Ученые, экспериментировавшие с новым типом виброакустических сенсоров, смогли обнаружить поющих цикад. Это может привести к появлению нового способа наблюдения за насекомыми.
Распределенное акустическое зондирование позволяет обнаруживать вибрацию грунта на расстоянии до нескольких десятков километров вдоль протянутого в почве оптоволоконного кабеля. Кабель оказывается весьма чувствительным элементом: анализируя мельчайшие возмущения в световых волнах, ученые оказались в состоянии зарегистрировать даже звуки — например, сирену проезжавшей мимо машины скорой помощи. Из-за постепенного затухания сигнала распределенное акустическое зондирование имеет свой предел: максимальная дальность измерения составляет около 40–50 километров. Такой метод полезен в сейсморазведке, мониторинге вулканической активности, работы трубопроводов, электрических кабелей, нефтяных скважин и дорожных сетей.
Весной 2021 года физики из Принстона, испытывавшие одну из система распределенного акустического зондирования, заметили необычный сигнал, который они определили как «отчетливое странное жужжание». Оказалось, что на время испытаний пришелся массовый выход на поверхность почвы одной из популяций «периодических цикад».
Большую часть жизни эти цикады проводят под землей в личиночной стадии и лишь однажды они поднимаются на поверхность, линяют, переходят во взрослую форму и оставляют потомство, которое вновь на долгие годы уходит в почву. Выход цикад происходит синхронно, и в течение примерно двух недель они встречаются в огромном количестве. Однажды их появление привело, например, к тому, что, попав в большую стаю насекомых, был вынужден совершить посадку самолет пресс-службы президента США. В течение своей краткой взрослой жизни самцы цикад в дневные часы издают весьма громкое стрекотание, необходимое для привлечения самок. Всего в США известно пятнадцать «выводков» периодических цикад, часть из которых имеет 17-летний, а часть — 13-летний жизненный цикл. Оптоволоконный сенсор среагировал на цикад из так называемого «десятого выводка». Он относится к выводкам с 17-летней периодичностью и состоит из трех видов — Magicicada septendecim, Magicicada cassinii и Magicicada septendecula.
Этот случай указал ученым на возможность еще одного применения распределенного акустического зондирования — регистрацию биологических видов. «Часть проблемы, с которой мы сталкиваемся из-за того, что численность насекомых сокращается, заключается в том, что нам необходимо собирать данные о размерах популяций и о том, где какие насекомые находятся, — говорит энтомолог Джессика Уэр из Американского музея естественной истории. — Как только мы сможем освоить возможности этого типа дистанционного зондирования, я думаю, мы сможем проявить по-настоящему творческий подход». Сенсоры могут отслеживать стрекотание самцов на всем протяжении лёта насекомых: от появления до пика и постепенного угасания, когда период массового спаривания подходит к концу. Громкость шума является надежным индикатором численности цикад, поэтому энтомологи могут определить размер популяции. Они даже могут видеть влияние погоды, поскольку частота стрекотания самцов зависит от температуры воздуха.
