Cos'è una mappa sonora? Perché gli scienziati studiano le chiamate al coyote nei parchi nazionali

Il nostro udito ci dice di un'auto che si avvicina da dietro, non vista, o un uccello in una foresta lontana. Tutto vibra e il suono passa attraverso di noi tutto il tempo. Il suono è un significante ambientale critico.

Sempre più spesso stiamo imparando che gli esseri umani e gli animali non sono gli unici organismi che usano il suono per comunicare. Così fanno piante e foreste. Le piante rilevano le vibrazioni in modo selettivo dalla frequenza, usando questo senso dell'udito per trovare acqua emettendo emissioni acustiche e comunicando minacce.

Sappiamo anche che la comunicazione verbale chiara è critica, ma è facilmente degradata da suoni estranei, altrimenti noti come "rumore". Il rumore è più di una irritante: minaccia anche la nostra salute. È stato dimostrato che i livelli medi di suoni della città di 60 decibel aumentano la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca e inducono lo stress, con ampiezze prolungate che causano una perdita di udito cumulativa. Se questo è vero per gli umani, allora potrebbe anche essere vero per gli animali e persino per le piante.

La ricerca sulla conservazione pone una forte enfasi sulla vista - pensate alla vista che ispira, o alle specie rare catturate nei film con le trappole fotografiche - ma il suono è anche un elemento critico dei sistemi naturali. Studio audio digitale e media interattivi e co-diretto l'Acoustic Ecology Lab della Arizona State University. Utilizziamo il suono per promuovere la consapevolezza e l'amministrazione ambientale e fornire strumenti critici per una più profonda considerazione del suono nella conservazione della natura, nella progettazione urbana e industriale.

Suono come un segno di cambiamento ambientale

Il suono è un potente indicatore del degrado ambientale e uno strumento efficace per lo sviluppo di ecosistemi più sostenibili. Sentiamo spesso cambiamenti nell'ambiente, come cambiamenti nelle chiamate degli uccelli, prima di vederli. L'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'educazione, la scienza e la cultura (UNESCO) ha di recente costituito una solida carta per promuovere la consapevolezza del suono come un significante critico della salute ambientale e della pianificazione urbana.

Ho passato decenni a fare registrazioni sul campo in cui creo un setup prima dell'alba o del tramonto, quindi giaccio a terra ascoltando per diverse ore ininterrotte. Questi progetti mi hanno insegnato come la densità dell'aria cambia quando il sole sorge o tramonta, come il comportamento animale cambia di conseguenza e come tutte queste cose sono strettamente collegate.

Ad esempio, il suono viaggia ulteriormente attraverso il materiale più denso, come l'aria fredda, che attraverso l'aria calda estiva. Altri fattori, come i cambiamenti nella densità delle foglie di una foresta dalla primavera all'autunno, cambiano anche le caratteristiche di riverbero di un sito. L'esplorazione di queste qualità mi ha portato a pensare a come le misure percettive del suono informino la nostra comprensione della salute ambientale, aprendo un nuovo angolo di indagine sulle proprietà psicoacustiche del suono ambientale.

La modifica degli ambienti sonori influisce sulla sopravvivenza

Per coinvolgere le comunità pubbliche e scientifiche in questa ricerca, l'Acoustic Ecology Lab si è imbarcato nel 2014 su un progetto su larga scala che ha insegnato abilità di ascolto e tecniche di registrazione del suono alle comunità adiacenti ai parchi nazionali e ai monumenti nazionali negli Stati Uniti sudoccidentali. Dopo aver completato un seminario di ascolto e registrazione sul campo, i membri della comunità si offrono volontari per registrare in luoghi fissi nei parchi ogni mese, costruendo una vasta collezione di acquisizioni sonore che è sia una gioia da ascoltare sia una ricca fonte di dati per l'analisi scientifica.

Immagina come il cambiamento climatico potrebbe influenzare le firme sonore degli ambienti. La ridotta densità della pianta cambierà l'equilibrio tra superfici assorbenti, come foglie e superfici riflettenti come rocce e edifici. Ciò aumenterà il riverbero e renderà gli ambienti sonori più rigidi. E possiamo catturarlo effettuando registrazioni sonore ripetute nei siti di ricerca.

Nelle impostazioni in cui il suono si riverbera a lungo, come una cattedrale, può diventare stancante continuare una conversazione mentre gli echi interferiscono. L'aumento del riverbero potrebbe avere un effetto simile nelle impostazioni naturali. Le specie native potrebbero lottare per sentire le chiamate di accoppiamento. I predatori potrebbero avere difficoltà nel rilevare la preda. Tali impatti potrebbero spingere le popolazioni a trasferirsi, anche se un'area offre ancora cibo e ripari abbondanti. In breve, le proprietà sonore degli ambienti sono cruciali per la sopravvivenza.

L'ascolto può anche promuovere la stewardship. Usiamo le registrazioni che i nostri volontari producono per creare opere musicali, composte utilizzando solo i suoni dell'ambiente, che vengono eseguiti nelle comunità che hanno realizzato le registrazioni. Questi eventi sono uno strumento meraviglioso per mobilitare le persone sulla questione degli impatti dei cambiamenti climatici.

Mappatura delle caratteristiche del suono e del tempo

Conduco anche un progetto di ricerca chiamato EcoSonic, che chiede se le proprietà psicoacustiche del suono ambientale siano correlate alle condizioni meteorologiche. Se lo fanno, vogliamo sapere se possiamo usare modelli o registrazioni audio regolari per prevedere gli impatti a lungo termine dei cambiamenti climatici sulle proprietà acustiche degli ambienti.

Questo lavoro si basa sulla psicoacustica, il punto in cui il suono incontra il cervello. La psicoacustica viene applicata nella ricerca sulla percezione del linguaggio, la perdita dell'udito e l'acufene, o il ronzio nelle orecchie e nel design industriale. Fino ad ora, tuttavia, non è stato applicato ampiamente alla qualità del suono ambientale.

Usiamo l'analisi psicoacustica per valutare le misure qualitative del suono, come il volume, la ruvidità e la luminosità. Misurando il numero di segnali unici in una posizione specifica, possiamo creare un indice di diversità acustica per quel luogo. Quindi utilizziamo l'apprendimento automatico - addestrando una macchina per fare previsioni basate su dati passati - per modellare la correlazione tra i dati meteorologici locali e l'indice Acoustic Diversity.

I nostri test iniziali mostrano una relazione positiva e statisticamente significativa tra diversità acustica e copertura nuvolosa, velocità del vento e temperatura, il che significa che con l'aumentare di queste variabili, anche la diversità acustica. Stiamo inoltre riscontrando una relazione inversa e statisticamente significativa tra diversità acustica e punto di rugiada e visibilità: man mano che questi fattori aumentano, la diversità acustica diminuisce.

Sounding Futures: arte, scienza e comunità

La qualità del suono è fondamentale per la nostra esperienza quotidiana del mondo e del nostro benessere. La ricerca presso l'Acoustic Ecology Lab è guidata dalle arti e basata sull'esperienza sensata di essere presenti, ascoltare, sentire la densità dell'aria, udire la chiarezza del suono e percepire variazioni nel comportamento animale.

Senza le arti, non staremmo chiedendo queste domande percettive. Senza la scienza, non avremmo strumenti sofisticati per intraprendere questa analisi e costruire modelli predittivi. E senza le comunità vicine, non avremmo dati, osservazioni locali o conoscenza storica dei modelli di cambiamento.

Tutti gli umani hanno la capacità di mettere in pausa, ascoltare e riconoscere la diversità e la qualità del suono in ogni dato spazio. Attraverso un ascolto più attivo, ognuno di noi può trovare una connessione diversa con gli ambienti che abitiamo.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Garth Paine. Leggi l'articolo originale qui.