海里噪音大吗?

海里噪音大吗?

每年三月,印尼巴厘岛都会在 24 小时内陷入寂静,以纪念印度新年的静修日。这是印度教新年期间必须进行的默想日。商店关门,街道清空,海滩空无一人。甚至连航空和航运都停止了。

2017 年 3 月,海洋学家利用这一难得的宁静时刻,将六个水听器放入水中,花了几天时间试图评估在没有人类干扰的情况下,这片蔚蓝的海洋会发出什么声音。他们清楚地听到了虾爪的啪啪声和鱼群的咕噜声和呻吟声,这些声音逐渐增强,形成了夜间的合唱。

人们想象中的海洋是平静的,但深海从来就不是环保主义者雅克·库斯托曾经称之为的寂静世界。数据显示,34,200 种鱼类中的大多数都能听到声音,而且有很多声音可以听。鲸鱼并不是唯一会唱歌的动物;至少有 800 种鱼会发出咔哒声、咕噜声、呼噜声或呻吟声。健康的珊瑚礁发出的声音就像爆米花一样。风暴和地震也为海洋增添了噪音。但过去 70 年来,海洋的工业化产生了足够多的噪音,让人很难听到其他声音。多年来,很少有人担心这个问题,因为在那么多的海水里,这有什么关系呢?然而,越来越多的证据表明,我们的喧闹声对大大小小的海洋生物产生了深远的影响——并可能缩短它们的寿命。

水生生物单单应对大自然的狂风就已经够让人担心的了。2011 年袭击日本的 9.0 级地震在阿拉斯加阿留申群岛附近记录到 230 分贝的噪音。这相当于土星五号火箭的威力,可能是水下记录到的最响的自然事件。2017 年飓风伊尔玛登陆佛罗里达州后,以 75 英里/小时的风速袭击佛罗里达州,萨拉索塔湾的水听器记录到背景噪音增加了 30 分贝。这比风暴前测量到的 76 分贝高出八倍。

然而,即使在平静的海面上,许多地方的动态听觉环境也已让位于刺耳的声音。航运仍然是最大的罪魁祸首;从 1950 年到 2007 年,航运的呻吟声和隆隆声每十年增加 3 分贝(强度增加一倍)。声能在水中传播的距离比在空气中远,因此几乎没有地方能避开这种刺耳的声音。华盛顿大学应用物理实验室的海洋声学家雷克斯·安德鲁 (Rex Andrew) 说:“如果你在公海中央拿着水听器仔细听,你会觉得你就像在高速公路附近一样。你听不到单个船只的声音,而是远处持续不断的轰鸣声。”

这只是声波攻击的一部分。地震气枪的气动爆炸声比喷气式飞机的声响还要大,可以传到 2500 英里之外。挖泥船的轰鸣声最高可达 160 分贝——类似于霰弹枪的爆炸声,但可以持续数小时。在安宁日研究期间,放置在机场附近的控制麦克风发现,当飞机恢复飞行时,海浪下的环境噪音增加了 6 到 10 分贝——最高可达十倍。

所有这些都对海洋生物产生了多方面的影响。其中大部分噪音扰乱了海洋生物交流、捕猎和寻找方向所依赖的频率。超过 200 分贝的短时间强噪音会损害它们的听力,而超过 120 分贝(电锯区域)的持续背景嗡嗡声会改变它们的行为。

鲸类动物的反应最为明显。它们可能会突然潜水或浮出水面,或游很远的距离以躲避声纳声波,声波的音量可能超过 215 分贝,传播范围接近 100 英里。有些物种甚至会搁浅。一项研究发现,1960 年至 2004 年间,喙鲸搁浅的事件有 121 起;在 60 年前声纳普及之前,这种事件很少见。尸检显示,它们的耳朵、大脑和肾脏出现出血和损伤。研究人员还在它们的血液中发现了氮气泡的迹象,这表明这些动物患有减压病,又称减压病,这是一种因浮出水面太快而导致的致残性疾病。

除了海洋哺乳动物,数十项鱼类研究表明,噪音会削弱动物的听力,而听力对于捕猎、交配和躲避捕食者至关重要。小型生物也面临风险。研究人员在塔斯马尼亚岛海岸发射了地震气枪,在长达一英里的测试区内收集到的死亡浮游动物数量是开始前的两到三倍,这意味着噪音会摧毁海洋食物网底层的生物。

科学家们对慢性噪音的影响知之甚少,其中大部分噪音来自航运。更糟糕的是,他们无法全面评估问题,因为他们缺乏环境声音的基线,甚至模型。美国海军 1950 年代的录音只提供了快照。

尽管如此,一些证据表明,人类造成的扭曲会造成持续的、甚至亚致命的威胁。水听器显示,在美国官员于 9/11 事件后关闭国内机场和航运港口后,加拿大芬迪湾的噪音减少了 6 分贝。该地区北大西洋露脊鲸的粪便样本显示,与压力有关的激素代谢物减少,这些激素会阻碍生长、损害心脏并削弱免疫系统。这表明我们的影响可能会影响它们的寿命。

研究人员很少有机会窃听静谧的海面,因为让大海安静一天几乎是不可能的。研究水生生物的行为通常意味着要增加噪音,例如,让鲸鱼接受受控的声纳照射。“我们从来不会用沉默对待这些动物,”参与巴厘岛研究的澳大利亚地球物理学家克里斯汀·埃尔贝 (Christine Erbe) 说。她是参与国际安静海洋实验的 100 名科学家之一,该实验计划利用海上施工等场合的预定间歇来创建自然声音的基准。

他们的发现可能有助于回答最紧迫的问题:这些噪音到底有多有害?长期影响是什么?2018 年 12 月,联合国表示迫切需要进行更多研究来找出答案。其他人也迫不及待了。欧盟下令,我们的争吵不得对海洋生物造成不利影响,航运业正在重新设计螺旋桨并采取其他措施来减少噪音。也许世界海洋的居民很快就会享受到更多的安宁和宁静。

这个故事最初发表在《大众科学》杂志2019 年冬季刊《噪音》

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