Снижение уровня шума: развитие океанической энергетики с меньшим звуковым воздействием

Развитие океанической инфраструктуры для использования энергии приливов, оффшорного ветра и природного газа увеличит применение забивки свай — забивания длинных полых стальных труб в морское дно для поддержки энергетических турбин и других сооружений. Этот процесс создает громкие подводные удары, которые могут навредить рыбам и другим морским животным.

Новое исследование, опубликованное в PLoS ONE, показывает, что если отдельный удар по свае превышает определенный уровень звука, рыбам может быть нанесен необратимый вред. Это открытие привело к рекомендации первого в истории порога звукового воздействия при забивке свай, основанного на реальных реакциях рыб, а не на оценках.

Первые лабораторные тесты воздействия забивки свай на рыб

Биоакустик Мишель Халворсен и коллеги из Battelle и Университета Мэриленда разработали первую лабораторную систему для оценки воздействия забивки свай на рыб. Установка включает жесткую стальную трубу толщиной 1,5 дюйма и шириной 9,5 дюймов, внутри которой с помощью поршней воссоздаются звуки и изменения давления воды, характерные для забивки свай.

В испытаниях использовали выращенную в питомнике молодь чавычи. Рыбам давали 20 минут на акклиматизацию и наполнение плавательного пузыря для достижения невесомости — ключевое условие для реалистичности тестов, так как реакция на звуковые волны зависит от объема воздуха в пузыре.

Рыб подвергали серии импульсов, аналогичных записанным во время проекта по забивке свай у побережья штата Вашингтон в 2005 году. Импульсы измерялись в децибелах относительно 1 квадратного микроПаскаля в секунду. Рыбы подвергались либо 960, либо 1920 импульсам (типичное количество для проектов), с совокупной силой от 204 до 220 децибел.

Определение наиболее вредного воздействия

Исследователи классифицировали повреждения у рыб по трем категориям:

• Легкие (1 балл): ушибы плавников или тела, сдутый, но не разорванный плавательный пузырь.
• Умеренные (3 балла): активное кровотечение из плавников или капилляров, ушибы плавательного пузыря, мышц или органов.
• Смертельные (5 баллов): гибель в течение часа после теста или повреждения, неминуемо ведущие к гибели.

Было установлено, что если совокупный балл травм у рыбы превышает 2, риск необратимого вреда значительно возрастает. Превышение этого порога происходило, если при общем количестве ударов 1920 или 960 отдельный импульс превышал 177 или 180 децибел относительно 1 квадратного микроПаскаля в секунду соответственно.

Информирование решений на местах и выдачи разрешений

Результаты могут помочь регуляторам улучшить процесс выдачи разрешений на забивку свай. Знание порога также позволяет разработчикам лучше управлять проектами — например, при встрече с твердым участком морского дна можно выполнить больше ударов меньшей интенсивности.

Помимо энергетики, выводы применимы к проектам по строительству пирсов и мостов, а также к сейсморазведке дна с помощью пневмопушек, где звуковые характеристики схожи.

Исследователи отмечают, что результаты пока применимы только к молоди чавычи, охраняемой федеральными законами. Для установления порогов для других морских организмов необходимы дополнительные испытания.