Супернавигаторы. О чудесах навигации в животном мире - Дэвид Барри

Звук распространяется в воздухе на не очень большие расстояния, но некоторые животные обладают чувствительностью к звукам чрезвычайно низкой частоты, гораздо меньшей нижнего порога слышимости человека (порядка 20 Гц). Этот так называемый инфразвук распространяется гораздо медленнее и может преодолевать расстояния в тысячи километров. В принципе должна существовать возможность ориентирования по таким сигналам.

Почтовые голуби, несомненно, способны слышать инфразвуки[254], хотя причины, по которым у них развилась эта способность, точно не известны. Один из возможных вариантов состоит в том, что голуби (и, возможно, другие птицы) используют инфразвук, чтобы узнавать о приближении атмосферных фронтов, которые несут с собой сильный ветер и дождь. Такое умение очень пригодилось бы любой птице, совершающей перелеты на дальние расстояния.

Хагструм задумался, нельзя ли найти какие-нибудь акустические возмущения — вероятно, инфразвуковые, — которые могли исказить «картографическое чувство» птиц в этих провалившихся гонках.

Безуспешно исследовав несколько возможных вариантов, он наконец нашел тот фактор, который мог быть правильным ответом: хлопок, производимый сверхзвуковым авиалайнером «Конкорд» (который в то время еще не был снят с эксплуатации). Не мог ли этот чрезвычайно мощный источник инфразвука сбивать с толку навигационную систему голубей или, может быть, временно оглушать птиц?

Хагструм узнал, что 29 июня 1997 года в городе Нанте на севере Франции «подбросили» (так, довольно бесцеремонно, голубей отправляют в полет) более 60 000 голубей из английских голубятен; эта гонка была устроена в честь столетия британской Королевской ассоциации голубиных гонок. Как правило, 95 % птиц возвращались домой в целости и сохранности, но на этот раз прилетели лишь очень немногие из них. Катастрофа была такой масштабной, что было даже проведено специальное расследование, но его выводы оказались неопределенными. Озадаченные организаторы гонки списали свои потери на обычного виновника — плохую погоду.

Однако Хагструм вычислил, что большинство голубей должно было оказаться над Ла-Маншем в точности в то же время, когда над ними пролетал «Конкорд» ежедневного рейса Париж — Нью-Йорк, набиравший сверхзвуковую скорость после пересечения береговой линии Франции[255]. Что важно, те немногие птицы, которые все же добрались до дома, были из числа отстающих, то есть к этому моменту они еще не успели долететь до моря. Таким образом, это объяснение казалось правдоподобным.

Затем Хагструм стал изучать данные нескольких неудавшихся гонок, проводившихся в 1998 году, — одной во Франции и еще двух в США. Хотя выяснилось, что птицы, участвовавшие в этих гонках, не могли столкнуться с конической ударной волной, которую создает самолет, летящий со сверхзвуковой скоростью, судя по времени (и погодным условиям), они могли встречать медленно движущиеся акустические волны, распространяющиеся перед самолетом, когда он сбрасывает скорость перед посадкой.

Было, однако, одно исключение — провалившаяся гонка в Пенсильвании. Исследуя это событие, Хагструм выяснил, что по расписанию «Конкорд» должен был прилететь слишком рано. Оставалось всего одно возможное объяснение, и оно казалось в высшей степени маловероятным. Если теория Хагструма была верна, это значило, что в этот день «Конкорд» прилетел в Нью-Йорк с более чем двухчасовым опозданием. Хагструм позвонил в представительство авиакомпании Air France в аэропорту имени Кеннеди. Сначала сотрудник авиакомпании, с которым он говорил, высокомерно отмахнулся от этой идеи: как мог могучий «Конкорд» так сильно опоздать? Но когда Хагструм объяснил, что спрашивает об этом ради научного исследования, его собеседник неохотно согласился навести справки.

Через некоторое время Хагструм перезвонил представителю Air France, и тот спросил его: «Вы что, фокусник?» Действительно, в тот день в Париже возникли механические неполадки, из-за которых рейс был задержан на два с половиной часа, так что пенсильванские птицы все же могли столкнуться с ударной волной. Хагструм подчеркивает, что поведение птиц позволило ему не только догадаться о задержке самолета, но даже определить ее длительность. Как он говорит, это был, возможно, самый потрясающий момент его научной карьеры; однако даже после этого ему было трудно добиться публикации своих результатов[256].

В своей работе Хагструм опирался не только на совпадение нескольких неудавшихся гонок с рейсами пролетавших поблизости «Конкордов». Он также изучил данные 2500 выпусков 45 000 птиц, сохранившиеся со времен работы в Корнелле Китона. Китон был в высшей степени уважаемым ученым, и тот факт, что его данные не были свежими, ни в коей мере не умалял их значения. Более того, это исключало возможность какого-либо неосознанного искажения, которое мог бы внести в работу Хагструм.

Как мы уже говорили, Китон обнаружил, что птицы из корнеллских голубятен, которых выпускали в районе Джерси-Хилл, обычно разлетались в случайных направлениях, и лишь около 10 % из них в конце концов добирались до дому. В районе Кастор-Хилл дело обстояло иначе, но не менее странно. Птицы, выпущенные там, летели обычно в одном и том же направлении, но оно часто бывало неверным. С еще одного места выпуска, близ Уидспорта, птицы почти неизменно находили верный путь к дому, но в одном исключительном случае им это не удалось. Можно ли было объяснить все эти странные результаты какой-нибудь одной причиной?

Инфразвук генерируют разнообразные природные явления, в том числе морские штормы и наземные торнадо, а также взаимодействие сильных ветров с элементами рельефа, например горами. Еще одним его источником является морской прибой. Однако особенно важную роль играют стоячие волны в открытом море. Подобные устойчивые волновые картины возникают на поверхности чашки кофе, если ею несколько раз подряд стукнуть по столу; стоячие волны находятся в основе тонов, которые издают музыкальные духовые инструменты.

Стоячие волны, заинтересовавшие Хагструма, имеют гораздо более крупные масштабы. Они порождаются усиливающей интерференцией огромных ветровых волн, образованных штормами или ураганами в открытом море, и возникают, когда две серии волн одинаковой частоты, распространяющиеся в противоположных направлениях, сталкиваются друг с другом. Такие стоячие волны вызывают колебания атмосферного давления (называемые микробаромами), которые могут распространяться вверх до самой стратосферы.

На этой высоте температурные градиенты и быстрые воздушные течения могут изгибать их к поверхности земли, от которой они снова отражаются вверх. Повторяясь: этот процесс создает «волновод» — своего рода акустический канал, — по которому микробаромы могут распространяться на большие расстояния.