根据对现有研究的一项广泛的新评估,海洋中人类活动产生的噪声和其他声音的运输会损害许多海洋物种。该发现发表在本月的《科学》杂志上,其中还包括可行的解决方案(其中一些已经在使用中),这些解决方案可以花些时间解决诸如海洋酸化之类的更棘手的问题,并有可能挽救南方常住的虎鲸,毛伊海豚和大西洋等濒危物种的生命。鳕鱼
研究人员说,他们对500多项海洋噪声污染研究的审查为支持新政策和不断变化的行业实践提供了坚实的证据基础,这些新政策和不断变化的行业实践为海洋生物及其依赖者恢复了全球海洋声景的健康。
替代方法包括减轻与海上风电场相关的噪音,并采用低压方法对化石燃料沉积物进行地震勘测。降低螺旋桨噪音的船舶设计也可能有很大帮助,但成本高昂,而且缺乏广泛采用的监管支持。研究人员说,与此同时,较慢的运输速度和将船只从海洋生态系统的敏感区域改航可以减轻噪声的影响。
声音是水下的关键感觉刺激,它在空中传播的距离比在空中传播的远得多。从鲸鱼到幼体,幼礁鱼和无脊椎动物,许多海洋物种都依靠声音来导航,觅食和繁殖。人为噪声会干扰这些活动,并对动物行为,听力和其他身体机能产生有害影响。但是,噪音不会在海洋环境中持续存在,例如,有害化学物质和微塑料就不一样。
沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的生物海洋学家和海洋生态学家卡洛斯·M·杜阿尔特(Carlos M. Duarte)说,这就是为什么试图将人类活动对地球造成的伤害进行分类的决策者应该首先对待海洋噪声的原因。
他说:“医院的候诊室里总是有海洋的声音。” “我们需要让候车室发出噪音。”
研究的合著者,英国环境渔业与水产养殖科学中心的噪声与生物声学科学家内森·默奇安特(Nathan Merchant)说,运输噪声是一个很好的起点。海洋噪声是海洋中最普遍的人为噪声。
没有参加这项研究的工业贸易组织美国商会会长凯西·梅特卡夫说,约有85%的运输噪声来自螺旋桨。具体来说,这是由于气蚀而引起的,这种气蚀是螺旋桨的设计问题,有时会导致叶片上的水流中断,并可能导致能量损失,燃料效率低下和噪音。
但是螺旋桨气穴现象可以解决。丹麦航运公司马士基(Maersk)在2017年花费了超过1亿美元,通过翻新船体并在其11艘集装箱船上安装更高效的螺旋桨来节省燃料。这些船中的五艘随后进行了声学测试,并且噪音降低了六到八分贝(dB)。根据2012年《皇家学会论文集B》发布的一项研究,这意味着声能降低了75%,相当于加拿大9月11日袭击事件后商业活动减少,加拿大芬迪湾的海洋噪音有所减少。
但是,环境政策制定者米歇尔·桑德斯(Michelle Sanders)说,采用这些降低噪音的设计的最大障碍是成本,他是联邦政府部门加拿大运输部的工作,而不是该研究的作者。美国航运商会的梅特卡夫(Metcalf)补充说,对于除大型公司(如马士基)以外的所有公司来说,这些改进目前无法负担。
据新评估的作者说,针对油气勘探进行的地震勘测是减少海洋声音的另一个潜在领域。 2011年,埃克森美孚,壳牌和法国能源公司道达尔(Total)联合设计,建造和测试了船用可控震源船-一种已经在陆地上使用的更安静,经过验证的地震勘测技术。
传统的海洋地震勘探依赖于每10到12秒以微秒脉冲从水面船只释放到海底的压缩空气。船用振动发生器用振动代替了这些脉冲,以产生连续的低振幅信号。国际协会海洋生物学家亚历克斯·洛雷罗(Alex Loureiro)表示,测试表明,可震震颤不会产生传统地震勘测产生的有害频率,不会缩短勘测时间(从而缩短了对海洋生物的压力持续时间),并降低了总体声压级。没有参与这项研究的地球物理承包商。法国能源公司道达尔(Total)预计,到2023年将使用首批工业用船用振动器。
降低噪音的成熟领域之一是海上风电场的打桩。声学气泡幕已越来越多地用于抑制来自此过程的声音。多孔管环绕打桩机,吹出一堵气泡壁,吸收并折射噪音,将噪音降低多达15 dB。研究合著者,新罕布什尔大学声学研究与教育中心的声学海洋学家詹妮弗·米克西斯·奥尔兹(Jennifer Miksis-Olds)说,这意味着声能降低了约95%。
Miksis-Olds对这两种解决方案都持乐观态度。她说:“它们不仅是低垂的水果,而且在这种情况下,我们正在吃水果。”
研究人员指出,也可以通过战略性地管理水上交通来减轻海洋噪声。一个有希望的例子是不列颠哥伦比亚省的温哥华弗雷泽港务局制定的一项自愿计划。它要求船舶和拖船从濒临灭绝的南方常驻虎鲸的饲养区改道,并建议降低不列颠哥伦比亚省西南部特定水域中大型船舶的航行速度,以减少水下噪音。
最终,各地区将需要针对自己的运输业务和基础设施,水下景观和当地海洋生物量身定制解决方案。加拿大运输部的桑德斯说,没有解决所有类型船只水下噪音的灵丹妙药。对于游轮行之有效的集装箱船可能不可行或无效。
她指出,看似显而易见的解决方案可能会带来意想不到的后果。放慢船速通常会降低噪音,但实际上某些船速较低时声音会更大。正如桑德斯(Sanders)所说,“像本文所述的讲故事并提高认识的科学研究将使我们前进。”