海洋環境：一些小改變就能減少傷害海洋動物的噪聲汙染


虎鯨 圖片來源：pixabay
根據一項研究項目新的廣泛評估，船舶噪音以及其他人類在海洋作業時產生的聲音損害著許多海洋生物的健康。這些發現於上個月發表在Science雜誌中，其中談及了一些可行的解決方案，這些方案中有些已經在實施當中，這也許可以為我們解決諸如海洋酸化這樣麻煩的問題，以及拯救像是生活在南半球的虎鯨、毛伊島海豚、大西洋鱈魚等瀕危動物贏得寶貴時間。
研究人員稱，他們對超過500項有關海洋噪聲汙染的研究進行了調查，得到了充分的證據證明，新的政策以及改變某些行業慣例，才能夠幫助恢複支撐著海洋生物和人類繁衍生息的地球海洋聲音環境的健康。
改變行業慣例包括降低海上風電場噪聲以及使用低壓力的地震勘測方式進行化石燃料礦床搜索，降低螺旋槳噪音的船隻設計同樣有很大幫助，但這些設計造價高昂而且缺乏廣泛投入使用所需要的法律法規。與此同時，研究人員表示，降低船速以及禁止船隻駛入海洋生態係統的敏感區域也能夠減少噪聲所帶來的影響。
聲音在水下是十分重要的感官刺激，它在水中的傳播速度要比空氣中大得多。許多海洋生物，無論是鯨魚、仔稚珊瑚魚還是無脊椎動物，都依賴聲音來導航、進食以及繁殖。人造噪音會影響這些活動，並對動物的行為、聽力以及其他身體功能造成負麵影響。但不同於有害的化學物質或者塑料微粒，噪聲並不會持續存在於海洋環境之中。
來自於沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的生物海洋學家及海洋生態學家，這項研究的主要作者Carlos M. Duarte表示，這也是為什麽那些決策者在試圖將地球因人類活動所受到的損傷分門別類時，應該首先處理海洋噪聲的問題。
他說：“海洋噪聲就像是一直待在醫院的候診室中的病人，而我們需要盡快對它進行手術。”
該研究的合著者，一位來自英國環境漁業及水文科學中心專注於噪聲和生物聲學研究的科學家Nathan Merchant表示，一個好的切入點就是船舶噪音，這是海洋之中最為常見的人造噪音。


船舶噪聲 圖片來源：pixabay
並未參與到研究中的美國航運商會的主席Kathy Metcalf表示，近85%的船舶噪聲都由螺旋槳產生，這些噪音主要源於氣穴現象，這是螺旋槳的一個設計問題，它可能引起螺旋槳槳葉上的水流中斷，從而造成能量損失、降低燃料利用率並產生噪音。


螺旋槳產生噪音 圖片來源：pixabay
但是螺旋槳的氣穴問題也有解決辦法。丹麥船運公司Maersk在2017年的時候，斥資超1億美元用於改裝船體，並給11艘貨船安裝了更高效的螺旋槳以節約燃料。5隻改裝後船隻進行了後續的聲學檢測，噪聲明顯降低了6~8分貝，等同於聲能減少了75%，根據2012年在《英國皇家學會學報B》發表的一篇研究顯示，這相當於加拿大芬迪灣在九一一事件之後因商業活動驟減而導致的海洋噪聲減少量的總和。
另一未參與該項研究的聯邦政府部門加拿大交通部的環境政策製定者Michelle Sanders表示，全麵推廣這些降噪設計最主要的障礙是成本。美國航運商會的Metcalf補充道，這是因為除了那些像Maersk這樣的大型公司，其他公司目前都無法負擔進行這些改造所需要的花銷。
進行新評估的作者們表示，用於石油和天然氣勘探的地震勘測方法也有著較大的海洋降噪潛力。2011年，埃克森美孚公司（ExxonMobil）、殼牌公司（Shell）以及法國能源公司道達爾公司（Total）共同設計、建造並測試了應用於海洋的可控震源係統，該係統是已經在陸地投入使用的一項更安靜，並且被證明有效的地震勘測技術。
傳統的海洋地震勘測需要海麵上的船隻向海底每隔10~12秒發送壓縮氣體構成的微秒脈衝。海洋可控震源係統則是使用連續、低振幅的信號波動代替了這些脈衝。國際地球物理承包商協會的海洋生物學家Alex Loureiro表示，測試結果顯示可控震源係統並不會產生傳統地震勘測所引起的有害頻率波動，它能夠減少勘測時長從而減少海洋生物承受壓力的時長，並且降低整體聲音壓力水平，Loureiro同樣並沒有參與到這項研究中來。法國能源公司道達爾公司預計將在2023年前投入使用第1批工業海洋震動器。
海上風電場的打樁作業在降噪方麵技術已經比較成熟。聲學氣泡窗簾被廣泛用於降低打樁作業過程產生的噪聲。鋼管樁周圍的多孔管，能夠形成氣泡牆，從而吸收並反射噪聲，有效降噪15分貝。研究合著者新罕布什爾大學聲學研究教育中心的聲學海洋學家Jennifer Miksis-Olds表示，這相當於是減少了95%的聲能。
Miksis-Olds很看好這兩個解決方法，“他們不僅僅是觸手可及的果實，而且在這些方麵，我們已經開始在享用這份美味了。”
研究人員指出，有策略地管製海麵交通也能夠減少海洋噪聲，不列顛哥倫比亞的溫哥華弗雷澤港務局開展的一項自願項目就是很好的例證。該項目要求船隻和拖船在靠近生活在南方瀕臨滅絕的虎鯨的攝食區域時繞道航行，並建議大型船隻在經過不列顛哥倫比亞西南部特殊海域時降速航行以減少水下噪聲。
總而言之，各個地區需要根據自己的船隻交通、基礎設施、水下地貌以及當地海洋生物的具體情況來製定對應的措施。加拿大交通部的Sanders表示，不是所有船隻型號引發的水下噪聲問題都能由同一種方法解決的，針對巡航艦的方法，有些可能並不適用於貨船，或者解決效力會大打折扣。
她同時指出，那些顯而易見的解決方法有可能會帶來一些意想不到的後果。比如船隻降速通常都能夠達到降噪效果，但有些船隻在低速航行時卻會產生更大的噪音。但是正如Sanders所說，“科學研究陳述事實，提高人們的意識，就像這篇論文一樣能夠推動我們向前發展”。
撰文：Joseph Polidoro
翻譯：先雨
審校：殷姝雅
引進來源：科學美國人
引進鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/a-few-fixes-could-cut-noise-pollution-that-hurts-ocean-animals/
本文來自：環球科學


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