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Meeressäugetiere (Wale, Flossenfüßer) haben außerordentlich komplexe sensorische Systeme für die aquatische Umwelt entwickelt. Delfine erzeugen Breitbandklicks mit sehr hohem Pegel (30120 kHz) (SL 220230 dB re 1Pa@1m, der intensivste bekannte biologische Klang), die eine Echoortung mit Entfernungsauflösungen von ~1 cm und die Unterscheidung von Objekten aus unterschiedlichem Material ermöglichen.

Die aktive Sonargleichung bestimmt die Echoortungsreichweite: Die maximale Reichweite liegt vor, wenn SNR_out = DT (Erkennungsschwelle). Die Pfadverluste TL = 20·log(r) + ·r in Wasser sind für niedrige Frequenzen geringer als in Luft (_Wasser << _Luft), aber die Absorption wächst mit f²: Hohe Frequenzen werden in Metern absorbiert, was die Echoortung auf kurze Entfernungen beschränkt.

Blau- und Buckelwale nutzen den SOFAR-Kanal (Sound Fixing And Ranging), um über Entfernungen von Tausenden von Kilometern zu kommunizieren. Im SOFAR-Kanal (Tiefe der minimalen Schallgeschwindigkeit, ~1000 m) wird Schall durch Brechung eingefangen und die Verluste sind nur zylindrisch (TL = 10 log(r), statt 20 log(r) für sphärische Ausbreitung), was die Reichweite im Vergleich zur freien Ausbreitung um das Hundertfache erweitert.

Das Auge des Delphins ist an die Funktion in Luft und Wasser angepasst: Die Hornhaut ist fast flach (trägt nicht zur Brechung unter Wasser bei) und die Linse ist zum Ausgleich fast sphärisch (sehr stark). Das Sehen ist bifokal: Durch die U-förmige Pupille können Sie gleichzeitig in zwei verschiedene Richtungen fokussieren. Unter Wasser ist die Sicht mäßig (Sehschärfe ~30 Bogenminuten); in der Luft überraschend besser.

Wale haben Ablagerungen von Magnetit (FeO) im Weichgewebe des Schädels, was auf eine Magnetorezeptionskapazität für die Seeschifffahrt schließen lässt. Wale folgen Wanderrouten über Tausende von Kilometern mit einer Genauigkeit von ~10 km und nutzen möglicherweise das Erdmagnetfeld als Karte (Intensität) und Kompass (Neigung) für die zweidimensionale Navigation im Ozean ohne visuelle Referenzen.

>Modell

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Beschreibung

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