«Ау!» —кричим мы, и эхо через несколько секунд возвращается к нам. Сверкание молнии. Мы, заткнув уши, с содроганием ждем громового раската. Но проходит секунда, другая, третья... Мы думаем, что уже грома не будет, но вдруг: «Трах-тарарах-ххх!» И пошло греметь с перекатами, постепенно затихая вдалеке. Медленно, очень медленно передается звук по воздуху.
«Ау!» — посылает свой сигнал прибор в океане. И эхо этого сигнала возвращается в четыре с половиной раза быстрее, чем по воздуху. Тащат, буксируют океанолога свои приборы за кораблем. «Пи-пи-пи»,— посылают сигналы эти приборы в воду. Как быстрые стрелы, они разлетаются во все стороны, а встретив препятствие на своем пути, отражаются от него и приходят назад. Здесь улавливаются другими приборами и записываются на специальной ленте. Один, два, десять сигналов в секунду. Одно, два, десять их отражений (эхо) записываются на ленту. Лента движется. «Эхо» выстраиваются на движущейся ленте в ряд. За минуты, часы, сутки из отдельных точек, отраженных сигналов образуется целая линия — сплошная запись.
Так как океанолог знает, что звук в морской воде за одну секунду проходит полтора километра, то по разнице времени между посланным сигналом и возвратившимся эхом он легко может определить расстояние до предмета, отразившего звук. Моряки и океанологи таким образом определяют расстояние от корабля до корабля (например, до подводной лодки) и от корабля до поверхности дна. За один час звук проходит 5400 километров. Однако скорость его не везде одинакова. Там, где температура, соленость и плотность больше, она возрастает. Повышение температуры на один градус увеличивает скорость звука примерно на три-четыре метра, а увеличение солености на одну промилле — на один метр в секунду. Увеличение давления на одну атмосферу влечет повышение скорости звука на восемнадцать сантиметров в секунду. У океанологов есть специальные таблицы, где указано, какая скорость звука (по вертикали) соответствует определенным температуре и солености. В Гренландском море она в среднем составляет 1411 метров в секунду, в Средиземном — 1554, в Красном — 1618 метров в секунду. Скорость звука необходимо знать для точного определения расстояния от источника до прибора, улавливающего этот звук.
Почти все живые существа, и даже «беззвучные» рыбы, издают звуки. Многие из них улавливаются человеческим ухом. Так, некоторые рыбаки восточно-азиатских стран по звуку определяют наличие косяков рыбы и их местонахождение. Для этого «слухач» — рыбак с наиболее острым слухом — погружает голову на глубину около тридцати сантиметров и прислушивается. Наиболее искусные из «слухачей» определяют даже вид косяка рыбы, его поведение.
Креветки издают иногда такой громкий звук, что пугают прогуливающихся по пляжу. Каспийская белуга, вытащенная из воды, испускает громкий тяжелый вздох или даже рев, отсюда и пошла поговорка «ревет, как белуга». Есть морские организмы, которых называют «ворчунами», «болтливыми». Как писал А. И. Куприн в рассказе «Листригоны», «рыбы говорят между собой — это знает каждый рыбак. Они сообщают друг другу о разных опасностях и человеческих ловушках». Это, наверное, чувствуете и вы, когда сидите с удочкой на берегу озера, кругом плещется рыба, а поплавок вашей удочки неподвижен. Сейчас особенно интенсивно изучают звуки, издаваемые дельфинами, китами.
Человек постоянно учится записывать и читать звуки морских организмов, шума волн, прибоя, течений. Прочитав эти звуки, он, по образу и подобию морских животных, совершенствует свою акустическую аппаратуру (гидрофоны), а значит, лучше ориентируется под водой, улучшает подводную связь, больше добывает рыбы, предупреждает о приближении урагана, волн цунами и т. д.
Выяснив, что скорость звука в воде увеличивается с увеличением температуры, солености и плотности воды, ученые стали искать, как сделать так, чтобы звук, посланный в воду, не рассеивался во все стороны, а шел в одном направлении. И ученые нашли такие слои вод океанов, где звук не рассеивается. Эти участки названы «звуковым каналом». Звук, посланный по звуковому каналу, не может из него выйти: те сигналы, которые это пытаются сделать, на границе канала искривляются и вынуждены снова вернуться в канал. Подобно этому ведет себя поток воды в прямом канале, он вынужден бежать вдоль берегов.
Звук в воде быстро ослабевает и затухает. Но если он попал в звуковой канал, то может пройти из Тихого океана в Атлантический и Индийский. Сигнал, посланный глубинной бомбой у побережья Австралии, по звуковому каналу за 3 часа 43 минуты прошел путь до Бермудских островов в Атлантическом океане (то есть 19200 километров) и был легко услышан приборами. Таким образом, гидрографы, находясь в одном океане, могут прослушивать другой океан и узнавать, что же делается на обратной стороне нашей планеты. В настоящее время с использованием звукового канала пытаются установить беспроволочную связь между Америкой и Австралией.
Во время второй мировой войны была придумана и использована хитрая система, которая позволяла с точностью до одной мили определить место посылки звукового сигнала (взрыва, удара). Для этого применялись приемные станции, расположенные либо на берегу, либо на кораблях. Эти станции «засекали» звук, определяли его направление, рассчитывали расстояние до взрывов. Таким образом были обнаружены сигналы не только взрывов бомб и взорвавшихся кораблей, но и спасена жизнь многих военных летчиков, сбитых над морем. Перед вылетом на самолетах устанавливались специальные небольшие взрывные устройства. Во время катастрофы, погрузившись в воду, и при определенном давлении (на заданной глубине) оно взрывалось, посылая сигнал бедствия на приемные станции. В зону взрыва спешили спасательные вертолеты или корабли.