La piattaforma continentale poco profonda della baia e le calme condizioni invernali creano una zona di riposo naturale per madri e cuccioli, rendendo l'avvistamento balene a Dunsborough una delle esperienze con cetacei più affidabili della costa australiana. Il popolo indigeno Wardandi della regione ha tracciato i movimenti delle balene per millenni, incorporando schemi stagionali in cicli di canti che guidavano la pesca e le cerimonie.
Il Dunsborough Yacht Club, punto di partenza per la maggior parte dei tour di avvistamento balene, si trova su Geographe Bay Road, sul bordo settentrionale riparato della baia. Gli operatori commerciali hanno iniziato a effettuare viaggi di avvistamento balene su piccola scala all'inizio degli anni '90, ma il settore si è espanso rapidamente dopo il 2005, quando i sondaggi del Parks and Wildlife Service hanno confermato che le popolazioni di megattere stavano recuperando dell'11 percento all'anno in seguito alla moratoria della Commissione Baleniera Internazionale. Entro il 2018, la popolazione era tornata ai livelli pre-baleneria e Geographe Bay è diventata un punto focale per l'ecoturismo. La stagione di avvistamento balene a Dunsborough attira oggi oltre 28.000 visitatori all'anno, con l'attività di punta che si verifica tra fine settembre e inizio novembre, quando le megattere dirette a sud sostano nella baia per allattare i cuccioli prima della spinta finale verso le zone di alimentazione antartiche.
I biologi marini classificano la baia come habitat di riposo critico ai sensi dell'Environment Protection and Biodiversity Conservation Act. Le imbarcazioni devono rimanere a 100 metri dalle balene e a 200 metri dalle madri con cuccioli, sebbene balzi, colpi di coda e spy-hopping avvengano spesso entro 50 metri dalle imbarcazioni ferme. Le balene franche australi entrano occasionalmente nella baia tra luglio e settembre, identificabili dal loro soffio a forma di V e dalla mancanza di pinna dorsale. I tour ecologici di avvistamento balene a Dunsborough includono ora idrofoni, che consentono ai passeggeri di ascoltare i richiami a bassa frequenza emessi dai maschi durante il corteggiamento: gemiti che arrivano fino a 20 chilometri sott'acqua. La biodiversità marina della regione si estende oltre i cetacei: i tursiopi pattugliano le secche tutto l'anno e i leoni marini australiani si riposano sui vicini affioramenti rocciosi.
La batimetria della baia, con profondità che variano da 8 a 45 metri entro cinque chilometri dalla riva, crea le condizioni ideali per l'attività in superficie. Le megattere compiono balzi più frequentemente in acque tra i 15 e i 30 metri di profondità, un comportamento che gli scienziati attribuiscono alla rimozione di parassiti, alla comunicazione o al gioco. Gli operatori che partono dal Dunsborough Yacht Club segnalano avvistamenti nel 94 percento dei viaggi durante i mesi di punta, un tasso di successo superiore alla maggior parte dei siti australiani paragonabili. La combinazione di punti di imbarco accessibili, acque protette e tempi di migrazione prevedibili ha stabilito l'area come punto di riferimento per il turismo responsabile delle balene.
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