Qu'est-ce qu'une carte sonore? Pourquoi les scientifiques étudient les appels au coyote dans les parcs nationaux

Notre audition nous dit qu'une voiture s'approche de derrière, invisible, ou un oiseau dans une forêt lointaine. Tout vibre et le son passe à travers et autour de nous tout le temps. Le son est un signifiant environnemental crucial.

De plus en plus, nous apprenons que les humains et les animaux ne sont pas les seuls organismes qui utilisent le son pour communiquer. Il en va de même pour les plantes et les forêts. Les plantes détectent les vibrations de manière sélective en fréquence, utilisant ce sens «auditif» pour trouver de l'eau en émettant des émissions acoustiques et pour communiquer les menaces.

Nous savons également qu'une communication verbale claire est essentielle, mais est facilement dégradée par des sons parasites, également appelés «bruit». Le bruit est plus qu'un irritant: il menace également notre santé. Il a été démontré que les niveaux sonores urbains moyens de 60 décibels augmentaient la pression artérielle et la fréquence cardiaque et induisaient du stress, les amplitudes soutenues entraînant une perte auditive cumulative. Si cela est vrai pour les humains, il pourrait en être de même pour les animaux et même les plantes.

La recherche en conservation met l'accent sur la vue - pensez à la perspective inspirante ou aux espèces rares capturées sur film avec des pièges photographiques - mais le son est également un élément essentiel des systèmes naturels. J'étudie le son numérique et les médias interactifs et co-dirige le laboratoire d'écologie acoustique de l'Arizona State University. Nous utilisons le son pour faire progresser la prise de conscience et l’intendance de l’environnement, et nous fournissons des outils essentiels pour une meilleure prise en compte des réserves de son dans la nature, du design urbain et industriel.

Le son, signe de changement environnemental

Le son est un indicateur puissant de la dégradation de l'environnement et un outil efficace pour développer des écosystèmes plus durables. Nous entendons souvent des changements dans l'environnement, tels que des changements dans les cris d'oiseaux, avant de les voir. L’Organisation des Nations Unies pour l’éducation, la science et la culture (UNESCO) a récemment élaboré une charte solide visant à promouvoir la prise de conscience de la qualité sonore en tant que facteur déterminant de la santé environnementale et de la planification urbaine.

J'ai passé des décennies à faire des enregistrements sur le terrain, dans lesquels je crée une configuration avant l'aube ou au crépuscule, puis reste allongé sur le sol, écoutant pendant plusieurs heures ininterrompues. Ces projets m'ont appris comment la densité de l'air change lorsque le soleil se lève ou se couche, comment le comportement des animaux change, et comment toutes ces choses sont intrinsèquement liées.

Par exemple, le son voyage plus loin dans les matériaux plus denses, tels que l'air froid, que dans l'air chaud d'été. D’autres facteurs, tels que les changements de densité du feuillage d’une forêt du printemps à l’automne, modifient également les caractéristiques de réverbération d’un site. Explorer ces qualités m'a amené à réfléchir à la manière dont les mesures perceptuelles du son éclairent notre compréhension de la santé environnementale, ouvrant un nouvel angle de recherche autour des propriétés psychoacoustiques du son environnemental.

La modification des environnements sonores affecte la survie

Pour impliquer le public et les communautés scientifiques dans cette recherche, Acoustic Ecology Lab s'est lancé en 2014 dans un projet de grande envergure, financé par le grand public, visant à enseigner les techniques d'écoute et les techniques d'enregistrement sonore aux communautés adjacentes aux parcs et monuments nationaux du sud-ouest des États-Unis. Après avoir suivi un atelier d'écoute et d'enregistrement sur le terrain, les membres de la communauté se sont portés volontaires pour enregistrer tous les mois dans des endroits fixes dans les parcs, constituant ainsi une vaste collection de captures sonores, à la fois un plaisir d'écoute et une source de données riche en analyses scientifiques.

Imaginez comment le changement climatique pourrait affecter les signatures sonores des environnements. Une densité de plante réduite modifiera l'équilibre entre les surfaces absorbantes, telles que les feuilles, et les surfaces réfléchissantes, telles que les rochers et les bâtiments. Cela augmentera la réverbération et rendra les environnements sonores plus durs. Et nous pouvons le capturer en réalisant des enregistrements sonores répétés sur des sites de recherche.

Dans les contextes où le son résonne longtemps, comme dans une cathédrale, il peut être fatigant de poursuivre une conversation lorsque des échos interfèrent. L'augmentation de la réverbération pourrait avoir un effet similaire dans les environnements naturels. Les espèces indigènes pourraient avoir du mal à entendre les appels d'accouplement. Les prédateurs pourraient avoir du mal à détecter leurs proies. De tels impacts pourraient inciter les populations à se déplacer, même si une zone offre toujours une nourriture et un abri abondants. En bref, les propriétés sonores des environnements sont essentielles à la survie.

L'écoute peut également promouvoir l'intendance. Nous utilisons les enregistrements produits par nos bénévoles pour créer des œuvres musicales composées uniquement à partir des sons de l’environnement, qui sont exécutées dans les communautés qui ont réalisé les enregistrements. Ces événements sont un outil formidable pour mobiliser les gens autour de la question des impacts du changement climatique.

Cartographie des caractéristiques sonores et météorologiques

Je dirige également un projet de recherche appelé EcoSonic, qui demande si les propriétés psychoacoustiques du son environnemental sont en corrélation avec les conditions météorologiques. Si tel est le cas, nous voulons savoir si nous pouvons utiliser des modèles ou des enregistrements sonores réguliers pour prévoir les impacts à long terme du changement climatique sur les propriétés acoustiques des environnements.

Ce travail s’appuie sur la psychoacoustique - le point où le son rencontre le cerveau. La psychoacoustique est appliquée à la recherche sur la perception de la parole, la perte d'audition et les acouphènes, ou le bourdonnement dans les oreilles, ainsi que dans le design industriel. Jusqu'à présent, cependant, il n'a pas été appliqué de manière générale à la qualité sonore de l'environnement.

Nous utilisons une analyse psychoacoustique pour évaluer les mesures qualitatives du son, telles que le volume, la rugosité et la luminosité. En mesurant le nombre de signaux uniques à un emplacement spécifique, nous pouvons créer un indice de diversité acoustique pour cet endroit. Nous utilisons ensuite l’apprentissage automatique (formation d’une machine à faire des prévisions sur la base de données antérieures) pour modéliser la corrélation entre les données météorologiques locales et l’indice de diversité acoustique.

Nos tests initiaux montrent une relation positive statistiquement significative entre la diversité acoustique et la couverture nuageuse, la vitesse du vent et la température, ce qui signifie que lorsque ces variables augmentent, la diversité acoustique augmente également. Nous constatons également une relation inverse statistiquement significative entre la diversité acoustique, le point de rosée et la visibilité: à mesure que ces facteurs augmentent, la diversité acoustique diminue.

Sounding Futures: Art, Science et Communauté

La qualité sonore est essentielle à notre expérience quotidienne du monde et à notre bien-être. La recherche au laboratoire d'écologie acoustique est basée sur les arts et repose sur l'expérience ressentie d'être présent, d'écouter, de sentir la densité de l'air, d'entendre la clarté du son et de percevoir les variations de comportement des animaux.

Sans les arts, nous ne poserions pas ces questions de perception. Sans la science, nous n'aurions pas d'outils sophistiqués pour entreprendre cette analyse et construire des modèles prédictifs. Et sans les communautés voisines, nous ne disposerions pas de données, d'observations locales ou de connaissances historiques sur les modèles de changement.

Tous les humains ont la capacité de faire une pause, d'écouter et de reconnaître la diversité et la qualité du son dans un espace donné. Grâce à une écoute plus active, chacun de nous peut trouver une connexion différente aux environnements dans lesquels nous vivons.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation de Garth Paine. Lisez l'article original ici.