Fyzmatik | SOFAR - kanál pro dorozumívání velryb

Tajemné zvuky keporkaků, velryb a kytovců se šíří světovými oceány na obrovské vzdálenosti a slouží k jejich vzájemné komunikaci. Tak byly zachyceny zvuky velryb, které za příznivých podmínek mohly oběhnout vodou kolem celé zeměkoule. Příčinou tohoto jevu je závislost rychlosti zvuku na teplotě a tlaku vody. S narůstající hloubkou v moři roste přímo úměrně hydrostatický tlak, který způsobuje, že molekuly vody jsou k sobě více namačkány a proto se takovým prostředím zvuk šíří rychleji. Vliv na rychlost zvuku má i teplota vody. Ta nejprve do hloubky od 600 do asi 1200 metrů od hladiny klesá, pak se ovšem začíná projevovat ohřívání vody od mořského dna. Ohříváním se voda roztahuje a to způsobuje menší rychlost šíření zvuku. Vliv hydrostatického tlaku a teploty vody se kombinují a pod hladinou existuje oblast, kde se zvuk šíří pomaleji, než okolními vrstvami vody. Tato oblast je označována jako SOFAR (SOund Fixing and Ranging) kanál, protože má schopnost vést zvuky dostatečně nízké frekvence pod hladinou vody jako zvukovodným kanálem.

V roce 1940 byla existence pásma SOFAR předpovězena a následně popsána nezávisle na sobě Swingem a Leonidem Brekhovským.

V roce 1944 nechali Američané vybuchnout v hloubce asi 4000 stop pod hladinou asi tunovou nálož. Ve vzdálenosti 320 námořních mil snímali její zvuk hydrofony v různých hloubkách. Zjistili přitom, že se zvuk nálože šíří v určitém rozmezí hloubky mnohem lépe, téměř beze ztrát. To je způsobeno tím, že se zvuková vlna odráží a láme od stěn SOFAR kanálu tak, že se šíří jako příčná, a ne jako podélná vlna. Zvuk se nerozptyluje odrazy ode dna nebo od hladiny. 

Kanál SOFAR působí jako vlnovod pro zvuk, a nízké frekvence zvukové vlny v kanálu mohou cestovat tisíce kilometrů než jsou absorbovány prostředím. Princip šíření zvuku v tomto pásmu připomíná princip šíření světla optickým vláknem.

Toto pásmo je dnes s ohledem na vojenské i dopravní účely pečlivě zmapováno. V polárních oblastech teplota vody u hladiny klesá a pásmo SOFAR zde vystupuje téměř k hladině, kdežto  v tropech je hlouběji pod hladinou (například u Bermud kolem 1000 m).

Během 2. světové války Maurice Ewing navrhl, že pád  malé kovové koule do oceánu (tzv. Sofar bomba) speciálně navržené tak, aby se její zvuk přenášel po kanálu SOFAR, by mohl být použit jako tajný nouzový signál od sestřelených pilotů.

Existence pásma SOFAR vysvětluje i občasné uvíznutí velryb na pobřeží. Zvuk lodní dopravy a sonarů ponorek je vyplaší ze zvukovodného pásma SOFAR a velryby následně potom ztratí orientaci.