На языке природы

Микрофон и компьютер помогут оценить состояние окружающей среды

Чем пение птиц на рассвете напоминает симфонии Бетховена, почему животные в лесу не перекрикивают друг друга и зачем все это нужно экологам? Научный журналист Брэндон Кейм поговорил с одним из идеологов экоакустики Берни Краусом, а портал «Чердак» пересказывает все главное из его текста в журнале Nautilus.

Берни Краус связал свою жизнь со звуками: сначала с музыкой, написанной человеком, а потом — с симфониями живой природы. Он больше слушает, чем смотрит, что странно для нашего общества, где лидеров называют визионерами (от англ. vision — зрение), внезапные догадки — инсайтами (от англ. sight — взгляд), а после прогулки по лесу, погруженному в щебет птиц и шорох листьев, человека всегда спросят: «Ну, что ты там видел?»

Для большинства из нас звуки — это, максимум, приятное дополнение к зрению и остальным чувствам, а то и просто фоновый шум, но Краус вряд ли с этим согласится: «Голоса природы рассказывают о нашем месте в живом мире и о том, как мы влияем на него». Чтобы получить эту обратную связь, нужно только с умом расставить несколько микрофонов в том же лесу.

Сейчас, в рассвет эпохи антропоцена, мы научились оценивать разные параметры экологического состояния сред с помощью аэрофотосъемки или наземных и морских метеостанций, но Краус предлагает дополнить эти техники пристальным изучением звуковых ландшафтов (англ. soundscape).

Подход, который он продвигает, сильно отличается от традиционной биоакустики, в которой могут детально изучать, например, неврологические основы песен зябликов или органы слуха речной форели. По Краусу, такой фокус на отдельных видах похож на попытки расслышать отдельную скрипку в пятой симфонии Бетховена.

Природная гармония

У Крауса дома целая Александрийская библиотека звуковых ландшафтов со всего мира — от заповедных лесов Зимбабве и болот Флориды до горных лугов Сьерра-Невады, и со со временем он заметил, что на спектрограммах этих совершенно разных записей всегда повторяется одна и та же история. Как бы плотно ни были упакованы звуки в общую картину, их сигналы никогда не перекрывают друг друга.

Каждое животное на спектрограмме занимает свой коридор частот, а все вместе они, подобно кусочкам пазла, сливаются в общую разноголосую симфонию. Краус был первым в мире, кто заметил этот простой, но впечатляющий факт.
Такую мелодию, сочиненную природой, он называет биофонией, а ее гармоничность объясняет биологической эволюцией, веками подгонявшей животных одного биоценоза друг под друга.


В здоровой среде каждый вид для своих разговоров может найти незашумленный коридор в звуковом пространстве. Так, на самом верху спектрограммы тропического леса острова Борнео расположились летучие мыши, чуть под ними — цикады, еще ниже — насекомые, птицы, а на самом дне — уханье гиббонов. Все гармонично, все на своем месте.



История с биофонией как показателем экологического здоровья не сразу нашла своих благодарных слушателей среди научных мужей, ведь Краус, по сути, даже никогда не был членом научном сообщества. Но в конце концов его идея оказалась созвучна мыслям Стюарта Гейджа (Stuart Gage), эколога из Университета Мичигана, мечтавшего приспособить звуки для мониторинга среды.

Вскоре с помощью примитивной акустической техники Гейдж с Краусом записали звуковой ландшафт национального парка Секвойя (США), и эта работа стала первой аккуратной проверкой гипотезы биофонии. С тех пор техника сильно шагнула вперед, жесткие диски научились хранить терабайты информации, и теперь экоакустика (англ. soundscape ecology) постепенно превращается в самостоятельную научную дисциплину.

И пришло разрушение

Сегодня десятки исследователей по всеми миру записывают самые разные звуковые ландшафты, чтобы потом превращать массивы цифровых звуков в многообразные экологические показатели. Так, их можно использовать для оценки интенсивности коммуникации животных какого-то определенного вида, для пересчета общего биоразнообразия среды или даже для вычисления индекса акустической энтропии — показателя акустической структурированности, благодаря которой каждый вид получает свой выделенный и устойчивый канал связи.

Эколог Альмо Фарина (Almo Farina) из Урбинского Университета (Италия) и итальянский композитор Дэвид Моначи (David Monacchi) исследуют леса Центральной Италии. Там они собрали паттерны птичьего поведения и увидели, что с развитием дорожного строительства звуковые ландшафты лесов изрядно потеряли в гармоничности: птицы не только начали кричать громче, но и стали гораздо чаще повторяться, наверное, для того чтобы перекричать гул автодорог. Бессмысленный информационный шум цивилизации забил все частоты, на которых играет гармония биофонии.



Сейчас эти работы еще далеки от практического применения, а нишевая гипотеза биофонии так и остается гипотезой, но экоакустики считают, что скоро их исследования найдут свое приложение. Впрочем, Краус уверен, что для оценки нашего влияния на мир ждать какой-то строгой калибровки или кодификации методов области даже не нужно.

Неуемные аппетиты человека, ни с чем не считающегося в своем развитии, по оценкам Крауса, привели к тому, что более половины записанных им звуковых ландшафтов теперь разорены. «Умеющий слушать легко поймет, что происходит вокруг, — говорит он. — Природа становится все тише и тише. Действительно ли это то, чего мы все хотим?»

В ожидании слушателя

Краус — один из отцов экоакустики, но это не значит, что он просто мечтает уставить весь лес микрофонами и дать компьютерам обрабатывать информацию. Холодным мартовским утром он отправляется на одну из своих любимых точек, которую пишет с начала 90-х, — национальный парк Шугарлоф-Ридж (Sugarloaf Ridge State Park) в горах Калифорнии площадью 1800 гектаров. По Краусу, есть что-то глубокое и важное в человеческом акте слушания. В нахождении слушателя именно здесь-и-сейчас.

В считанные минуты он разворачивает все оборудование при свете фары и готовится слушать симфонию птичьих трелей на рассвете. Это представление дают пернатые по всему миру, будь они обитателями дождливых лесов, тундр или полупыстынь, и большинство записей Крауса и других экоакустиков делаются именно в это нашпигованное информацией время.



Для объяснения универсальности птичьих симфоний ученые выдвигали много теорий: одни говорят об уникальных акустических свойствах утреннего воздуха, другие считают, что в тусклом утреннем свете пернатым, по сути, нечем больше заняться, а третьи упирают на то, что птицы не только говорят, но и слушают друг друга. Мартин Стюарт (Martyn Stewart), один из экоакустиков, еще называет эти утренние симфонии газетой, которая читается сразу на дюжине разных языков.

Мартовский выпуск Шугарлоф-Ридж Крауса немного разочаровал, как разочаровывает музыкальных фанатов, заслушавших до дыр все записи какой-нибудь группы и ждущих невероятного перформанса, их рядовое добротное выступление на очередном концерте. Птичий хор стал тише — может быть, из-за засухи последних лет, а может быть, из-за изменений в мировом климате, которые отражаются и на местной погоде.

Впрочем, менее гармоничным это щебетание птиц, уложенное поверх шума ручья и лишь изредка прерываемое гулом высоко пролетающих самолетов, от этого не стало. Шугарлоф-Ридж далек от нетронутой чистоты — он был освоен человеком еще век назад, но сейчас грубая цивилизация отступает из этих защищенных статусом заповедника мест. Каждую весну, каждое утро жизнь расцветает здесь идеальной симфонией, пока человек еще позволяет ей это. Пока на земле есть слушатели.
Михаил Петров
Теги:

Читать еще на Чердаке: