih sesalcev

Besedilo: Ana Šubic
Kategorija: Editors Choice / nedelja, 3. marec 2019 / 10:37  

Kranjčanka Pina Gruden je od malega vedela, da se bo ukvarjala s preučevanjem kitov in njihovih zvokov. Lani je na univerzi v Southamptonu doktorirala iz akustičnega inženiringa, pred tem pa je sodelovala na številnih odpravah po svetu in na ladjah procesirala zvoke morskih sesalcev. Zdaj je njen izziv razvoj programskih orodij za avtomatsko zaznavanje posameznih signalov. Znanstvenica, ki ji v Sloveniji na tem področju ni para.

»Marsikdo si predstavlja, da na ladjah precej uživamo, pa ni ravno tako. Opravljanje akustičnih raziskav na odpravah pomeni po dvanajst ur garanja na dan. Dneva marsikdaj niti ne vidiš, saj akustiko spremljaš v podpalubju, obdan z ekrani, računalniki in drugimi napravami. Zvoke moraš zelo pozorno poslušati in spremljati še monitorje, da na spektogramu opaziš tudi signale izven našega slušnega območja,« je Pina Gruden, 34-letna doktorica akustičnega inženiringa iz Kranja, v uvodu opisala, kako so videti dnevi na odpravah, kjer preučujejo zvoke morskih sesalcev. Bila je na številnih ladjah od Havajev, Patagonije, Falklandskih otokov, Madagaskarja … do Kanade, kjer so s pomočjo zvokov določali prisotnost morskih sesalcev. Lani jeseni je doktorirala na Inštitutu za zvok in vibracije na univerzi v Southamptonu. Pred kratkim se je vrnila domov, a ne bo ostala prav dolgo. Znanstveniki s tako specifičnimi znanji so sila redki, zato ji ponudb za delo ne manjka. Najbrž bo šla na tujo univerzo, kjer bo razvijala programska orodja za avtomatsko zaznavanje in procesiranje posameznih zvokov, kar bi precej olajšalo analizo. A tudi odprave jo še mikajo in bo zagotovo še šla na ladjo, kot pravi, že za dušo …

Delfini žvižgajo, kiti tudi pojejo

»Terensko delo je vedno zanimivo. Ocean je posebno okolje, popolnoma divje.« Ena njenih najljubših je bila lanska odprava v kanadskih vodah. Njihova vlada se je odločila raziskati, katere vrste kitov in delfinov se pojavljajo na zahodni obali. Pina je bila na ladji pet tednov. »V akustičnem delu ekipe smo imeli sistem hidrofonov – podvodnih mikrofonov, ki smo jih vlekli za ladjo, in še posebne akustične naprave, ki plovejo naokoli z morskimi tokovi in pošiljajo na ladjo zvoke preko VHF-radijskega signala. Morski sesalci konstantno oddajajo zvok, ker ga uporabljajo za različne namene. Različne vrste delfinov komunicirajo z žvižgi, kiti uporabljajo pesmi, da privabljajo samice. Za lov plena in orientacijo po prostoru delfini uporabljajo eholokacijske klike. Pri delfinih so zanimivi tudi t. i. podpisni žvižgi. Vsak ima svojega in z njim pri komunikaciji sporoča svoje ime. Z določenimi tehnikami nato zvoke lokaliziramo in tudi ugotovimo, za katero vrsto kita ali delfina gre. Projekt je bil zelo uspešen, saj nam je uspelo potrditi prisotnost ene vrste vosatega kita – najprej akustično in nato še vizualno.« Omenjenega kita niso v kanadskih vodah zaznali že desetletja, odkrili pa so tudi druge do tedaj neznane stvari.

Omenila je tudi odpravo, ki jo je v času opravljanja doktorata organizirala v Patagoniji. »Z družino, ki že trideset let živi na ladji, smo izvedli skupni projekt. Sestavila sem jim opremo, jih naučila uporabe, nato pa so dve leti zbirali akustične in vizualne podatke o kitih in delfinih na tem območju, ki še nikoli ni bilo raziskano,« je razložila Pina, ki je trenutno v procesu analiziranja zbranih podatkov za objavo v znanstvenem članku.

Na ladjah po vsem svetu

Da bo raziskovala kite in njihov zvok, se je odločila že pri sedmih letih. »Sama se ne spomnim, sošolci iz osnovne šole pa vedo povedati, da sem nekoč imela referat in sem jim predvajala tudi zvoke kitov. Menda so se mi smejali, češ kaj se grem tu, sredi hribov,« se v smehu spominja Pina. »Takrat sploh še nismo vedeli, da imamo tudi v slovenskem morju morske sesalce. Šele kasneje je bilo preko delovanja društva Morigenos dokazano, da imamo tudi pri nas stalno populacijo delfinov vrste velika pliskavka.«

Po gimnaziji se je odločila za študij biologije, vmes pa je bila dejavna v slovenskem društvu za morske sesalce Morigenos. V času absolventskega staža se je odpravila na izmenjavo na škotsko univerzo v Aberdeen. Tam je opravila svoje prve raziskave v tujini. »Imajo terensko postajo na svetilniku in raziskujejo stalno populacijo velikih pliskavk,« je razložila Pina, ki je po vrnitvi v Slovenijo diplomirala z nalogo o uporabi akustičnih naprav za ugotavljanje dejavnikov, ki vplivajo na rabo habitata velikih pliskavk. »Že pred koncem študija pa sem dobila ponudbo za službo v tujini in sem šla po svetu. Bila sem na mnogih ladjah, kjer smo delali akustične raziskave: najprej na Havajih, nato na Madagaskarju, potem me je služba že čakala v Angliji,« se spominja. Odprave so financirale tako nevladne organizacije kot tudi podjetja. »Za industrijo sem delala dve leti. Britansko industrijsko podjetje me je pošiljalo na ladje po vsem svetu. Projekti so zelo različni. Pred postavljanjem različnih struktur v morju, kot so vetrne turbine, je na primer treba opraviti raziskavo o prisotnosti morskih sesalcev. Enako je pri iskanju olja in nafte v morju; če smo zaznali živali, je bilo treba operacijo ustaviti. Odpravo na Madagaskarju pa je denimo organizirala ameriška neprofitna organizacija,« je pojasnila.

Program, ki lahko prihrani leta

Po nekaj letih terenskega dela se je Pina odločila, da začne raziskovati, kako bolj učinkovito analizirati in procesirati digitalne signale. Tako se je odpravila na omenjeni Inštitut za zvoke in vibracije v Southampton. V okviru doktorata je razvila program, ki pomaga iz zvočnih posnetkov avtomatično ekstrahirati delfinje žvižge. »To je matematično in statistično zelo zahteven problem. Podobno kot če bi želeli iz zvočnega posnetka orkestra z računalniškim programom ekstrahirati točno določen inštrument in njegovo melodijo,« je ponazorila. Program je širše uporaben, z njim lahko biologi dobijo odgovore na številna vprašanja o prisotnosti živalskih vrst v določenem okolju. Po besedah Pine bi z njim lahko prihranili leta, saj so sicer analize posnetkov izjemno zahtevne in zamudne. »Cilj mojega doktorata je bil ekstrakcija žvižgov, ekstrahirane signale pa je možno uporabiti tudi za klasifikacijo vrst.« A pri tem spet lahko naletijo na problem, saj delfini in kiti iste vrste v različnih okoljih oddajo drugačne signale, imajo nekakšna geografska narečja. »Delfina iste vrste, ki živita v Atlantiku in Pacifiku, oddajata povsem drugačne žvižge in lahko sistem v drugem oceanu zataji,« je razložila Pina.

Z jadrnico na Antarktiko

Da morski sesalci komunicirajo, je bilo ugotovljeno že v petdesetih letih prejšnjega stoletja. »Za raziskovanje je bila že takrat zainteresirana vojska, tudi zato, da bi kodirali svoje signale v obliki naravnih signalov – za kamuflažo. Poleg tega je bil zelo raziskovan princip delfinjega sonarja, da bi pripomogli k razvoju človeškega sonarja. Delfini oddajajo tleske, nato pa počakajo na odmev in si preko tega ustvarijo zelo natančno sliko okolja,« je pojasnila Pina.

Njena velika želja je, da bi šla nekoč na Antarktiko. Kot navdušena jadralka bi tja jadrala čez Drakov preliv, seveda ne brez naprav za snemanje zvokov in tudi ne fotoaparata. »Fotografiram zelo rada, sploh na lokacijah, dostopnih samo znanstvenikom in raziskovalcem.« Na odpravah tudi izkusi popoln mir, marsikdaj ni ne signala ne civilizacije.

Čeprav bi se kot znanstvenica za procesiranje digitalnih signalov lahko kaj hitro zaposlila tudi drugje in bi na primer preučevala medicinske, električne signale, pa pravi, da bo ostala zvesta njej tako zelo ljubim zvokom morskih sesalcev. »Delam to, kar rada delam in v kar verjamem.«