ما هو السونار، وما الفرق بين السونار البيولوجي لدى الثدييات واختراع السونار
هل تعلم أن الدلافين تمتلك قدرة فريدة على الرؤية بصوت لا يزال يذهل العلماء ويحيرهم حتى يومنا هذا؟ انها حقيقة! يطلق عليه تحديد الموقع بالصدى ، وتتشارك الدلافين في استخدام هذه الطريقة الفريدة "لرؤية" العالم مع الحيوانات الأخرى ، مثل الحيتان وخنازير البحر والخفافيش.
لكن لماذا تحتاج الدلافين إلى استخدام الصوت لترى؟ فكر في الأوقات التي ذهبت فيها للسباحة. إلى أي مدى ترى تحت الماء؟ باستخدام النظارات الواقية ، قد تتمكن من رؤية عدة ياردات في مياه صافية جدا. ومع ذلك ، في المياه العكرة ، قد تكون رؤيتك مجرد أقدام أو حتى بوصات. وينطبق الشيء نفسه على الدلافين.
السونار لدى الدلافين:
لدى الدلافين قدرة متطورة على استخدام تحديد الموقع بالصدى ، المعروف غالبا باسم السونار ، لمساعدتها على الرؤية بشكل أفضل تحت الماء. يسمح تحديد الموقع بالصدى للدلافين "بالرؤية" من خلال تفسير أصداء الموجات الصوتية التي ترتد عن الأجسام القريبة منها في الماء.
لتحديد موقع الأجسام القريبة بالصدى ، تنتج الدلافين نقرات عالية التردد. تنشئ هذه النقرات موجات صوتية تنتقل بسرعة عبر الماء من حولها. في الواقع ، تنتقل الموجات الصوتية عبر الماء أسرع بخمس مرات مما تنتقل عبر الهواء.
عندما ترتد الموجات الصوتية عن الأشياء ، فإنها تعود إلى الدلافين كأصداء. تلتقط الدلافين هذه الأصداء بفكها السفلي وجباهها الهائلة. تحتوي هذه المناطق على تجاويف مليئة بالأنسجة الدهنية التي توجه الأصوات نحو الأذنين ثم إلى الدماغ ، حيث يتم تفسيرها.
إذن ما الذي يمكن أن "تراه" الدلافين بالضبط من خلال هذه الأصداء؟ كثيرا! باستخدام مزيج من الرؤية المنتظمة وتحديد الموقع بالصدى ، تستطيع الدلافين تحديد الشكل والسرعة والمسافة والحجم واتجاه السفر ، وحتى بعض الحقائق الأساسية حول بنية الأجسام الموجودة في الماء من حولها. هذه المعلومات ضرورية للدلافين للعثور على الطعام والتنقل في المياه المظلمة أو العكرة.
على الرغم من سنوات الدراسة ، لا يزال العلماء لا يفهمون تماما الآليات المعقدة التي تسمح للدلافين بتعلم الكثير عن محيطها من خلال تحديد الموقع بالصدى - وهذا جزء صغير من إبداع الخالق عز وجل : "صنع الله الذي أتقن كل شيء"-.
اختراع آلة السونار:
ما هو جهاز السونار: السونار عبارة عن آلة تستخدم الموجات الصوتية تحت الماء للعثور على أشياء أخرى في البحر. يمكن أن يعمل السونار عن طريق إرسال الصوت والاستماع إلى الأصداء (السونار النشط) ، مثل الرادار ، أو من خلال الاستماع إلى الصوت الصادر عن الكائن الذي يحاول العثور عليه (السونار الـمُنفعل).
السونار ، (من "نطاق الملاحة الصوتية") ، تقنية لاكتشاف وتحديد مسافة واتجاه الأجسام تحت الماء بالوسائل الصوتية. يتم الكشف عن الموجات الصوتية المنبعثة من الجسم أو المنعكسة منه بواسطة جهاز السونار ويتم تحليلها لمعرفة المعلومات التي تحتوي عليها.
يمكن تقسيم أنظمة السونار إلى ثلاث فئات. في أنظمة السونار النشطة ، يولد جهاز الإسقاط الصوتي موجة صوتية تنتشر للخارج وتنعكس مرة أخرى بواسطة كائن مستهدف. يلتقط المستقبل الإشارة المنعكسة ويحللها وقد يحدد نطاق الهدف واتجاهه وحركته النسبية. تتكون الأنظمة السلبية ببساطة من أجهزة استشعار تلتقط الضوضاء الناتجة عن الهدف (مثل السفينة أو الغواصة أو الطوربيد). يمكن تحليل أشكال الموجة التي تم الكشف عنها على هذا النحو لتحديد الخصائص وكذلك الاتجاه والمسافة. الفئة الثالثة من أجهزة السونار هي أنظمة الاتصالات الصوتية ، والتي تتطلب جهاز عرض وجهاز استقبال على طرفي المسار الصوتي.
تأثير السونار على الحياة البحرية:
أظهرت الأبحاث أن استخدام السونار النشط يمكن أن يؤدي إلى جنوح جماعي للثدييات البحرية. في بعض الحالات، تتقطع السبل بالحيتانيات بعد فترة وجيزة من نشاط السونار العسكري في المنطقة ، ما يشير إلى وجود صلة. وقد ثبت أن الحيتان المنقارية هي أكثر ضحايا الجنوح شيوعا ، وهي حساسة للغاية تجاه السونار النشط متوسط التردد. كما تم تطوير النظريات التي تصف كيفية تسبب السونار في موت الحيتان بعد أن اكتشف التشريح إصابات داخلية لدى الحيتان التي تتقطع بها السبل.
المقارنة بين السونار البيولوجي لدى الثدييات واختراع السونار:
خلال القرن الماضي تعززت القدرة البصرية لدى البشر بفضل عدد من الاختراعات منها أجهزة تستخدم الأضواء المرئية كالمنظار والمقراب ، وأخرى تعتمد على الصوء عالي التردد أو الموجات الراديوية مثل السونار والرادار ، وصحيح أن بعض هذه الأنظمة يتمتع بقدر كبير من الفعالية والدقة ، إلا أن أيا منها لا يضاهي القدرة التي تتميز بها بعض الثدييات المائية منذ أكثر من ثلاثين مليون سنة.
تعتمد تقنية انتشار الصوت أو السونار على الصوت لتحديد وضعية الأجسام تحت الماء حيث يمكن أن تكون الرؤية ضعيفة بسبب المياه الموحلة أو الظلمة في الأعماق ، ترسل السونار المطورة بشريا الأصوات ثم تنتظر ارتدادها من الأجسام التي ترتطم بها ، وبعد قياس الفترة الزمنية الفاصلة بين إشارتي الإرسال والتلقي ، يمكن التوصل إلى تقدير دقيق للمسافة ، إلا أن الدلافين منذ ملايين السنين تستخدم النسخة الطبيعية لهذه التكنولوجيا والمعروفة بالسونار البيولوجي ، وهي تعتمد على هذه التقنية ليس فقط للتنقل بل للصيد والتواصل أيضا ، ولعل هذا ما يجعل السونار البيولوجي الخاص بالدلافين يتفوق بمئات المرات من حيث الحساسية والدقة على التكونولوجيا البشرية البدائية نسبيا.
تصدر الدلافين مجموعة من أصوات النقر والصرير المسموعة ، وتساعد هذه الأصوات مع الموجات فوق الصوتية العالية التردد الدلفين على جمع المعلومات المطلوبة للرؤية من خلال السونار البيولوجي ، تستخدم الدلافين المجاري الأنفية لإنتاج الموجات الصوتية وإرسالها إلى منطقة محددة في مقدمة الرأس تقوم بتركيز الموجات في شعاع قبل إطلاقها في الماء ، وعندما ترتطم الموجات الصوتية بجسم ما في الماء ، ترتد منه عائدة إلى الدلفين على شكل صدى ، يمتص الدلفين هذا الصدى من خلال عظام حساسة في فكه ، فيما تقوم قناة من المواد الدهنية بتمرير التذبذب من الفك إلى داخل الأذن التي ترسل إشارات عصبية إلى الدماغ لتفسير المعلومات.
وأكثر ما يثير الدهشة في السونار البيولوجي هو أنه يتيح للدلافين الرؤية عبر أنسجة أجسام المخلوقات التي تسبح قربها فتظهر أعضائها وعظامها ما يسمح للدلافين بمعرفة الحالة الجسدية والعاطفية للمخلوق الآخر أو الإنسان. وهذه قدرات طبيعية هائلة مقارنة بالتكنولوجيا التي يصنعها البشر، يبدو أن سونار الخفافيش وخنازير البحر والدلافين يسبق السونار المطور من قبل البشر بمئات المرات.