Dźwiękowe krajobrazy jaskiń lodowcowych

W ramach projektu naukowego grupa badaczy z Katedry Mechaniki i Wibroakustyki Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki przeprowadziła kompleksową analizę akustyczną jaskiń lodowcowych na Spitsbergenie.

W marcu 2018 r. odbyła się trzecia wyprawa naukowa pracowników katedry. Prace, jakie prowadzone były podczas tegorocznej oraz dwóch poprzednich wypraw (w sierpniu 2016 r. i w lutym 2017 r.) przez: prof. dr. hab. inż. Jerzego Wiciaka, prof. dr. hab. inż. Antoniego Kalukiewicza, dr. hab. inż. Janusza Piechowicza, dr inż. Dorotę Czopek oraz dr. inż. Pawła Małeckiego stanowią istotny punkt wyjściowy dla kolejnych badań akustycznych w środowisku polarnym, a w szczególności dla obserwacji zmian klimatu akustycznego. 

Naukowcy z AGH podsumowali projekt. Poniżej fragment monografii pt. „Środowisko akustyczne Spitsbergenu – wybrane zagadnienia” autorstwa prof. dr. hab. inż. Jerzego Wiciaka, dr. hab. inż. Janusza Piechowicza, dr inż. Doroty Czopek oraz dr. inż. Pawła Małeckiego

Badania  prowadzone podczas trzech wypraw miały na celu opracowanie i wdrożenie w środowisku arktycznym metodyki badawczej obejmującej: analizę środowiska akustycznego oraz kontekstu występujących w nim dźwięków, identyfikację cech antropogenicznych i psychoakustycznych środowiska dźwiękowego  oraz ustalenie znaczenia społecznego zapisanych krajobrazów dźwiękowych. Zastosowana metoda analizy krajobrazu dźwiękowego była przedmiotem badań od lat siedemdziesiątych XX wieku, niemniej jednak dopiero w ciągu ostatnich piętnastu lat wystąpił wzrost zainteresowania tą dziedziną i jej zastosowania do oceny i zarzadzania środowiskiem akustycznym. Znaczenie badań z zastosowaniem metody krajobrazu dźwiękowego zostało docenione przez organizacje rządowe i krajowe instytucje finansujące badania naukowe szczególnie w Europie.

Długoterminowe monitorowanie środowiska akustycznego jest obiecującym podejściem do zrozumienia dynamiki systemów naturalnych i obszarów chronionych oraz modyfikowanych przez człowieka. Systemy długookresowego monitorowania akustycznego są ważnymi narzędziami do tworzenia skutecznych wytycznych w celu ochrony obszarów naturalnych w perspektywie długoterminowej.

Antonimem hałasu jest cisza. Cisza jest trudna do zdefiniowania i ma wiele wymiarów, między innymi może być kojarzona z obecnością dźwięków spokojnych, delikatnych, przyjemnych, z przeżywaniem, obcowaniem z przyrodą. Poszukiwania i pomiary cichych obszarów stanowią ważne badanie umożliwiające odnalezienie wartościowych krajobrazów. Cisza jest obecnie jedną z najcenniejszych i silnie zagrożonych wartości krajobrazu naturalnego. Rosnący wpływ cywilizacji na Svalbard sprawia, że już teraz należy myśleć nad zmniejszeniem hałasu, który jest spowodowany przez człowieka i jego działalność. Interesującymi są badania, jak zmiany klimatyczne, przekształcenia lądów, wzorce różnorodności biologicznej, harmonogram wydarzeń społecznych i działalności człowieka tworzą i zmieniają krajobraz dźwiękowy, który nieustannie ewoluuje.

Opracowane metody badawcze, umożliwiły zachowanie ważnych i unikatowych dźwięków, czyli stworzenie archiwum krajobrazu dźwiękowego dla przyszłych pokoleń. Wykonane badania pozwoliły na określenie wartości bazowych dla kolejnych analiz wpływu działalności człowieka oraz zmian klimatycznych na krajobraz dźwiękowy i szeroko rozumiane środowisko naturalne Spitsbergenu. Wykonane nagrania dźwiękowe mogą być również wykorzystywane w celach artystycznych. Przykładowo, dźwięki mew zarejestrowane w miejscowości Pyramiden, kompozytor Sebastian Ładyżyński wykorzystał do stworzenie oprawy dźwiękowej spektaklu „Nauka latania” wg powieści Richarda Bacha pt. „Mewa” w Białostockim Teatrze Lalek. Znamiennym jest fakt, że kolonia ptaków w Pyramiden została zlikwidowana w 2017 roku, co stanowi potwierdzenie wartości i istotności  dokonanych rejestracji.

Trzecia wyprawa pozwoliła nie tylko na uzupełnienie istniejącej bazy nagrań ambisonicznych i danych pomiarowych (np. zimowa mapa akustyczna Barentsburga), ale także na dodanie do projektu nowej gałęzi: kompleksowych badań akustyki jaskiń lodowcowych. Pomysł na pomiary narodził się podczas drugiej wyprawy, kiedy naukowcy natrafili, niejako przypadkowo, na jaskinie lodowcowe charakteryzujące się niezwykłą różnorodnością form i kształtów, a więc także różnorodnością występujących w nich zjawisk akustycznych. Trzecią wyprawę poprzedziło intensywne poszukiwanie metod i rozwiązań sprzętowych, które pozwoliły na wykonanie pomiarów akustycznych w trudnych, arktycznych warunkach, przy założeniu ograniczonych możliwości transportowych (skutery śnieżne, transport pieszy) oraz dostępu do zasilania. Dzięki tym pracom w czasie tegorocznej wyprawy udało się wykonać pomiary akustyczne w czterech jaskiniach: w lodowcu Larsbreen, Longyearbreen i Tellbreen.

Planowana jest kontynuacja badań akustycznych na Spitsbergenie w sezonie letnim, w związku, z czym istniejąca baza zostanie uzupełniona o mapę akustyczną Barentsburga w porze letniej i monitoring akustyczny kolonii ptasich w rejonie płaskowyżu Fuglefjella.