Gli animali, noti anche come orche, sono stati osservati mentre staccavano lunghe alghe e si massaggiavano a vicenda con esse.
Le orche staccano l'estremità di un gambo di alga, lo posizionano tra sé e il partner e lo fanno rotolare tra i loro corpi per periodi prolungati, hanno spiegato i ricercatori.
Lo studio è stato condotto dal Centre for Whale Research (CWR), in collaborazione con l'Università di Exeter.
L'articolo, pubblicato sulla rivista Current Biology, si intitola: "Le orche selvatiche fabbricano e usano strumenti di allogrooming".
Gli scienziati hanno individuato questo comportamento nelle riprese effettuate da un drone delle orche residenti meridionali nel Salish Sea, nelle acque interne dello Stato americano di Washington.
I ricercatori hanno osservato orche di tutte le età intente a fabbricare utensili, forse per rafforzare i legami sociali e promuovere la salute della pelle.
Il direttore della ricerca del CWR, Michael Weiss, ha dichiarato che i ricercatori sono rimasti "stupiti" quando hanno notato per la prima volta questo comportamento.
Diverse specie di balene sono note per il loro "kelping", ovvero per muovere il kelp con la testa, le pinne e il corpo, probabilmente per giocare o forse per rimuovere i parassiti e mantenere la pelle sana.
La nuova scoperta, denominata "allokelping", è diversa perché il kelp viene selezionato, tagliato e manipolato da due balene che lavorano insieme.
Il dottor Weiss ha aggiunto: "Il gambo dell'alga toro è solido ma flessibile, come un tubo da giardino pieno, con una superficie esterna scivolosa. Sospetto che queste caratteristiche lo rendano uno strumento di pulizia ideale".
"Ciò che trovo notevole di questo comportamento è la sua diffusione nella popolazione.
"Maschi e femmine di tutti gli stadi di vita e di tutti e tre i branchi residenti a sud sono stati visti usare l'alga in questo modo. Tutte le prove indicano che si tratta di una parte importante della loro vita sociale".
Il team ha osservato l'allokelping in otto dei 12 giorni inclusi nello studio e, sulla base delle loro osservazioni, sospetta che questo comportamento possa essere universale in questa popolazione.
Le balene erano più propense ad accoppiarsi all'allokelp con parenti materni stretti e di età simile.
Rachel John, studentessa di master in comportamento animale presso l'Università di Exeter, ha dichiarato: "Questa popolazione di balene è stata studiata formalmente per 50 anni - le orche meglio studiate del pianeta - eppure si possono ancora fare nuove importanti scoperte".
"Non avevamo notato l'allokelping prima d'ora perché i video raccolti dai nostri aerei precedenti non erano di qualità sufficientemente alta, ma le riprese che stiamo ottenendo ora mostrano questo comportamento in modo molto dettagliato".
Commentando le possibili ragioni dell'allokelping, il professor Darren Croft, dell'Università di Exeter e direttore esecutivo del CWR, ha dichiarato: "Sappiamo che il tatto è molto importante.
"Nei primati, compreso l'uomo, il tatto modera lo stress e aiuta a costruire relazioni.
Sappiamo che le orche spesso entrano in contatto con gli altri membri del loro gruppo, toccandosi con il corpo e con le pinne, ma l'uso di alghe come queste potrebbe migliorare questa esperienza".
"Potrebbe anche essere importante per la salute della pelle. Le balene e i delfini hanno una serie di strategie che li aiutano a rimuovere la pelle morta e questo potrebbe essere un altro adattamento a questo scopo".
"Le alghe brune come l'alga toro hanno anche proprietà antibatteriche e antinfiammatorie che potrebbero fornire ulteriori benefici alle balene".
Il professor Croft ha detto che i ricercatori stanno lavorando per confermare i risultati iniziali e "indagare sui benefici sociali e sulla salute della pelle di questo comportamento".
È noto che altre orche strofinano i loro corpi su spiagge di pietra liscia, forse per rimuovere la pelle morta e i parassiti, ma le orche residenti meridionali non sono state viste fare questo.
Tra i finanziatori dello studio figurano il Natural Environment Research Council del Regno Unito e l'Orca Fund, un fondo di sovvenzioni creato dalla Wild Fish Conservancy e amministrato dalla Rose Foundation for Communities and the Environment.