В 1948 году Морис Юинг и Ламар Ворзел опубликовали статью “Передача звука на большие расстояния“. В ней ученые Колумбийского университета сообщили об экспериментальном обнаружении ранее неизвестного акустического явления: “естественного канала, существующего в океанах”, расположенного на глубине минимума скорости звука, по которому звуковые волны могут проходить значительные расстояния (по их словам, “возможно, 10 000 миль”). Это открытие сразу же заинтересовало ВМС США. Еще до того, как эта статья вышла из печати, ВМС создали сеть станций прослушивания на оси этого звукового канала и назвали программу SOFAR: SOund Fixing And Ranging. Отсюда и название, канал SOFAR
Многие ученые считают, что для коммуникации на огромных расстояниях киты используют канал SOFAR, чтобы общаться с другими китами, находящимися за много километров от них.
Канал SOFAR сосредоточен на глубине, где совокупный эффект температуры и давления воды создает область минимальной скорости звука в толще воды. Давление в океане линейно увеличивается с глубиной, но температура обычно самая высокая у поверхности и быстро падает через термоклин (слой воды, в котором градиент температуры резко отличается от градиентов выше- и нижележащих слоев), пока не достигнет установленной температуры около четырех градусов Цельсия на глубине около тысячи метров. Вблизи поверхности быстро падающая температура вызывает снижение скорости звука, или отрицательный градиент скорости звука. С увеличением глубины возрастающее давление вызывает увеличение скорости звука, или положительный градиент скорости звука.
Поэтому звуковая волна, проходящая через термоклин, стремится отклониться вниз, поскольку скорость звука уменьшается с понижением температуры воды, но затем преломляется обратно вверх, поскольку скорость звука увеличивается с ростом глубины и давления. Такое изгибание низкочастотных звуковых волн вверх-вниз позволяет звуковым волнам “задерживаться” в канале и проходить многие тысячи метров или даже километров без потери значительной энергии сигнала.
В 1991 году был проведен эксперимент Heard Island Feasibility Test (HIFT), для проверки способности искусственных акустических сигналов распространяться по всему мировому океану. Эксперимент использовался для проверки инженерных разработок акустических источников и приемников для трансглобальных диапазонов, для изучения природы акустических сигналов, регистрируемых на больших расстояниях от их источника, и в качестве предварительной проверки инструмента акустики дальнего действия для целей измерения глобальных океанических изменений климата.
HIFT состоял из акустических передач с судна “Кори Чоуст”, расположенного к юго-востоку от острова Херд в южной части Индийского океана, на акустические приемники по всему миру. Это место было выбрано потому, что акустические передачи оттуда, скорее всего, достигнут обоих побережий США. Приемники были самыми разнообразными, включая донные и вертикальные решетки гидрофонов, корабельные приемники, буксируемые гидрофонные решетки и небольшие портативные приемники, предназначенные для легкого развертывания с корабля в течение короткого периода акустических передач.
В 1971 году в работе “Orientation by means of long range acoustic signaling in baleen whales авторы предположили, что, используя свойства канала SOFAR, киты могут ориентироваться на региональную батиметрию и соседствующих китов, используя свои низкочастотные позывы (~10-20 Гц). В принципе, по их мнению, эти киты могут поддерживать акустический контакт, несмотря на то, что их разделяют целые океанические бассейны; это изменило парадигму нашего представления о социальной организации этих китообразных.
