Hundar har känslig hörsel - det vet alla. Ta en tyst hundvissling som exempel. Blås på en ultraljudsvissling och vi människor hör ingenting - och det finns potential att se ganska fånig ut om hunden inte svarar. Men den vältränade hunden som har lärt sig vad signalen betyder kommer att vända sig för sin husse och svansa den tillbaka till sin sida.
Det här är ett exempel på hundar som hör ultraljudsfrekvenser, med andra ord de frekvenser som är höga - för höga för att det mänskliga örat ska kunna uppfatta det. Om du vill bli teknisk är en ultraljudsvåg en som mäter 20 000 Hz och uppåt. Detta är en cinch för hundar, eftersom deras övre hörselgräns går hela vägen till 60 000 Hz.
Men hur är det med "infraljudsvågor" i andra änden av skalan? Dessa är ljudvågor under 20Hz som är för lågfrekventa för det mänskliga örat att upptäcka. Kan hundar höra infraljudsvågor? Faktiskt förmodligen inte, men de kanske kan "känna" dem.
Hundar har förmågan att höra ljud med frekvenser från cirka 40 Hz till 60 000 Hz. Detta innebär att hundar är mindre känsliga för lågfrekventa (eller bas) ljud än människor. Det är därför inte troligt att hundar hör infraljud, men de kan "känna" dem.
Detta beror på att infraljud ofta är lågt och mullrande, till exempel en djup bas i en rocklåt eller det låga mullret från en vulkan som bryter ut. Det är därför fullt möjligt att en hund kan upptäcka vibrationer om ett infraljud har en hög amplitudvåg (motsvarande att vara väldigt högt.)
När hunden lyssnar eller försöker lokalisera ett ljud kan hunden stanna och lyssna och luta huvudet åt sidan. Deras öron kommer att ändra position och snärta åt det här hållet för att bättre koncentrera sig på ljudvågorna. Hunden står i en alert ställning, benen raka och huvudet högt, kanske flyttar huvudet från sida till sida som om den skannade luften.
Det är mest sannolikt att hunden känner vibrationer genom morrhåren, eller genom tassarna om infraljudsljudet vibrerar marken. Återigen kommer hunden att stå till uppmärksamhet och koncentrera sig på vibrationen. De kan verka oroliga eller nervösa, och beroende på hundens karaktär3 kan de smyga iväg eller springa till en säker plats där de känner sig trygga.
I modern tid vet vi att ljud färdas som en våg i luften. Ljud har egenskaper beroende på dess frekvens (vågens längd och hur många repetitioner det finns på en sekund) och amplitud (höjden på varje ljudvåg bestämmer volymen.)
Det var den antika grekiske matematikern Pythagoras som först gjorde en koppling mellan en vibrerande sträng och hur längden på strängen förändrade tonen i tonen. Denna upptäckt kallades "String theory" och hölls fortfarande på att läggas till och förfinas in på 1600- och 1700-talen.
Mitten av 1600-talet var en fruktbar tid för teorin om ljud, med den franska vetenskapsmannen Marin Mersenne som undersökte hastigheten med vilken ljud färdades genom luften, och Robert Boyle utarbetade att ljud inte kan färdas genom ett vakuum.
Den senare punkten är relevant eftersom ljud orsakar vibrationer av molekyler i luften. Utan närvaron av dessa molekyler (som i ett vakuum) finns det inget ljud. Infraljud är fortfarande en ljudvåg, om än en som är för låg för hundar att höra. Men till sin natur som ljudvåg orsakar den vibrationer som kan upptäckas som mullrande i luften eller marken.
Faktum är att infraljud fortfarande är bundet av fysikens lag. Ljudvågens amplitud (höjd) styr dess volym. Det här är ett knepigt koncept att förstå eftersom varken människor eller hundar kan höra det lågfrekventa ljudet, men ju "högre" infraljud, desto mer vibrationer orsakar det.
Det är inte ofta som mänskliga sinnen är bättre på att upptäcka ljud än en hund, men detta är utan tvekan fallet med infraljud. Detta beror på omfånget för mänsklig hörsel, som sträcker sig från låga 20 Hz till höga 20 000 Hz. Jämför detta med det mycket bredare utbudet av hörsel hos hundar, från 40 Hz till 60 000 Hz.
Rent praktiskt betyder detta att hundar missar några av de lägre frekvensljuden som vi kan höra, som den lägsta "C"-tonen på ett piano.
Infraljudsfrekvenserna är dock under 20 Hz, så både hundar och människor missar att höra ett hörbart ljud. Men vi kan båda känna "bruset" som vibrationer. Detta beror på att lågfrekventa ljudvågor kan orsaka fysiska vibrationer i omgivningen. Tänk på den lågt bultande basen på en rockkonsert som du känner genom skosulorna.
Ett annat exempel är mullret från en exploderande vulkan där infraljudsljuden är både lågfrekventa men hög amplitud (amplitud är ett mått på volym, så om dessa var hörbara ljud skulle de vara obehagligt höga). När de är nära en exploderande vulkan rapporterar människor att de känner starka vibrationer i luften, som är resultatet av dessa infraljudsvågor.
Om du vill träna ett djur att höra infraljud, är det bäst att börja med en elefant, snarare än en hund. Elefantens hörsel sträcker sig till lägre frekvenser än något annat däggdjur och går så lågt som 14 – 16 Hz. Faktum är att elefanten använder dessa lågfrekventa ljud för att kommunicera över stora avstånd. Ett högt, lågt rop från en elefant kan höras av en annan över en mil bort.
Okej, men låt oss säga att vi inte har en elefant men vi äger en hund. I teorin är det möjligt att träna en hund att upptäcka och reagera på infraljudsljud, som de från en vulkan innan den får utbrott. Detta kan fungera som en tidig varning för människor som bor nära aktiva vulkaner, för att sedan veta när ett utbrott är nära förestående.
Ungefär som all träning fungerar belöningsbaserade metoder bäst. Hunden hörde inte ljudet men kände vibrationerna. Således skulle du behöva någon sorts enhet som avger ett ljud med samma frekvens som en vulkanutbrott. Spela upp det där "bruset" med tillräcklig volym för att orsaka vibrationer. När hunden visar tecken på att ha känt vibrationen, belöna hunden med ett entusiastiskt "Ja", och ge en godbit.
När hunden regelbundet känner igen det lågfrekventa ljudet ändrar du fokus så att hunden utför en specifik handling när den känner av vibrationen. Det här kan vara att du får hunden att skälla så att den slår larm. För att göra detta skulle du spela infraljudsljudet och när hunden reagerade, gör du sedan ett ljud som skulle få hunden att skälla. Detta kan vara en så enkel handling som att stå med ryggen mot en dörr och knacka på den med näven.
När hunden skäller, säg "Ja" och belöna dem. Tanken är att hunden kopplar ihop den låga mullrande vibrationen med ett krav på att skälla.
