鲸鱼大部分时间都不发出声音。基于发声的追踪，研究鲸类动物移动和行为的标准工具，留下了覆盖它们生命大部分的盲区。挪威科技大学的一项新研究找到了填补这一空白的方法，利用已经躺在海底的传感器网络：海底光纤电信电缆。
这项研究由罗宾·安德烈·罗尔斯塔博特宁和马丁·兰德罗在挪威科技大学地球物理预测中心领导，于6月23日发表在《PNAS》上，证明在北极斯瓦尔巴群岛海岸外的一条商用海底电缆上使用分布式声学传感（DAS）可以通过蓝鲸游泳身体产生的流体动力学压力场来探测沉默的蓝鲸。
DAS的工作原理及其扩展方式
分布式声学传感的工作原理是向光纤发射相干激光脉冲。玻璃中的微观杂质使一小部分光反射回源头，瑞利背向散射。当声波或压力波动使光纤产生应变时，背向散射光的相位会与应变成比例地偏移。由于光纤中的光速精确已知，询问器可以沿着50公里或更长的电缆将扰动定位在大约10米以内。整条电缆变成了数千个虚拟应变传感器。
DAS已用于地震检测、管道监测和鲸鱼声学追踪，但标准DAS记录的是声学范围的频率，即鲸鱼发声时产生的声波。罗尔斯塔博特宁和兰德罗将该技术推向了0.01至0.1赫兹的超低频区域，其中信号不是声学的而是流体动力学的：运动物体产生的水的物理位移。
当鲸鱼游泳时，它的身体将水推开，在周围产生压力和速度场。这与船在水中移动时产生的信号类型相同，但在可比距离上大约弱100倍。挪威科技大学团队将瑞利于1917年最初发表的一个描述不可压缩流中空腔坍塌的模型应用于平移源，游泳的鲸鱼，的情况。当源直接在光纤上方时，应变率幅度与源深度的立方成反比，将检测范围限制在鲸鱼约40米，而大型船舶约550米。
真实海洋演示
这不是一次水槽实验。该团队使用了斯瓦尔巴群岛附近的一条活跃海底电信电缆，真正的北极基础设施，为其他目的收集并重新分析的数据。他们识别了来自当时未发声的蓝鲸的13次低频流体动力学事件，将信号与发声频谱图（蓝鲸从60到20赫兹的下扫）进行交叉参照，以确认物种身份。
船只运动通过自动识别系统数据进行了验证，并用作压力场模型的校准目标。信号按距离的立方衰减，与理论预测吻合。
这带来的可能性
主要优势是覆盖范围。不发声的鲸鱼，或者在标准DAS记录范围以上的频带发声的鲸鱼，正如许多齿鲸那样，对传统的声学监测是不可见的。流体动力学检测无论动物是否发出噪音都有效。这种方法也是可扩展的：全球已有的海底电信电缆网络原则上可以重新用于被动海洋哺乳动物监测。
这种方法在鲸鱼探测之外也有潜在应用。同样的超低频灵敏度可用于监测洋流、内波和其他传统海洋学传感器无法在电缆网络规模上解析的流体动力学特征。
来源： Rørstadbotnen RA， Landrø M. Detection of silent whales using distributed acoustic sensing on submarine fiber-optic cables. PNAS. 2026;123(26):e2603077123. doi:10.1073/pnas.2603077123