世界上最奇特的試驗台之一就在新澤西州普林斯頓的上空。它是三根電線桿之間的一條光纜，在進入一個”詢問器”之前，光纜一直延伸到地下。該裝置發射雷射穿過光纜，並對反彈回來的光線進行分析。它可以捕捉到由地震活動甚至是巨大聲響（如路過的救護車發出的聲音）引起的光線微小擾動。這是一種被稱為分佈式聲學感測（DAS）的新技術。

由於DAS 可以追蹤地震活動，其他科學家正越來越多地利用它來監測地震和火山活動。(事實上，一個埋在地下的系統非常靈敏，可以探測到上面行走和開車的人）。不過，普林斯頓的科學家們剛發現了這項技術的一個……更吵雜的用途。2021 年春天，負責普林斯頓測試平台的NEC 實驗室的物理學家薩爾珀-奧扎拉（Sarper Ozharar）在DAS 數據中發現了一個奇怪的訊號。Ozharar說：”我們意識到發生了一些奇怪的事情。一些不應該出現的東西。到處都有一種頻率明顯的嗡嗡聲。”

研究小組懷疑這個”東西”不是隆隆作響的火山–也不是新澤西州的火山–而是剛從地下鑽出的巨大蟬群發出的嗡嗡聲，這個蟬群被稱為”Brood X” （17年周期蟬）。Ware說：「我一直在觀察蟬，並在普林斯頓附近轉了一圈，因為我們正在收集蟬的生物樣本。因此，當薩珀和他的團隊展示出你確實可以聽到蟬的音量，而且這與它們的模式相吻合時，我真的很興奮”。

DAS可以監視的對象迅速增加，昆蟲也不例外。由於一些特殊的解剖結構，蟬是地球上聲音最大的昆蟲，但其他各種六足昆蟲也會發出很大的聲音，例如蟋蟀和蚱蜢。有了光纖電纜，昆蟲學家可能發現了一種強大的新方法，可以廉價地從遠處不斷監聽物種的聲音。Ware說：”在昆蟲數量減少的時候，我們面臨的部分挑戰是，我們仍然需要收集有關種群數量和昆蟲分佈的數據。一旦我們能夠熟悉這種遙感技術的可能性，我認為我們就能發揮真正的創造力。”

DAS 的核心是振動，無論是蟬鳴或地質斷層的移動。光纖電纜透過發射光脈衝來傳輸訊息，例如高速網路。科學家可以使用詢問裝置將雷射照射到光纜上，然後分析反彈迴光源的微量光。由於光速是已知常數，因此他們可以精確定位電纜上發生幹擾的位置： 如果光纜在100 英尺處受到某種幹擾，那麼光返回詢問器的時間會比在50 英尺處受到的干擾稍長。Ozharar說：”或多或少，每隔1米的光纖，我們就能把它變成一種麥克風。”

Ozharar 的團隊重點研究了其中一根電線桿頂端的一圈光纜，您可以在上圖中看到。(如果光纖是線形的，聲音只與光纖發生一次作用，然後就會繼續傳播），但如果你有線圈，同樣的訊號就會在光纖中傳播多次。這使得系統的靈敏度大大提高，就像用多個麥克風錄製音樂會一樣。

當Brood X 在2021 年春天出現時，Ozharar 的DAS 系統意外地監聽到了。這種”週期性蟬”在地下發育，每隔13 年或17 年就會出現一次進行交配，這取決於蟬的種類。Ware說：”也許是因為氣候變遷–雖然我們還不太清楚原因–出現了一些散兵游勇，所以有的種群出來得早，有的種群出來得晚，超出了它們的新陳代謝時間。有一種方法可以在一段時間內監測這些情況，這真的很有幫助。”

雄蟬有一個稱為”瓣膜”的器官，它像鼓一樣振動，發出清脆悅耳的鳴叫。每個物種的蟬鳴聲都有自己的變化，讓合適的雄蟬和雌蟬找到對方。這種聲音中還蘊含著額外的訊息： 雄鳥往往在一天中最熱的時候鳴叫，這需要消耗大量的能量。這讓雌性能夠評估配偶的品質–它們想選擇最適合的雄性，這樣就能把最優秀的基因傳給後代。所以才會有這麼多噪音。隨著大規模交配儀式的減弱，DAS 可以聆聽從出現之初到高峰期再到衰退期的整個過程。雜訊量是蟬數量的可靠指標，因此昆蟲學家可以計算出蟬蛹的數量。他們甚至可以看到溫度的影響： 溫度越高，雄蟬就越難大聲地發出聲音。Ware說：”你可以看到，在我們有監測數據的五天中，當氣溫稍低時，它們的鳴叫頻率（赫茲）略有不同。”

光纜已經遍布各地，只等科學家去挖掘。當然，光纜在城市中隨處可見，但它們也在城市之間穿行，這對想要監測更多農村地區昆蟲的昆蟲學家來說非常方便。Ozharar說：”我們只是用它們來傳輸數據–zero 和ones，但我們可以做得更多。這就是為什麼光纖感測在不久的將來會變得越來越重要，應用也會越來越廣泛。”

這並不是說DAS 將取代其他監控昆蟲的方法–光纖技術已經普及，但並非無所不在。相反，DAS 可以補充其他技術的不足。一個名為”生物聲學”的領域已經在使用麥克風來監聽偏遠地區的物種，有時還輔以人工智慧來解析數據。這種方法可以幫助確認來自光纖的數據。科學家們也正在嘗試使用”環境DNA”或eDNA，例如利用空氣品質站收集特定區域漂浮的生物材料。而像Ware 這樣的昆蟲學家仍然需要從野外採集標本，以實際檢測動物個體的健康狀況。

加州科學院的昆蟲學家兼助理研究員埃利奧特-斯梅茲（Elliott Smeds）說：”這項新技術最酷的地方在於，你有一條電纜，它的覆蓋範圍可能長達數公里，而所有的資訊都會被一個設備記錄下來，特別是在昆蟲數量不斷減少的今天，我們意識到，我們甚至不知道很多物種的基線是什麼，無法追蹤它們的狀況。最大的障礙是要有足夠的人員在實地收集這類數據。」他並沒有參與這項研究。

訣竅在於使DAS 能夠監測那些不是地球上最吵鬧的昆蟲的物種。Ware說：”在這種情況下，很明顯這些是蟬，因為有–毫不誇張地說–數以百萬計的蟬突然降臨。但在大多數情況下，每個物種的數量要少得多。了解我們是否能真正區分昆蟲將是一個有趣的問題”。