Подводный шум угрожает морской жизни

Океаны полны звуков. Волны, землетрясения и откалывающиеся айсберги формируют естественную звуковую среду. Но человеческая деятельность также вносит свой вклад, и это может быть проблемой для морских обитателей, серьёзно влияя на их физиологию, поведение, размножение и даже выживание.

Способность производить и улавливать звук в среде, где свет проникает лишь на несколько сотен метров, критически важна для коммуникации, поиска пищи, избегания хищников и навигации. Крупные киты генерируют низкочастотные сигналы, способные преодолевать тысячи километров. А креветка-щелкун, обитающая в западной Атлантике, производит громкий щелчок, способный оглушить и убить добычу.

Шум, создаваемый человеком, меняет естественную акустическую среду океанов, и наша способность его производить растёт. Часто шум является непреднамеренным побочным продуктом транспорта, развития инфраструктуры и промышленности.

Однако шум может создаваться и намеренно. Многие военно-морские силы используют сонары для обнаружения кораблей и подлодок, а геологи исследуют морское дно на наличие нефти и газа с помощью сейсмических пневмопушек. Шум от такой пушки может превышать 200 децибел (громче выстрела с расстояния в один метр).

Звук в воде распространяется дальше и в четыре раза быстрее, чем в воздухе (со скоростью почти 1 500 метров в секунду). Поэтому антропогенный шум может распространяться под водой на значительные расстояния. Эти звуки могут быть относительно постоянными (шум двигателя и винта судна) или внезапными и резкими (военный сонар, сейсмические пневмопушки).

Может ли шум убивать?

Звук сейсмической пневмопушки может вызвать необратимую потерю слуха, повреждение тканей и даже гибель у близко находящихся животных.

Документировать летальные эффекты шума в открытом океане сложно. Однако сейсмические исследования связывают с массовой гибелью кальмаров и зоопланктона. В 2017 году исследование показало, что одна пневмопушка увеличила смертность зоопланктона с 18% до 40–60% на участке океана длиной 1,2 километра у побережья южной Тасмании.

Использование военного сонара также связывают с массовыми выбросами на берег нескольких видов китов в Карибском бассейне, Европе и Восточной Азии. При таких событиях на берег одновременно выбрасываются целые стаи животных.

Вскрытие погибших китов показало травмы, сходные с декомпрессионной болезнью. Считается, что это было вызвано резкими изменениями в их глубоководном поведении после воздействия сонара.

Нарушенное развитие

За последние два десятилетия исследования также выявили широкое влияние хронического воздействия шума на поведение и физиологию животных. Эти последствия могут распространяться далеко за пределы источника шума и затрагивать обширные акватории.

Лабораторные исследования морского зайца (морского слизня) показали, что воздействие шума лодок привело к снижению успешного развития эмбрионов на 21%. Вылупившиеся особи также имели на 22% более высокий уровень смертности по сравнению с теми, кто не подвергался воздействию шума.

Эти данные демонстрируют негативные эффекты, которые распространённый источник подводного шума может оказывать на развитие и выживание животных. Если эти лабораторные результаты применимы к природной среде, то такие воздействия могут угрожать целым популяциям морских видов в определённых районах.

Нарушенное поведение

Наблюдение за перемещениями, питанием, коммуникацией, отдыхом и социальным взаимодействием животных позволяет учёным исследовать влияние шума.

Поведенческое воздействие шума на морских млекопитающих изучено особенно хорошо из-за проблем с их сохранением и их зависимости от звука для общения, поиска пищи и навигации. Многие из этих видов преодолевают большие расстояния, и дальняя связь критически важна для координации социальных взаимодействий и размножения.

Однако звуки, производимые крупными морскими млекопитающими, находятся в том же низкочастотном диапазоне, что и большая часть антропогенного шума. Шум судов обычно ниже 2 кГц, что перекрывается с частотой вокализации многих крупных млекопитающих. Например, синие киты производят вокализации частотой менее 100 Гц, поэтому их calls могут теряться в общем фоновом гуле.

Судовой шум заставил морских млекопитающих изменять паттерны вокализации: делать calls длиннее и повторять их чаще или ждать снижения уровня шума. Исследования показали, что судовой шум в пределах 1 200 метров от горбатых китов заставлял их сокращать или полностью прекращать вокализацию в водах вокруг удалённых островов Огасавара в Японии.

Несмотря на эти адаптации, шум может негативно влиять на пищевое поведение и повышать физиологический стресс. Исследование показало, что сокращение судоходства после терактов 11 сентября 2001 года привело к снижению уровня шума на шесть децибел в заливе Фанди на атлантическом побережье Канады. Это совпало с более низким уровнем физиологического стресса, обнаруженного у североатлантических гладких китов при измерении гормонов стресса в плавающих экскрементах.

Карантинные меры из-за COVID-19 также привели к тому, что ранее оживлённые акватории стали чаще использоваться крупными морскими животными. Например, количество дельфинов, включая исчезающего розового дельфина, увеличилось в водах вокруг Гонконга после временных ограничений на паромное сообщение.

Шумные океаны оказывают глубокое негативное влияние на морскую жизнь. Принятие мер по защите и восстановлению естественных звуковых ландшафтов является ключевым приоритетом для сохранения природы.

Хорошая новость заключается в том, что шум исчезает из среды сразу после выключения или уменьшения громкости его источника. Технологические разработки в судостроении, такие как уменьшение кавитации гребного винта (образования пузырьков воздуха на его поверхности), уже снизили шум от судов.

Небольшие корректировки скорости также могут существенно снизить шум двигателя и винта. Исследования показали, что снижение средней скорости коммерческих судов с 15,6 до 13,8 узлов может уменьшить подводное шумовое загрязнение более чем на 50%.

Однако глобальная осведомлённость о влиянии шума на здоровье океана нуждается в улучшении, а политика, направленная на управление звуком и внедрение технологических решений, должна быть более строгой. Это доступные решения, которые обещают более светлое — и тихое — будущее для наших океанов.