EINE ANDERE AKUSTISCHE WELT
Menschen sind unter Wasser taub. Unsere Ohrmuscheln sind akustisch auf die Impedanz von Luft abgestimmt; unter Wasser umgehen Schallwellen unser Trommelfell und leiten direkt durch den Schädel, wodurch unsere Fähigkeit zur Richtungsortung verloren geht.
Lässt man jedoch ein piezoelektrisches Hydrofon in die Wassersäule hinab, offenbart sich eine verborgene akustische Welt: knackende Knallgarnelen, pfeifende Wale und die schwere niederfrequente Vibration der über uns brechenden Wellen.
WIE HYDROFONE WASSER HÖREN
Herkömmliche Mikrofone nutzen eine extrem leichte Membran, die durch Luftdruckunterschiede schwingt. Im Wasser, dessen Dichte etwa 800-mal größer ist als die von Luft, werden solche Membranen bewegungsunfähig.
Hydrofone lösen dieses Problem mit piezoelektrischen Keramiken (etwa Blei-Zirkonat-Titanat). Wenn physikalische Druckwellen im Meerwasser den Keramikkristall komprimieren, erzeugt dieser direkt eine proportionale Mikrospannung. Da Wasser nahezu inkompressibel ist, gelangen diese Schallwellen ohne akustische Reflexion direkt in den Wandler.
Da sich Schall in Salzwasser mit etwa 1,500 m/s ausbreitet, verglichen mit 343 m/s in Luft, sind Schallwellenlängen unter Wasser bei gleicher Tonhöhe mehr als viermal so lang.
HAUPTSTIMMEN DES FLACHEN RIFFS
Die Unterwasser-Klanglandschaft wird nicht von Stille beherrscht, sondern von ständiger biologischer Aktivität, die bei Dämmerung und Morgengrauen ihren Höhepunkt erreicht:
Knallgarnelen (Alpheidae)
Das universelle Pfannenknistern flacher gemäßigter und tropischer Meere. Wenn ihr schneller Scherenschluss eine Kavitationsblase kollabieren lässt, erreichen die lokalen Temperaturen kurzzeitig annähernd die Temperatur der Sonnenoberfläche und erzeugen einen impulsiven Knall von bis zu 210 dB.
Seeigelweiden (Echinometra)
Entlang felsiger gemäßigter Riffe erzeugen Millionen von Seeigelzähnen, die Kelp-Haftwurzeln und verkalkte Oberflächen abschaben, ein resonantes Klingen zwischen 800 Hz und 2.5 kHz.
Küstendelfine & Zahnwale
Große Tümmler und Schweinswale nutzen Echoortungsklicks in hoher Wiederholrate und frequenzmodulierte tonale Pfiffe, um die Brandungszone zu durchqueren und Futterfische zu jagen.
KABELBRUMMEN VERHINDERN
Die größte betriebliche Gefahr bei der Unterwasser-Audioaufnahme ist das Kabelbrummen. Wenn Gezeitenströmungen oder Brandungsschwall gegen das hängende Hydrofonkabel drücken, vibriert das Kabel wie eine gezupfte Bassaite und überträgt starkes mechanisches Dröhnen direkt in das Sensorgehäuse.
Um Brummen zu vermeiden, hängen Akustiker einen Sensor niemals ohne Entkopplung direkt an einer schwimmenden Oberflächenboje auf. Ein elastischer Stoßdämpfer, stromlinienförmige Bleigewichte oder die Befestigung des Sensors an einem festen Bodenanker halten den Wandler von hydrodynamischen Wirbelablösungen isoliert.
