Pistoolgarnaal vuurt echt

Pistoolgarnalen maken indrukwekkende knallen onder water. Tot nu dachten onderzoekers dat dit geluid kwam van dichtslaande schaarhelften. Niets is minder waar. Hij vuurt gasbellen af die in elkaar klappen.

Onderzoekers van de Universiteit Twente, de Stichting FOM en de Universiteit München ontdekten dat de pistoolgarnaal gasbellen gebruikt als akoestisch wapen. De natuurkundigen publiceerden hun bevindingen in het weekblad Science.

De pistoolgarnaal (Alpheus heterochaelis) communiceert met luide knallen, veroorzaakt door imploderende gasbellen. Deze gasbellen ontstaan als de garnaal in minder dan driehonderd microseconden zijn schaar dichtklapt. De schaar, die tot drie centimeter lang kan zijn, kan zo snel dichtklappen door een trekhaakmechanisme. Het water tussen de schaarhelften spuit weg met een snelheid van ruim honderd kilometer per uur.

Cavitatie

Door deze hoge snelheid ontstaat cavitatie: De druk zakt en komt onder de dampdruk van water zodat een gasbel ontstaat. De bel groeit totdat de druk weer stijgt. Dan klapt hij in elkaar. Met deze knallen kan de vijfenhalve centimeter lange garnaal zijn prooi verdoven en zelfs doden. Het frequentiebereik van de knallen is heel breed. Het loopt van enkele tientallen hertz tot meer dan tweehonderd kilohertz. Op grote afstand is het geluid te horen en zelfs de sonar van een onderzeeër kan er last van ondervinden.

Met een digitale hogesnelheidscamera die elke 25 microseconden een beeld opneemt, maakten fysici opnamen van de sluitende schaar. Op hetzelfde tijdstip maten ze de het geluidsspectrum als functie van de tijd. Hieruit bleek dat op het moment dat de schaar sluit er geen geluid is. Pas als de gasbel knapte, maten de onderzoekers een scherpe piek. De vorm van de schaar, de gebruikte spierkracht en de snelheid van dichtklappen bepalen het geluid.

Het fenomeen cavitatie is niet alleen bij pistoolgarnalen bekend. Knappende gasbellen zoals de pistoolgarnaal afvuurt, ontstaan ook achter draaiende scheepsschroeven en beschadigen die.

Over de auteur

Ingrid van Vilsteren



Plaats een reactie