Nam Đại Dương mênh mông và khắc nghiệt. Những cơn bão, những tảng băng dựng đứng và những khoảng cách vô tận của nó che giấu cả những thế giới khỏi tầm mắt con người. Các tàu nghiên cứu hiếm khi và chỉ ghé qua đây trong thời gian ngắn. Những chiếc hydrophone cố định chỉ nghe được một vùng nhỏ quanh mình. Những vệ tinh lơ lửng trên sóng biển hoàn toàn bất lực: tiếng nói ẩn mình dưới tầng nước dày đối với chúng là vô hình.
Nhưng qua những vùng hoang vắng ấy, luôn có những kẻ mà Nam Đại Dương là nhà và là lãnh địa săn mồi của chúng.
Chín con voi biển phương nam cái bắt đầu những chuyến hành trình kéo dài nhiều tháng thường lệ để tìm thức ăn. Chúng băng qua những mặt trận đại dương lớn, lặn xuống sâu hơn một kilômét rưỡi và trôi dạt chậm rãi, hồi phục sức lực. Đi cùng chúng là những trợ thủ điện tử tí hon — những máy ghi âm sinh học, thu lại từng âm thanh xung quanh.
Thế là những lộ trình của loài vật biến thành một mạng lưới quan sát dưới nước di động, và voi biển đã giúp các nhà khoa học nghe được tiếng của cá voi ở những nơi mà tàu của con người không bao giờ tới.
Chín lữ khách của Nam Đại Dương
Công trình nghiên cứu do một nhóm chuyên gia quốc tế thực hiện: Anatole Gros-Martial, Maëlle Tortreau, Baptiste Picard, Mathilde Michel, Dorian Cazau, Sarah Bazin và Christophe Guinet. Tất cả họ đều làm việc tại các trung tâm khoa học hàng đầu của Pháp chuyên về sinh thái biển, âm thanh sinh học và quan sát đại dương: CEBC (Trung tâm Nghiên cứu Sinh học ở Charente), ENSTA Bretagne (Trường Kỹ thuật Cao cấp Bretagne) và Geo-Ocean (phòng thí nghiệm địa hải dương học).
Nhóm đã phân tích một khối dữ liệu ghi âm trong ba năm từ năm 2017 đến năm 2020, được thu thập bởi chín con voi biển phương nam cái:
- ba con vật lên đường từ bờ biển bán đảo Valdés ở Argentina — thuộc địa duy nhất trên lục địa của loài này;
- sáu con — từ quần đảo Kerguelen ở phần phía nam Ấn Độ Dương, nơi sinh sống của quần thể voi biển lớn thứ hai trên thế giới.
Mỗi con vật được gắn một máy ghi âm DTAG4 — một thiết bị nhỏ bé liên tục ghi âm thanh dưới nước với tần số lấy mẫu 32–38,4 kHz. Ngoài âm thanh, nó còn ghi lại áp suất (độ sâu), từ trường và gia tốc của cơ thể con vật, giúp các nhà khoa học hiểu được nó đang làm gì vào từng thời điểm.
Các nhà nghiên cứu đặc biệt chú ý đến những giai đoạn trôi dạt — những khoảnh khắc then chốt cho việc phân tích âm thanh, khi voi biển gần như ngừng vận động tích cực và chậm rãi chìm xuống hoặc nổi lên trong khối nước, như một chiếc thang máy vô hình.
Trong những phút ấy, tiếng ồn từ chính chuyển động của con vật giảm đi, và bản ghi âm trở thành một ô cửa sổ trong trẻo nhìn vào thế giới âm thanh của Nam Đại Dương.
Vì sao lại chính là voi biển?
Voi biển phương nam là những thợ lặn cực hạn của tự nhiên. Chúng có thể ở lại giữa đại dương mênh mông suốt nhiều tháng, thực hiện những cú lặn sâu hơn mức mà đại đa số các phương pháp nghiên cứu truyền thống có thể vươn tới.
Nhưng điều quan trọng nhất là lộ trình của chúng không trùng với các tuyến đường của tàu nghiên cứu. Hướng đi của chúng được quyết định bởi nhu cầu sinh tồn nguyên thủy, việc tìm kiếm thức ăn, những dòng chảy vô hình, địa hình đáy biển và chiến lược riêng của từng cá thể. Chính vì thế, dữ liệu từ loài vật có thể dẫn các nhà khoa học tới những vùng xa xôi hiếm khi hoặc chưa bao giờ nằm trong chương trình của các chuyến thám hiểm bằng tàu.
Tất nhiên, voi biển không lên đường với sứ mệnh “nghe lén cá voi”. Chúng tiếp tục sống theo quy luật của mình, lo kiếm ăn, còn thiết bị gắn trên đầu chúng chỉ đơn giản ghi lại môi trường âm thanh mà chúng bơi qua.
Giá trị của phương pháp nằm chính ở nghịch lý này: nền tảng nghiên cứu không di chuyển trên mặt đại dương mà ở bên trong nó — cùng với một sinh thể sống vốn tự nhiên băng qua những độ sâu, áp suất và khối nước khác nhau. Khoa học cưỡi lên tự nhiên mà không phá vỡ nó.
Những gì được nghe thấy nơi vực sâu
Trong các bản ghi có tín hiệu của một số loài cá voi tấm sừng và cá voi có răng — từ những gã khổng lồ như cá voi xanh Nam Cực đến những con cá voi đầu tròn khiêm tốn hơn. Trong một số tập dữ liệu, các nhà nghiên cứu phát hiện hoạt động âm thanh sinh học cao bất thường.
Sự phân bố địa lý của các tiếng nói cho thấy một quy luật gắn với những cấu trúc lớn của đại dương:
- cá voi xanh Nam Cực được ghi nhận thường xuyên nhất gần mặt trận cực — ranh giới vô hình nơi vùng nước cực lạnh giá gặp vùng nước phía bắc ấm hơn;
- cá voi lưng gù — gần mặt trận cận Nam Cực trong khu vực Ấn Độ Dương của Nam Đại Dương;
- cá nhà táng — dọc theo những chỗ thay đổi lớn về địa hình đáy biển trong khu vực Đại Tây Dương.
Các mặt trận không chỉ là những đường kẻ trên bản đồ, mà là những ranh giới di động, nơi gặp gỡ của các khối nước có nhiệt độ và độ mặn khác nhau. Ở đây, các chất dinh dưỡng từ vực sâu trồi lên, hình thành những đám dày đặc gồm những con nhuyễn thể tí hon và cá nhỏ. Theo chúng, các loài săn mồi kéo đến — cả cá voi lẫn những loài thú biển khác. Những bản ghi âm thanh lần đầu tiên cho phép nghe thấy cách các sinh vật sống phân bố mình trong kiến trúc vô hình do vật lý đại dương tạo nên.
Tuy nhiên, cần nhớ đến hạn chế của phương pháp. Tiếng nói được phát hiện chỉ cho biết về sự hiện diện âm thanh của loài tại địa điểm đó. Nó không cho thấy số lượng chính xác các con vật đã phát ra âm thanh, và không phải lúc nào cũng cho phép xác định khoảng cách chính xác tới nguồn âm. Một con cá voi phát âm tích cực có thể để lại hàng chục tín hiệu, trong khi vài kẻ săn mồi im lặng sẽ không bị phát hiện. Vì thế, hoạt động âm thanh cao không phải lúc nào cũng là dấu hiệu của một tập hợp đông đảo con vật.
Con vật, âm thanh và môi trường — bộ ba của nhận thức
Một chiếc hydrophone dưới nước thông thường trả lời câu hỏi đơn giản: cái gì đang phát ra âm thanh bên cạnh tôi, vào lúc này, tại nơi này?
Chiếc máy ghi âm sinh học gắn trên voi biển bổ sung vào mỗi âm thanh nhiều thông tin hơn hẳn: toàn bộ lộ trình của con vật, độ sâu, tốc độ di chuyển, nhiệt độ nước, độ mặn. Các nhà nghiên cứu có được khả năng gắn tiếng nói của cá voi với tọa độ chính xác, độ sâu, đặc tính của khối nước và hành vi của con vật mang thiết bị gần như tại cùng một điểm trong không-thời gian.
Điều này mở ra những câu hỏi mới:
- cá voi thường hát và săn mồi gần những mặt trận đại dương nào;
- chúng ưa thích những vùng đáy biển nào;
- sự hiện diện của chúng gắn với những đặc tính cụ thể của nước — nhiệt độ, độ mặn, áp suất — như thế nào;
- những quy luật ấy có thể thay đổi ra sao khi khí hậu không ngừng biến đổi các điều kiện của đại dương và thu hẹp băng biển.
Như vậy, voi biển không còn chỉ là một nền tảng cho thiết bị. Nó là mắt xích kết nối, là cây cầu giữa nhiều tầng lớp tri thức: chuyển động của một sinh thể sống, vật lý ở quy mô hành tinh và tiếng nói của những người bạn cùng môi trường sống với nó.
Đại dương đã nhắc nhở chúng ta điều gì?
Để đến gần hơn với bí ẩn của một không gian bao la, con người không cần phải mở một tuyến đường mới trong đó hay dựng lên những trạm cố định. Đôi khi chỉ cần noi theo với lòng tôn kính cuộc sống vốn đã biết con đường ấy và đã đi trên đó hàng nghìn năm.
Hải tượng biển tìm thức ăn, vẫy chân chèo trong làn nước đen lạnh giá. Cá voi gửi tiếng gọi xuyên qua vực sâu. Các dòng hải lưu nối những góc xa xôi của hành tinh bằng những sợi chỉ vô hình. Nhà khoa học học cách lắng nghe và phân biệt những mối liên hệ nảy sinh giữa chúng.
Mỗi bên vẫn trung thành với bản tính của mình, nhưng cùng nhau chúng tạo nên một hệ thống tri thức trọn vẹn — một cuộc đối thoại sống động với đại dương.
