Les océans sont des endroits bruyants, mais les scientifiques ne savent pas toujours ce qui fait le brouhaha. Entrez une idée appelée GLUBS, ou la bibliothèque mondiale des sons biologiques sous-marins. Sa genèse a eu lieu lors de l'International Quiet Ocean Experiment, un projet qui visait à coordonner l'utilisation d'un réseau mondial d'hydrophones non militaires pour écouter ce qui se passait sous l'eau. Alors que GLUBS, dans sa forme pleinement réalisée, n'existe pas encore, une équipe de chercheurs travaille à établir une base à partir de laquelle il peut être construit.
La surveillance acoustique passive, qui consiste à laisser un hydrophone fonctionner dans l'eau, permet aux chercheurs d'en savoir plus sur la vie dans les océans grâce aux orchestrations complexes de sons qu'ils entendent.
« Vous pouvez entendre la pluie tomber, les vagues se briser, les volcans ou les tremblements de terre du fond marin, le bruit des navires ou des chalutiers traînant des filets le long du fond marin. Et bien sûr, vous entendez les animaux eux-mêmes », explique Jesse Ausubel, chercheur en environnement à l'Université Rockefeller et directeur de l'IQOE. « Le son est vraiment puissant dans l'eau. Il voyage bien alors que la lumière ne le fait pas. Ainsi, le son est une partie très importante du mode de vie de nombreuses formes de vie marine.
Au printemps 2020, en raison du COVID, les expéditions ont diminué partout dans le monde. Les activités de forage et les tests sismiques à la recherche de pétrole et de gaz sous le fond marin ont diminué. Cette période a fourni aux chercheurs une occasion précieuse d'en apprendre davantage sur la diversité, la répartition et l'abondance de la vie marine simplement en écoutant un récif corallien ou une forêt de varech.
Dans le cadre de l'IQOE, Aran Mooney, scientifique à la Woods Hole Oceanographic Institution, a dirigé un groupe de travail pour étudier les études acoustiques liées aux points chauds de la biodiversité. Mais les chercheurs de ce groupe se sont vite rendu compte que pour faire de l'acoustique passive un outil utile, ils avaient besoin d'une bibliothèque de référence. "Peu importe qu'il s'agisse d'empreintes digitales, de rétines, de reconnaissance vocale ou de photos, vous devez toujours comparer quelque chose à autre chose", déclare Ausubel.
Mooney, avec le bioacousticien Miles Parson de l'Institut australien des sciences marines, a recherché plus d'une douzaine d'autres chercheurs à travers le monde et a lancé un appel en février pour la création d'une bibliothèque mondiale de sons, qu'ils ont nommée GLUBS. "C'est une sorte de moment de l'arche de Noé", explique Ausubel. «Les morses ont peut-être collecté des sons de morse et les dauphins ont peut-être collecté des sons de dauphins. Donc ici et là, les gens ont quelques livres acoustiques, mais personne n'a créé de bibliothèque.
Laela Sayigh, chercheuse à la Woods Hole Oceanographic Institution, a été intégrée alors que le groupe commençait à compiler les bases de données marines existantes. Sayigh gère la base de données Watkins Marine Mammal Sound Database en collaboration avec le New Bedford Whaling Museum dans le Massachusetts.
« GLUBS est un énorme effort d'équipe qui est né de cette implication croissante de la surveillance acoustique passive dans les études de biologie », dit-elle. "Ce n'est certainement pas la première fois qu'une telle chose est proposée. Mais c'est la première fois qu'il est proposé à une échelle plus globale."
Les utilisations scientifiques potentielles de GLUBS (une fois construit) sont immenses. Disposer d'une base de données de sons couvrant toutes les espèces permettrait aux chercheurs d'étudier les comportements en détail et de suivre leur évolution au fil du temps. Ils peuvent examiner les voies de migration, l'utilisation de l'habitat et les réponses biologiques à l'activité humaine ou au changement climatique. Par exemple, les enregistrements acoustiques passifs ont déjà été utilisés pour surveiller les impacts des efflorescences algales.
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– FishSounds (@fishsoundsweb) 5 mars 2022
Une vaste bibliothèque de sons pourrait également aider les gestionnaires de ressources à déterminer si certaines zones sont spéciales pour les poissons et autres créatures marines. « De nombreux poissons, ainsi que des mammifères marins, produisent des sons lorsqu'ils pondent. Beaucoup d'animaux font des appels pour se nourrir », note Sayigh. "Ce sont les sons qui vous aident à identifier les zones critiques pour l'alimentation, et vous pouvez imaginer utiliser ce type de données pour protéger certaines zones."
Surtout, une bibliothèque de référence permettrait aux scientifiques d'étudier les signaux de communication eux-mêmes et de comprendre comment les animaux utilisent différents signaux.
L'équipe propose une plate-forme Web en libre accès qui contiendra une bibliothèque de référence pour les sons connus et un endroit où les chercheurs pourront déposer des sons inconnus. Les experts capables d'identifier ces sons mystérieux pourraient alors faire part de leurs suggestions. La bibliothèque intégrerait idéalement les bases de données sonores existantes du monde entier. Il y aurait également un portail où les chercheurs pourraient consulter des enregistrements audio annotés et non annotés d'animaux individuels ainsi que des paysages sonores.
De plus, cette plate-forme pourrait fournir des données de formation pour des algorithmes basés sur l'intelligence artificielle qui peuvent ensuite être utilisés pour analyser et annoter des clips audio nouvellement téléchargés et lui faire suggérer des espèces de poissons ou d'invertébrés qui pourraient figurer dans cet enregistrement. L'équipe envisage de développer une application complémentaire de science citoyenne qui permettra à quiconque de télécharger des données sonores dans la bibliothèque.
Il y a eu des discussions sur la façon dont cette bibliothèque peut intégrer des éléments de plates-formes non sonores existantes comme OBIS-SEAMAP :une grande base de données géographiques qui montre les emplacements des observations d'animaux marins. De cette façon, une nouvelle dimension sonore pourrait être ajoutée aux cartes de répartition des espèces. "Tant de ces animaux, nous ne pouvons pas les voir", dit Sayigh. "Si nous ne pouvons pas enregistrer leurs sons, nous n'avons vraiment aucune idée qu'ils sont là pour la plupart."
Au cours des dernières décennies, la technologie des logiciels et du matériel nécessaires à la collecte des sons de la mer a mûri à un point tel que quelque chose comme cela est possible. Les appareils moins chers sont capables d'obtenir et de stocker des enregistrements à long terme. Le coût des hydrophones et des systèmes d'enregistrement étanches a considérablement diminué. Par exemple, un Hydromoth coûte environ 79 $ et les GoPro coûtent environ 349 $.
Lorsque Sayigh a commencé à travailler avec des données acoustiques au début de sa carrière, elle enregistrait sur des cassettes qui devaient ensuite être numérisées. "Maintenant, c'est tellement plus possible et il existe même des logiciels commerciaux comme Raven, PAMGuard, Kaleidoscope, qui sont très conviviaux et qui ont même des algorithmes de détection et de classification intégrés", dit-elle. «Ils ne sont pas exactement super précis dans tous les cas. Mais c'est encore un début."
Actuellement, l'équipe GLUBS travaille à rassembler autant d'informations que possible sur toutes les bases de données sonores marines existantes (avec des données actuelles et historiques) qui sont actuellement disponibles. Cela peut permettre à l'équipe GLUBS d'évaluer ce qui fonctionne bien et ce qui ne fonctionne pas bien, mais aussi de contacter toutes les personnes qui gèrent ces bases de données individuelles pour une collaboration future.
Les prochaines étapes pour construire la plate-forme et obtenir les financements pour la soutenir seront discutées lors d'un prochain atelier prévu en juillet. L'équipe GLUBS utilisera cet atelier pour attirer d'autres partenaires et collaborateurs potentiels, notamment des scientifiques de l'Université Cornell, qui a construit une plate-forme similaire pour les sons d'oiseaux.
