De sonar in de dierenwereld


Onder water 'zien' met achtergrondruis

Onder water kan men, in het beste geval, niet meer dan enkele tientallen meters zien, dit is voor vissen niet anders dan voor mensen. Hier stelt zich een probleem voor de oriëntatie van de waterbewoners. Waarschijnlijk kunnen dolfijnen en walvissen zich oriënteren en mekaar vinden met behulp van hun gehoor. De geluiden die ze produceren, zijn niet bedoeld om de echo ervan op te vangen en te analyseren, maar veeleer voor communicatie. Hun orientatie is gebaseerd op de analyse van het constante achtergrondruis van hun omgeving.

Haaien luisteren naar lage tonen om hun omgeving te verkennen1. Zij hebben een soort kanaal dat vanaf het oog tot aan de staart langs beide flanken onder de huid zit. Door middel van poriën is dit kanaal met de buitenzijde, het water, verbonden. Door de drukverschillen in dit kanaal nauwkeurig te analyseren kan de haai tot 100m ver bewegingen van levende wezens of het water opmerken.2

Deze fenomenen werden geïmiteerd door het project ADONIS3. De bedoeling van dit project was het onderwater 'zien' met behulp van de achtergrondruis in het water. Deze ruis komt voort van het breken van golven, van geluiden van dieren, van regen, van schepen…

Allerlei voorwerpen in het water reflecteren of absorberen deze geluiden. Dit geluid kan men omzetten in beelden, om zo een geluidsloze sonar te maken. Deze zou bruikbaar zijn om duikboten of zeemijnen op te sporen, maar hij kan evengoed gebruikt worden om de zeebodem in kaart te brengen. Omdat licht door water wordt geabsorbeerd (tegengehouden) is geluid momenteel het enige alternatief om de oceaan en haar bodem af te speuren. Water is een zeer goede geleider voor geluid.

In 1996, 5 jaar na de start van het ADONIS project kon men met behulp van een akoestische lens, een soort paraboolantenne, met ongeveer 2m diameter doorsnede, en in het center ervan een rooster van 128 onderwatermicrofoons, een zeer rudimentair beeld vormen.

Om een beeld te krijgen dat vergelijkbaar is met hetgeen wij met onze ogen waarnemen moet men een lens van 600m diameter en een evenredig aantal microfoons (ongeveer 30.000.000) gebruiken. Deze maat heeft te maken met de golflengte van geluid en licht, het aantal heeft te maken met de zuiverheid van het beeld, namelijk de resolutie. Dit geeft een idee van de complexiteit van het menselijk oog en de verwerking van de gegevens die de ogen aan de hersenen doorgeven.


1 Haaien gebruiken ook reukorganen, ogen en zelfs elektrische detectoren om te 'zien'.

2 Haaien: Één en al zintuig; EOS april 1999, nr 4 pag 42-45

3 Seeing underwater with background noise; Michael J. Buckingham, John R. Potter an Chad L. Epifanio; Scientific American Febr 1996.