Шумовое загрязнение океана
Горячее сентябрьское солнце поднимается над Тирренским морем к северу от Сицилии. Парусная яхта местной экологической ассоциации летит вдоль живописной цепи Липарских островов.
В этих тёплых прозрачных водах во множестве обитают дельфины и киты. Лаура Аббриано и её друзья опасаются за благополучие этих животных: здесь быстро развиваются промышленность и туризм, а любые проблемы китообразных могут означать угрозу для всей экосистемы.
Лаура Аббриано, основатель “Aeolian Dolphin Research” , объясняет: “Мы изучаем прежде всего китообразных, потому что эти животные – верхнее звено пищевой цепочки, и по их поведению можно судить о состоянии нашей морской среды в целом”.
Речь идёт о природном балансе. Как все естественные экосистемы, подводный мир формируется равновесием между организмами, которые его населяют. Любое нарушение пищевой цепи может иметь серьёзные последствия для множества видов.
А в угрозах недостатка нет. Одна из столь же опасных, сколько малоизученных разновидностей человеческого воздействия на океаны – их загрязнение искусственным шумом.
Здесь, в барселонском Аквариуме, средиземноморские рыбы чувствуют себя в безопасности за прочными стеклянными стенами. Но обитателям открытого моря не скрыться от всё более шумного вмешательства человека.
Мишель Андре, координатор миссии LIDO, говорит: “Надо понимать, что некоторые морские животные провели в этой среде миллионы лет и адаптировались к ней благодаря той звуковой информации, которую они воспринимают. Это в первую очередь относится к морским млекопитающим – китообразным – дельфинам и китам, которые используют звук для любой своей деятельности. Если наши источники шума будут загрязнять зону их обитания и мешать им корректно воспринимать информацию – их жизни окажутся под угрозой”.
Китообразные полагаются на звук для ориентации в пространстве, общения и охоты. Другие чувства под водой малоэффективны.
Громкий антропогенный шум – военные и промышленные гидролокаторы, подводные взрывы или морской транспорт – могут травмировать и парализовать китов, заглушая жизненно важные для них звуки.
Мишель Андре продолжает: “Я думаю, это можно сравнить с человеческим зрением: если наше зрение ограничено, мы не можем жить без посторонней помощи. Повседневная жизнь этих животных осложняется проблемами с поиском пропитания и навигацией по звуку”.
Некоторые звуки морских млекопитающих слышны под водой на многокилометровом расстоянии.
Знакомые нам экологи у Липарских островов используют для поиска китообразных электронное прослушивающее устройство.
Лаура Аббриано демонстрирует: “Это гидрофон – специальный микрофон, который позволяет улавливать звук под водной поверхностью – в частности, те звуки, которые издают киты и дельфины”.
Не везёт: под водой ничего не слышно из-за проходящего рядом катера.
Киты и дельфины, с их чувствительным слухом, спасаются от шума, ныряя на опасные для них глубины.
Негативный эффект шумового загрязнения океана становится всё более очевидным, хотя научных данных пока не слишком много. Для своих исследований учёные используют гидрофоны, погружённые на тысячи метров в глубины морей.
Массивы таких устройств способны собрать достаточно данных для точного определения координат любых источников звука в их радиусе действия.
На дне акустическая обсерватория не беспокоит морских обитателей, что делает такой метод более экологически безопасным, нежели использование научных судов.
При этом данные с подводных обсерваторий можно получать непрерывно.
Специальная инфраструктура позволяет слушать гидрофоны, находясь при этом на берегу. Как это работает, мы увидели в порту сицилийской Катании – в лаботатории, которая принимает участие в европейской демонстрационной миссии LIDO.
Ответственный за инфраструктуру Джорджио Риккобене рассказывает: “Гидрофоны можно погружать в воду с судна для локальной записи, но можно и последовать примеру LIDO – установить их под водой и соединить оптоволоконным кабелем с наземной станцией. Это позволяет слышать звуки китов в реальном времени, находясь при этом на расстоянии многих километров от моря”.
Проект LIDO – сокращение от “Прослушивание глубоководной среды” – координируется из лаборатории прикладной акустики Каталонского университета поблизости от Барселоны.
Сюда стекается звуковая информация с одинадцати обсерваторий, которые входят в европейскую сеть ESONET.
Майк ван дер Шаар, один из научных сотрудников лаборатории: “Сначала мы отфильтровываем данные, чтобы определить, нет ли интересующих нас звуковых событий – свистков, гидролокационных сигналов китов или шума человеческой деятельности. После определения мы классифицируем и передаём эти данные для широкой аудитории. Результаты могут скачать все желающие через интернет”.
Полученный здесь научный опыт должен позволить компьютерным системам автоматически определять и классифицировать звуки естественного и искусственного происхождения путём анализа звукового рисунка.
Научный сотрудник Серж Заугг показывает: “Вертикальные чёрточки, которые здесь видны – это щелчки кашалота, которые он издаёт, например, чтобы найти кальмаров. Это один из примеров звука, который может быть записан под водой. А здесь другой пример: импульсный шум, издаваемый судном. Отличить звук кашалота от звука мореходного двигателя для человека – задача простая, однако машине это сделать гораздо сложнее. Так что наша задача – разработать автоматический метод для такой идентификации”.
Систему разрабатывают таким образом, чтобы она вела постоянный мониторинг европейских популяций морских животных, суммируя сведения об их миграционных траекториях, распространении и реакции на антропогенный шум.
Все эти данные должны будут публиковаться в интернете.
Мишель Андре говорит: “Мы разработали веб-сайт, который позволит пользователям подключаться и слушать в реальном времени тот звук, который поступает с обсерваторий, и визуализировать его в виде сонограммы – графической звукозаписи, которая свидетельствует о присутствии кашалота, дельфина или судна и показывает их взаимодействие”.
Учёные верят, что шумовое загрязнение мирового океана может быть взято под контроль и ограничено – если мы сможем лучше понять роль звука в жизни дельфинов и китов, если человечество услышит голубую бездну.
Источник
Антропогенный шум стал преобладающим звуком в океане
Carlos M. Duarte et al. / Science, 2021
За прошедшие десятилетия человечество полностью преобразило звуковые ландшафты океанов. Судоходство, добыча полезных ископаемых и военные учения резко повысили уровень антропогенного шума, а вот звуков, производимых животными, наоборот, стало меньше, поскольку численность морских организмов сократилась из-за промышленного вылова и разрушения среды обитания. Изучив исследования по данной тематике за сорок лет, специалисты выяснили, что изменения звуковых ландшафтов серьезно вредят морской фауне. Чтобы избежать этого, авторы рекомендуют законодательно ограничить уровень антропогенного шума в океанах. Обзор опубликован в статье для журнала Science.
Если вы хотите понять, как сильно человечество изменило окружающую среду, просто прислушайтесь. Даже за городом вы наверняка услышите голоса людей, шум дороги или гул летящего самолета. При этом пение птиц или стрекот насекомых в последние десятилетия постепенно смолкают, ведь численность этих существ сокращается. Подобная трансформация звукового ландшафта вызывает сильное беспокойство у экологов.
Может показаться, что океан, в отличие от суши, звучит точно так же, как и до промышленной революции, то есть его звуковой ландшафт состоит из шумов, произведенных живыми организмами, например, поющими китами или кормящимися рыбами (биофония), и неживой природой (геофония) с незначительным вкладом шумов из антропогенных источников (антропофония). Однако в последний десятилетия многочисленные морские суда, добыча полезных ископаемых и военные учения производят все больше шума.
Команда исследователей во главе с Карлосом Дуарте (Carlos M. Duarte) из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы решила выяснить, насколько сильно такой шум искажает естественные звуковые ландшафты океанов и как отражается на жизни морских обитателей. Для этого авторы проанализировали результаты исследований, посвященных влиянию антропогенного шума на океанские экосистемы и проведенных в течение последних сорока лет.
Дуэрте и его коллеги обнаружили, что произведенные людьми шумы все сильнее искажают естественные звуковые ландшафты. Особенно сильно это влияние заметно в зонах с развитой нефтедобычей, таких как Северное море (здесь регулярно проводится сейсмическая геологоразведка), и промышленным рыболовством (рыбаки активно используют эхолоты для поиска рыбьих косяков и скребут морское дно тралами). А на основных морских транспортных путях за последние 50 лет в 32 раза вырос уровень низкочастотного гула, сопровождающего движение судов. Авторы перечисляют и множество других источников антропофонии от взрывов динамита, который все еще используют для рыбалки в Африке и тропической Азии, и детонации утонувших снарядов времен Второй мировой войны до людей, отдыхающих на пляжах и пускающих фейерверки.
Люди меняют звуковые ландшафты океанов не только за счет шумового загрязнения. Промышленный вылов разнообразных морских организмов и разрушение среды их обитания заметно уменьшили их численность, в результате чего уровень биофонии снизился. Например, из-за китобойного промысла в океанах стало намного меньше китов, так что их песни теперь слышны реже. Тише стало и на коралловых рифах, поврежденных антропогенными изменениями климата. А в некоторых местах уровень антропогенного шума настолько силен, что морские животные покидают их или замолкают.
Человечество повлияло даже на характер геофонии. Например, звуковые ландшафты полярных морей меняются по мере того, как из-за климатических изменений в них образуется все меньше льда. В тропиках же из-за роста температур увеличивается частота и мощность штормов, так что их вклад в шум океана увеличивается.
Исследования показывают, что морские животные сильно страдают из-за изменившихся звуковых ландшафтов океана. Так, некоторые морские млекопитающие получают физические повреждения из-за шума, который производится во время сейсморазведки или военных учений. Однако чаще влияние антропофонии не такое прямое. Ряду видов постоянный шум, производимый людьми, мешает общаться с сородичами, а также находить добычу и ощущать приближение хищника. Также предполагается, что затихающие по вине человека коралловые рифы или водорослевые леса привлекают меньше мальков рыб и личинок беспозвоночных, что ускоряет деградацию этих экосистем.
Проанализировав 538 исследований, авторы обнаружили многочисленные доказательства вреда, который антропогенный шум наносит морским обитателям. Негативные эффекты были выявлены в 85-94 процентах работ, в которых рассматривалось влияние антропофонии на морских млекопитающих. Для рыб и беспозвоночных аналогичные показатели составляют 82 и 81 процента соответственно.
Хотя некоторые виды меняют поведение, чтобы сократить ущерб от антропогенного шума или даже обратить его себе на пользу (как хищные рыбы или морские млекопитающие, которые по шуму находят рыболовные суда и воруют рыбу из сетей), изменения в звуковых ландшафтах происходят слишком быстро, чтобы можно было говорить о полноценном эволюционном ответе на них.
Авторы отмечают, что, несмотря на очевидные свидетельства вреда антропогенного шума для морских экосистем, этот фактор редко учитывают при оценках влияния человека на океан или разработке инициатив по его защите. Это особенно тревожно, учитывая, что по прогнозам объем судоходства и другой человеческой деятельности в морях будет только расти.
Чтобы снизить негативное влияние антропофонии на океаны, необходимо законодательно снизить количество шума, который производят люди, например, за счет ограничения скорости судов. Дуарте и его коллеги полагают, что это незамедлительно окажет положительный эффект на морские экосистемы. Также такие решения подтолкнут развитие и внедрение технологий, уменьшающих шумовое загрязнение. Кроме того, борьба с климатическими изменениями также поможет замедлить изменения естественных звуковых ландшафтов океана.
Карантин, введенный из-за пандемии коронавируса, немного снизил уровень антропогенного шума и позволил ученым больше узнать о его влиянии на животных. В ходе наблюдений за белоголовыми зонотрихиями из окрестностей Сан-Франциско, зоологи обнаружили, что в апреле-мае 2020 года самцы белоголовых зонотрихий (Zonotrichia leucophrys) сократили амплитуду песен и снизили их минимальную частоту. Эти изменения связаны с тем, что птицам больше не требовалось перекрикивать городской шум.
Источник
Шумовое загрязнение угрожает жизни подводных обитателей
Подводный мир полон звуков — бурление воды, вой китов, треск кораллов. Но технический прогресс наложил отпечаток на этот естественный звуковой ландшафт, внес в него совершенно иное громкое звучание.
Международная группа ученых из Университета науки и технологий им. Короля Абдаллы в Саудовской Аравии проанализировала результаты более чем 10 000 исследований, чтобы определить влияние шумового загрязнения на жизнь подводных обитателей.
В обзоре, опубликованном в журнале Science, собраны данные, показывающие, как антропогенный шум влияет на жизнь морских обитателей.
Источники искусственного шума
Количество подводных шумов растет от судоходства, прибрежных производств, морских нефтяных вышек и ветряных электростанций.
Глушение рыбы динамитом остается основным источником шума в Юго-Восточной Азии и прибрежных районах Африки.
Глубоководное бурение нефтяных и газовых скважин продолжает создавать шум в Северном море.
Шум создают сейсмические исследования, которые используют звуковую пушку для описания геологических структур.
Наземное движение на таких конструкциях, как мосты, также создает волны шума, проникающие под воду.
Все это оказывает негативное влияние на обитателей морей и океанов.
Как шум влияет на жизнь морских обитателей
Ученые заявляют, что шум наносит не меньший ущерб, чем загрязнение окружающей среды и чрезмерный вылов рыбы. Они представили неопровержимые доказательства того, что антропогенный или техногенный шум может изменять поведение, физиологию и репродуктивную функцию морских млекопитающих и рыб.
Например, низкочастотный шум от судоходства, который увеличился в 32 раза за последние полвека, приводит к повреждению сенсорных рецепторов у морских млекопитающих и, как следствие, к хроническому нарушению или полной утрате слуха. Это значительно ограничивает их способность общаться, и даже может привести к смерти.
Из-за громких посторонних звуков, рыбы и морские млекопитающие могут покидать привычные места питания и размножения, что наносит вред численности популяциям.
Рыбам из-за шума сложно найти дорогу домой — они утрачивают ориентацию в пространстве.
Из-за посторонних звуков, напуганные рыбы и морские млекопитающие покидают места своего питания и размножения, что наносит вред численности популяциям.
Выводы
В обзоре подчеркивается необходимость смягчения воздействия антропогенного шума на морскую жизнь для оздоровления океана.
Есть и хорошая новость — искусственный шум можно «выключить» и таким образом избавиться от последствий этого стрессового фактора. Чего нельзя сказать о загрязнении пластиком или чрезмерном вылове рыбы.
Авторы обзора предлагают учитывать антропогенный шум при оценке совокупного давления на морские экосистемы.
А также призывают национальную и международную политику стать более амбициозной в регулировании технологических решений по снижению уровня шумового загрязнения морской среды.
Источник