שמיעה של דולפינים ובני אדם.

מאת: ד"ר דני ברחנא.

 

מכירים את השיר "אנשי הצפרדע, אנשי הדממה...."?  למה דממה? למה כשאנו טובלים את ראשינו במים, נעלמים כל הקולות העל מימיים ודממה יחסית עוטפת אותנו. מדוע רק הקולות התת מימיים נשמעים ומדוע הקולות הנשמעים מתחת למים לא נשמעים מחוץ להם? ולמה כל צולל יודע, כי כאשר אנו שומעים צליל במים, איננו יכולים לאתר את מקורו ואין לנו ממש מושג אם מקור הצליל קרוב או רחוק, מלפנים או מאחור, למטה או למעלה?

וכיצד הדולפינים דווקא כן יודעים לזהות את מקור הקול וכיוונו? למה לדולפינים אין אפרכסות אוזניים ולכל היונקים היבשתייםshout יש? וכיצד הם משתמשים בסונר? (הרי סונר הוא איתור קול בעזרת הד!)

מה כל כך שונה במים, שמשנה את כל תפיסתנו את עולם הצלילים? ולמה למשל, כשאנו מנסים לצעוק במים בכל הכח, קולנו נשמע אך בקושי, גם אם אנו צועקים מאוד חזק?

ובכן, זה אינו קסם וגם לא מסתורי כל כך. על כל השאלות הללו ניתן לענות בעזרת הפיסיקה, המתארת את ההבדלים בין מים לאוויר. זה לא תמיד קל להבנה, אבל בהסברים פשוטים יחסית, אנסה להסביר מדוע השמיעה במים שונה לגמרי משמיעה באוויר ומדוע אוזנינו, שהתפתחו לשמיעה ביבשה, אכן מותאמות לאוויר ולא למים. ולבסוף, אנסה להסביר איך הדולפינים שומעים במים כל כך טוב. 

 

מהו קול?

הקול או הצליל, הוא הפירוש שאנו מעניקים לגל של שינויי לחץ מחזוריים, כלומר, גל של לחץ גובר ופוחת המתקדם בתוך תווך מסוים, כמו גז או נוזל ואפילו מוצק. משום כך, במקום בו אין תווך, חומר (משהו שישתנה בו הלחץ)  אין גם מעבר קול – כך למשל, בחלל החיצון אין קולות. היכולת לשמוע היא דבר מופלא. אנו בעצם חשים את הסביבה בעזרת האוזניים, ומגיבים לאירועים על פי כמות האוויר שארועים אלו מרעידים. לכן גם, לצורך תקשורת, פיתחנו איברים "מרעידי אוויר" – מיתרי הקול. מיתרי הקול יוצרים את הקולות אותם אנו משמיעים על ידי הרעדה של האוויר הנשף כך שהוא הופך לצלילים.

הקול ניתן לתיאור על ידי כמה מתכונותיו:

 

עוצמת הקול: עוצמת הקול היא עוצמת הלחץ והיא באה לידי ביטוי בגובה הגל, או במילים של פיסיקאים – גובה המשרעת (האמפליטודה). זהו המרחק בין הקווים הכחולים שבאיור. ככל שגובה המשרעת (המרחק בין הקווים הכחולים) גדול יותר - הלחץ גדול יותר ואנו שומעים את הצליל חזק יותר. זה אולי יישמע לכם מוזר, אבל השינויים בעוצמת הקול נשמעים לאוזן קצת שונה מאשר ההפרשים הממשיים בלחץ – למשל, לחץ גבוה פי 10 יישמע לאוזן "רק" פי שתיים חזק יותר, לחץ גבוה פי 100 יישמע לנו חזק פי ארבע.

 

graph 

גובה הצליל: האם הצליל גבוה או נמוך, סופרנו או בס, ציוץ או נהמה? גובה הצליל הוא תכונה הקשורה לאורך הגל - כמה הגל ארוך או קצר. גובה הצליל ייקבע על ידי מספר הגלים (מחזורים) העוברים דרך האוזן בזמן מסוים. בדרך כלל מודדים כמה גלים עוברים בשנייה. ככל שיותר גלים עוברים אותנו בשנייה, הצליל יישמע יותר גבוה. אנו קוראים לספירה של כמה גלים העוברים בשנייה – תדר. תדר גבוה, משמעותו צליל גבוה (אורך גל קצר) ותדר נמוך משמעותו צליל נמוך (אורך גל ארוך). את התדר אנו מודדים ביחידה ששמה הרץ. לדוגמה, אם בשנייה עוברים 20 גלים, נקרא לתדר 20 הרץ ונסמן אותו כך:20Hz. אם בשנייה עוברים 20,000 גלים נקרא לזה 20,000 הרץ או 20 קילו-הרץ (קילו=אלף) ונסמן אותו כך: 20KHz.

 

אילו תדרים אנו שומעים?

בני אדם, בצעירותם, שומעים מתדר נמוך של 20 הרץ (20 גלים בשנייה) ועד לתדר בגובה של 20,000 הרץ או עשרים אלף גלים בשנייה. לשם קיצור, אנו נוהגים לאמר 20KHz.ultrasound

למען האמת, 20-20KHz הוא התחום שאנו שומעים בגיל שמונה ולאחר מכן חלה התדרדרות בשמיעה. בבגרותנו, רובנו שומעים עד 15KHz, במקרה הטוב. בני אדם שומעים מצוין בתדרים הנמוכים, מדברים בדרך- כלל בתדר של (1KHz) 1000Hz בערך ויכולת השמיעה שלנו פוחתת ככל שהתדר עולה.

לכל התדרים הגבוהים מיכולת השמיעה שלנו (נניח מעל  20KHz) אנו קוראים "תדר על-קולי" או אולטרה-סאונד ולכל הקולות הנמוכים מ- 20 הרץ אנו קוראים "תת-קולי" או אינפרה-סאונד. למכשיר האולטרה-סאונד קוראים כך, משום שהוא משתמש בתדרים שהם מעבר ליכולת השמיעה שלנו. למעשה הם הרבה מעבר ליכולת השמיעה שלנו, מדובר במיליוני הרץ!

 

כיצד אנו שומעים?

אנו, כיונקים יבשתיים, שומעים קולות הנישאים באוויר. למעשה, אנו מפרשים גלי לחץ משתנים הנישאים באוויר והופכים אותם באוזנינו לאותות חשמליים. תרגום הלחץ לחשמל נעשה על-ידי האוזן, המשמשת הן כמקלט והן כמגבר. מכיוון שמדובר בדרך-כלל בלחצים מאוד נמוכים, עלינו קודם כל להגביר אותם על מנת שנוכל להפוך אותם לאותות חשמליים:

 ear

 הצליל, או גל הלחץ, נאסף על ידי האפרכסת, המשמשת כמין משפך גדול המרכז את הלחץ לתוך תעלה, הנקראת תעלת האוזן החיצונית או "תעלת השמע". התעלה מרכזת את גלי הקול (הלחץ) מפתח רחב בכניסה למקום קטן וצר בסוף התעלה ובכך מגבירה שוב את הלחץ (לחץ גבוה=עוצמה גבוהה יותר של קול).

בקצה המשפך ישנו קרום מתוח כמו עור של תוף ולכן הוא נקרא "עור התוף". עור התוף מהווה את הגבול בין האוזן החיצונית (האפרכסת ותעלת השמע) לבין האוזן התיכונה. האוזן התיכונה (האמצעית) היא חלל מלא אוויר ובו שלוש עצמות קטנות וחשובות: הפטיש, הסדן והארכוף (לא ארכובה כפי שנוהגים לכנות אותה בטעות)

עור התוף רוטט בתגובה לגלי הלחץ הפוגעים בו ומרטיט את הפטיש, המרטיט את הסדן וזה מרטיט את הארכוף. הארכוף נוגע בצד אחד בסדן ובצד השני הוא מכה על חלון קטן, הנקרא החלון הסגלגל, שהוא הפתח לאוזן הפנימית וגם הוא מכוסה בקרום.

האוזן הפנימית בנויה, בין היתר, מתעלה שבלולית ארוכה שהולכת ונהיית צרה לקראת סופה. התעלה מלאה נוזל ועל רצפתה המוני תאים עם "שערות" הרוטטות כאשר הנוזל בתעלה רוטט. הנוזל בתעלה רוטט כאשר הארכוף מכה ומרטיט את החלון הסגלגל. התדר יקבע באיזה אזור השערות ירטטו (גובה הצליל) וגובה הגל יקבע כמה שערות ירטטו (עוצמת הקול).

אם כן, המשפך (האפרכסת, תעלת השמע), עור התוף ושלוש עצמות השמע מהווים מערכת הגברה המסבה גלים של לחץ אוויר נמוך בכניסה למשפך ללחץ גבוה בסופו. הלחץ הגבוה הופך לרטט של עור התוף והרטט מוגבר דרך מערכת מנופים (שלוש עצמות השמע) לנקישות של העצם האחרונה (הארכוף) על החלון של השבלול. זו מערכת הגברה יעילה מאוד.ההגברה המדוברת נדרשת, מכיוון שהקול הנישא באוויר שונה מאוד מהקול הנישא במים.

למה אכפת בכלל ליונקים יבשתיים כמונו, איך קול נשמע במים? sounds

זה חשוב, מכיוון שאנו שומעים צלילים הנישאים באוויר ומפיקים בעצמנו קולות על ידי הרעדה של אוויר,  אבל ! בסופו של התהליך, המכשיר שקולט את הקולות, האוזן הפנימית, היא שבלול מלא בנוזל, כמו מים. ומדוע זה מהווה בעיה? מכיוון שקול לא יכול לעבור כמעט בכלל מאוויר למים או ממים לאוויר, אלא אם כן יש מערכת "תרגום" – מערכת האוזן התיכונה.

 

מדוע וכיצד שונים הקולות במים מהקולות באוויר?

כאן אנו נכנסים לעולם השמע במים (ולעוד קצת פיסיקה, לצערכם).

להלן כמה הבדלים משמעותיים מאוד בין האוויר למים הקשורים להולכת קול. את חלקם אתם מכירים, גם אם לא ידעתם עד היום לקרוא להם בשם.

  1. מהירות הקול וצורת מעבר הקול בתווך: הקול נע בצורה שונה בגז ובנוזל, בגז שהוא קלוש (פחות צפוף) מהנוזל, המולקולות נעות בתנועות גדולות ולכל מולקולה פחות אנרגיה ואילו בנוזל, שהוא צפוף מאוד, המולקולות נעות בתנועות קטנות יחסית כמעט רטט, ולכל מולקולה אנרגיה גדולה יחסית. התוצאה היא שהקול במים נע במהירות גדולה פי חמישה מהמהירות בה הוא נע באוויר. באותה טמפרטורה של אוויר ומי ים, הקול ינוע באוויר בערך במהירות של 340 מטר לשניה ואילו בים במהירות של 1560 מטר לשניה.
  2. אורך הגל: מכיוון שתדר הוא "מספר הגלים שחולפים בשנייה", ומכיוון שמהירות הקול גבוהה פי חמישה במים, בכדי לקבל תדר מסוים (כלומר מספר מסוים של גלים בשנייה), צריך שהגל יהיה ארוך פי חמישה במים מאשר באוויר . לדוגמה, אם באוויר במהירות מסוימת עובר גל אחד בשנייה, על מנת לקבל רק גל אחד בשנייה במים צריך הגל להיות ארוך פי חמישה (אחרת התדר יהיה שונה ונקבל צליל גבוה יותר).
  3. עכבה אקוסטית  (Acoustic Impedance) – עכבה אקוסטית היא תכונה של חומר התלויה בצפיפותו ובמהירות מעבר הקול בו (למעשה היא מכפלה של הצפיפות במהירות). מה שחשוב לדעת כרגע על העכבה הוא דבר אחד "כדי שקול יוכל לעבור ביעילות מתווך אחד לתווך אחר, למשל מאוויר למים, צריכה להיות להם עכבה זהה או דומה מאוד". הבדלי העכבה בין מים לאוויר הם פי  3,600 (כי המים צפופים בהרבה מהאוויר ומהירות הקול גבוהה בהרבה מבאוויר). כלומר, צריך להשקיע אנרגיה עצומה בכדי להעביר קול מהמים לאוויר ולהיפך. מבחינה מעשית, ברגע שקול "מנסה" לעבור ממים לאוויר או להיפך – הוא חוזר כאילו נתקל בקיר. או במילים אחרות – צליל שהופק באוויר לא יחדור למים (כמעט) וצליל שהופק במים, לא ייצא לאוויר (כמעט).

מדוע, אם כן, מונעות מאתנו כל התכונות הללו לאתר כיוון קול במים?tube

בכדי להבין מדוע איננו מצליחים לאתר מקור קול במים, צריך להבין כיצד זה נעשה באוויר.

 

יונקים יבשתיים נסמכים על מנגנון כפול לאיתור כיוון מקור הקול.

המנגנון העיקרי בו אנו משתמשים כאשר אנו מאתרים מקורות קול נקראInteraural Time Difference (ITD)  או Interaural  Phase Difference (IPD). זהו מנגנון המנצל את תכונות גל הקול על מנת לאתר את כיוונו.

 

כיצד זה נעשה? בצלילים שמשכם מאוד קצר, המוח יודע למדוד את הבדלי הזמן שבין הגעת הצליל לאוזן אחת והזמן בו מגיע הצליל לאוזן השנייה.

אם הצליל מגיע בו-זמנית לשתי האוזניים – סימן שמקור הקול הוא ישר לפנים. אם הצליל מגיע לאוזן שמאל קצת לפני אוזן ימין, סימן שהצליל הוא קצת שמאלה מהמרכז, וכן הלאה.

אולם משכם של רוב הצלילים אינו קצר כמו נקישה, אלא צליל מתמשך יותר. כאן המוח כבר "מתחכם" ויודע להבחין באיזו פאזה הגיע הגל לכל אוזן. זוכרים שהגל עשוי מ"גבעות ועמקים"? אזורים בהם הלחץ גבוה ואזורים בהם הלחץ נמוך?

המוח הוא כל-כך מתוחכם, עד שהוא יכול לקבוע איזה חלק נמצא מול איזו אוזן, או במילים של מדענים - באיזו פאזה נמצא הגל בכל אוזן. לפי ההבדל הזה, יודע המוח לומר מאיזה צד הגיע הקול קודם. על מנת שהמוח יוכל לבצע את הפעולה הזאת, חייבים להתקיים שני תנאים:

 

  1. עצמת הצליל צריכה להיות זהה בשתי האוזניים.
  2. אורך הגל חייב להיות ארוך יותר מהמרחק שבין שתי האוזניים, אחרת הגל יחלוף לגמרי על פני אוזן אחת ויגיע לאוזן השנייה ומוחנו יפרש את הצליל כשני צלילים שונים. הקול אינו עובר דרך הראש, הוא נישא באוויר מסביב לראש. ולכן, בכדי להגיע לשתי האוזניים בו-זמנית, צריך שהגל יהיה ארוך מהמרחק שבין האוזניים – כלומר, חצי מהיקף הראש. נמצא שהמרחק הזה הוא כ-21 ס"מ. גל באורך של 21 ס"מ באוויר הוא גל בתדר של כ- 1,600 הרץ או 1.6 קילוהרץ. בקיצור - על מנת שנוכל לאתר מקור קול ביעילות, לפי הבדלי זמן או פאזה, התדר צריך להיות נמוך מ- 1.6Khz, בתדרים הגבוהים הנמוכים מ-1,600 הרץ (מבחינה זו מצבינו משתפר במים מכיוון שמהירות הקול במים גדלה פי 4.3 ואורך הגל המינימאלי הדרוש אינו משתנה (המרחק בין האוזניים לא משתנה במים...) הרי שסף התדירות המקסימאלי שמאפשר זיהוי כיוון גדל גם הוא פי 4.3). אבל זה לא נורא, כי כאשר אורך הגל קצר מאוד, הראש שלנו "מפריע" לגל להגיע לאוזן הרחוקה ולכן עצמת הקול אינה שווה בין האוזניים. כאשר העצמה אינה שווה אי אפשר, כאמור, להשתמש במנגנון התזמון, אבל ניתן להשתמש בהבדל בעוצמות הקול בין שתי האוזניים. זהו מנגנון מאוד לא מדויק, שנותן רק כיוון כללי של הקול.
    אם לדייק, גבול התדר של 1,600 הרץ נכון רק כאשר הקול מגיע לגמרי מימין או משמאל. ככל שהקול יותר קרוב למרכז, ניתן להבחין בתדרים יותר ויותר גבוהים.

faceתופתעו אולי לדעת, כי בני האדם רגישים מאוד לאיתור מקורות קול באוויר. אנו מסוגלים לזהות הבדלים של 2-3 מעלות בזוית. לדוגמא, במרחק של 3 מטר מאיתנו, אנו יכולים להבחין בתזוזה  של 15 ס"מ במקור הקול. במילים אחרות - אם ישימו מולכם שני רמקולים, במרחק של שלושה מטר מכם ובמרחק של 20 ס"מ זה מזה, תוכלו לאמר מאיזה מהרמקולים השמיעו צליל!.

 

בכדי לדעת אם הקול מגיע מלפנים או מאחור, אנו משתמשים במבנה המיוחד של אפרכסות האוזניים המלאות תעלות להולכת קול, אך לא ניכנס לזה כרגע...

 

אז אם אנו כל-כך טובים באוויר, מה קורה לנו במים?

זוכרים את העכבה? אי היכולת של הצליל לעבור ממים לאוויר או מאוויר למים? ובכן, גופנו מורכב ברובו ממים, ויש בו חללי אוויר. הקול העובר במים עובר בקלות גם דרך גופנו, אבל נעצר בחללי האוויר. כלומר, הקול עובר בכל מקום בגוף מלבד הריאות, הסינוסים ו... האוזן התיכונה. גם אם הקול יגיע לעור התוף, וירעיד אותו, הרעידות של עור התוף יהיו קטנות, כמו רעידות של קול במים ואילו מערכת ההגברה של האוזן התיכונה בנויה לתנועות הגדולות של הקול באוויר. מצד שני, הקול חודר דרך גופנו ללא הפרעה ומרעיד את כל עצמות הגולגולת ואיתן גם את האוזן הפנימית. לתופעה הזו, של מעבר הקול דרך העצמות, קוראים הולכה עצמית (מלשון – עצם) או Bone conductance. ההולכה דרך העצם גורמת לשבלול לרטוט ישירות, ללא הגברה וללא שימוש בעצמות השמע.

 

למעשה, ברגע שאנו משקיעים את ראשנו במים, אנו מפסיקים להאזין ל"שינויי לחץ" ומתחילים להאזין ל"רעידות של המים". מכיוון שהגולגולת לא חוסמת את הקול, אי אפשר לבצע השוואה בין העוצמה של הקולות משתי האוזניים וגם אי אפשר לגלות את הבדלי הזמן או הפאזה בין חלקי הגל השונים משום שהקול מרעיד את כל הגולגולת ויחד איתה את האוזניים באותו הזמן. כך קורהbaby_water שכל הכלים המשמשים אותנו לאיתור מקור קול המים מנוטרלים לחלוטין.

 

ואם זה לא מספיק, הרי שבשל מהירות הקול הגבוהה במים, הופכים מרווחי זמן הפגיעה של גלי הקול (בין אוזן אחת לשנייה) קטנים עד כדי כך, שגם אם היינו יכולים להפריד בין האוזניים, הרי שהמח לא היה מסוגל לעבד ולחשב את כיוון מקור הקול מכיוון שההפרש בין שני הקולות היה מזערי מדי. כלומר, חוסר היכולת לאתר כיוון קול במים נובע גם בגלל מהירות הקול הגבוהה.

 

אם כך, מה מאפשר לדולפינים לאתר כיוון קול מתחת למים?

האם יונקים ימים יודעים בכלל לאתר מקור קול במים? התשובה היא כן, אבל...

היונקים הימיים אינם מקשה אחת. יש ביניהם החיים במים ולעולם לא עוזבים אותם, כמו הלווייתנים למשל. יש היוצאים רק לתקופות קצרות, כמו כלבי הים ויש כאלה המבלים את רוב זמנם ביבשה, כמו אריות הים. ככל שהחיה יותר "ימית", יש לה התאמה טובה יותר לשמיעה מימית ונטייה פחות מובהקת לשמיעה היבשתית. ולכן, התשובה לשאלה "האם יונקים ימיים מאתרים קול במים" היא כן, אבל יש כאלה העושים זאת מצוין ויש כאלה שלא כל-כך ...

  

אז מה עם דולפינים? לא הכל ידוע על שמיעה של דולפינים. אבל נעשו הרבה מאוד מחקרים  בנושא ומחקר השמיעה הואץ בשני העשורים האחרונים, בשל החשש מנזקים של רעשים (הנגרמים בידי אדם) ללוויתנים, בעיקר לאלו הצוללים לעומק.

dolphin

במפתיע, הדבר המשותף לכל היונקים, גם אלה שלעולם לא יוצאים מהים, הוא שמירה על המבנה הבסיסי של אוזן היונק, זאת שהתפתחה לשמיעה באוויר דווקא, גם אם חלו בה שינויי מבנה והתאמה. בכולם קיימת אוזן פנימית ואוזן תיכונה עם שלוש עצמות שמע שהתפתחו על מנת "לתרגם"  צליל שהופק באוויר לצליל שניתן לשמוע באוזן הפנימית המלאה בנוזל . לכאורה, דבר מיותר. הרי הסברתי כבר שאצל בני האדם אין לאוזן התיכונה כמעט משמעות במים. מסתבר שניתן, תוך שינויים מעניינים, להשתמש באוזן הפנימית גם במים ועל ידי שינויים קלים, לשנות את האיברים כך שיגבירו קולות של מים במקום קולות של אוויר. ההתאמה בדולפינים היא כל כך טובה, עד שהם שומעים במים בתחומים מסויימים, יותר טוב מאשר אנו שומעים באוויר !

 

הדולפינים הם אלופי השמיעה במים. בכדי שאנחנו, בני האדם, נאתר קולות באוויר, אנו שומעים "רק" דרך תעלות האוזניים וכל הגולגולת מבודדת את האוזניים מהאוויר. הדולפינים, הפכו את היוצרות.

לדולפינים אין תעלת אוזן. אין להם שום חיבור בין האוזן לחוץ, אין חור חיצוני לאוזן ואין אוויר באוזן התיכונה . האוזן גם לא נמצאת בתוך קופסאת הגולגולת אלא "תלויה" על ליגמנטecoים (רצועות) מחוץ לגולגולת. הבידוד של האוזן הפנימית מעצמות קופסת הגולגולת - מושלם.

זוכרים שקול שמופק במים אינו עובר לאוויר? הדולפין משתמש באוויר בכדי לבודד קולות מהאוזן שלו כמו שאנחנו משתמשים בגולגולת ונוזלי הגוף לבודד את האוזניים שלנו.

אצל הדולפינים, סינוסי אוויר מקיפים את האוזניים, הנחיריים שמתחילים בחור הנשימה ועוברים דרך מרכז הגולגולת מלאים באוויר ומבודדים גם הם.

בנוסף, תעלת השמע ועור התוף הפכו לרצועה ובמקומם התפתחה אחת מעצמות הגולגולת למשטח עצם דק, הרועד כשמגיע אליו הקול, דרך הגוף ואליו מחוברות עצמות השמע (ממש כמו עור תוף).  הדולפינים פיתחו עוד מנגנון – עצמות הלסת התחתנה חלולות בבסיסן, כמו תיבת תהודה של גיטרה, ומלאות בנוזל שמנוני. עצמות הלסת התחתונה נמצאות במגע ישיר עם האוזן הפנימית ומשמשות עוד מקור הפרדה והגברה של קול. מחקרים הראו כי צלילים נמוכים מועברים דרך הלסת וצלילים גבוהים דרך "עצם התוף".

כלומר, למעשה הדולפינים שומעים קולות העוברים דרך הלסתות והשומן שלהם כמו שאנחנו שומעים קולות העוברים דרך תעלת האוזן – הלסתות והשומן שלהם משמשים את הדולפינים כ"תעלות אוזן".

 

מהו החיסרון של המנגנון הזה? דולפינים שומעים מצויין המים אבל רע מאוד באוויר, למעשה צריך להפיק צליל בעוצמה רבה מאוד באוויר על מנת שדולפין ישמע אותו. דולפינים שומעים באוויר כמו שאנחנו שומעים עם אטמי אוזניים, כלומר הם שומעים, אבל רע !sonar

 

טווח השמיעה: הדולפינים שומעים ומפיקים קולות בטווח תדרים עצום, מקולות נמוכים של 1000 הרץ  עד תדרים מאוד גבוהים, כמעט מאתיים אלף הרץ        (200KHz), וזאת משום שהם צריכים הפרדה (רזולוציה) טובה לסונאר שלהם. הרזולוציה של הסונאר היא מחצית אורך הגל שהדולפין משמיע. זה קצת כמו פיקסלים ותמונה - התמונה יכולה להיות חדה רק כמספר הפיקסלים שלה, כלומר, כמספר הנקודות המרכיבות אותה. בכדי לשמוע פרטים מדויקים יותר במים, אורך הגל חייב להיות קטן מאוד. מכיוון שבמים, אורך הגל בתדר מסוים ארוך פי חמישה מאותו תדר באוויר, הדולפין חייב לעבוד בתדרים מאוד גבוהים על מנת לקבל רזולוציה טובה.

זה אומר גם שאם אתם משמיעים קולות, עדיף להשמיע לדולפין קולות בתדרים גבוהים (כמו שריקה) על מנת שיישמע אתכם. תדרי הקול בהם אנו משתמשים לדיבור (בסביבות ה 1000 הרץ) הם על סף יכולת השמיעה של דולפינים.

 

לסיכום - שמיעה היא דבר מורכב ושמיעה במים היא דבר מורכב עוד יותר. רוב ההסברים שהבאתי כאן הם כמובן הפשטה של מנגנונים מאוד מורכבים, שחלקם עדיין כלל לא ידוע או לא מובן לחלוטין. אני מקווה שהצלחתי להעביר לפחות את עיקרי הדברים.