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Las ondas sonoras:
La exploración sistemática del fondo marino se inició con la famosa expedición alrededor del mundo del buque británico Challenger, en 1870. Para medir la profundidad de los océanos, el Challenger empleó el método tradicional de arriar 6 km de cabl, con un peso en su extremo, hasta alcanzar el fondo. De esta forma se realizaron más de 360 sondeos. Este procedimiento no es sólo enormemente laborioso, sino también poco exacto. La exploración del suelo oceánico experimentó una auténtica revolución en 1922, al introducirse el método de emisión de ondas sonoras y recepción de sus ecos. Las vibraciones mecánicas envían ondas longitudinales a través de la materia (por ejemplo, el aire), y podemos detectar algunas de ellas en forma de sonidos. Percibimos las diferentes longitudes de onda como sonidos de tono diferente. Los sonidos más graves que podemos captar tienen una longitud de onda de 22 m y una frecuencia de 15 ciclos/seg. El sonido más agudo que puede detectar un adulto normal tiene una longitud de onda de 2,2 cm y una frecuencia de 15.000 ciclos/seg. (Los niños pueden oír sonidos algo más agudos). La absorción del sonido por la atmósfera depende de su longitud de onda. Cuanto mayor sea la longitud de onda, tanto menor será la cantidad de sonido absorbida por un determinado espesor de aire. A los sonidos de las sirenas se les da un registro tan bajo, para que puedan oírse a la mayor distancia posible. La sirena del Queen Mary emitía 127 vibraciones por segundo, o sea, casi las mismas que la nota más grave del piano. Puede oírse a una distancia de 16 km, y los instrumentos especializados pueden detectarla incluso a 160-240 km.
Pero también hay sonidos de tono más profundo que el que podemos percibir. Algunos de los sonidos que emiten los terremotos y los volcanes están situados en esta zona infrasónica. Tales vibraciones pueden dar la vuelta a la Tierra, en ocasiones, varias veces, antes de quedar completamente absorbidas. La eficacia con que se refleja el sonido depende también de la longitud de onda, aunque en sentido contrario. Cuanto menor sea la longitud de onda, tanto más eficaz será la reflexión. Las ondas sonoras de frecuencias superiores a los sonidos más agudos que podemos captar, son reflejadas incluso con más eficacia. Algunos animales pueden percibir sonidos más agudos que nosotros y hacer uso de ellos. Los murciélagos, al chillar, emiten ondas sonoras cuyas frecuencias ultrasónicas son de 130.000 ciclos/seg. ondas que son reflejadas y oídas por estos animales. Según la dirección de la que son reflejadas y el tiempo que transcurre entre el chillodo y el eco, los animales pueden deducir la localización de los insectos cuya caza persiguen y los obstáculos que han de evitar. (De aquí que puedan volar perfectamente aun siendo ciegos, lo cual no podrían hacer si estuvieran privados del oído. El biólogo italiano Lazzaro Spallanzani fue el primero en observar, en 1793, que los murciélagos pueden ver con los oídos).
Las marsopas, al igual que los guácharos (aves que viven en cuevas en Venezuela) utilizan también los sonidos para localizar mediante el eco. Puesto que sus presas son más grandes, emplean ondas sonoras situadas en la región audible, que bastan para su propósito. (Los domplejos sonidos que emiten los animales de cerebro mayor, como las marsopas y los delfines, pueden incluso -y así se sospecha hoy- ser utilizados para un tipo de comunicación general, o sea, para conversar. El biólogo americano John C.Lilly ha investigado de forma exhaustiva esta posibilidad).
Para utilizar las propiedades de las ondas sonoras ultrasónicas, el hombre debe, ante todo, producirlas. Una muestra de ello, a pequeña escala, la tenemos en el silbato de perro (construido, por vez primera, en 1883). Emite un sonido situado casi en la zona ultrasónica, que puede ser oído por los perros, pero no por los seres humanos.
Un camino más prometedor parecía ser el abierto por el químico francés Pierre Curie y su hermano, Jacques, quienes, en 1880, descubrieron que las presiones ejercidas sobre ciertos cristales determinaban un potencial eléctrico (piezoelectricidad). La acción contraria también es válida. Aplicando un potencial eléctrico a un cristal de este tipo, se produce una ligera constricción, como si se aplicara la presión (electrostricción). Cuando se desarrolló la técnica para producir un potencial que fluctuaba más rápidamente , se logró hacer vibrar los cristales con la suficiente rapidez como para emitir ondas ultrasónicas. Esto lo realizó, por vez primera, en 1917 el físico francés Paul Langevin, quien aplicó en seguida a la detección de los submarinos los excelentes poderes de reflexión de este sonido de onda corta. Durante la Segunda Guerra Mundial, este método, perfeccionado, se transformó en el sonar (sound navegation and ranging); ranging significa determinación de la distancia.
En la determinación de la distancia del suelo marino, el método de la reflexión de las ondas sonoras ultrasónicas replazó la sondaleza. El intervalo de tiempo entre el envío de la señal (un determinado impulso) y el retorno de su eco mide la distancia hasta el fondo. Lo único que el operador ha de tener en cuenta es la posibilidad de que la lectura refleje un falso eco procedente de un banco de peces o de algún obstáculo. (Naturalmente, este instrumento es útil para las flotas pesqueras).
(Asimov)
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