Год тихого океана: Формирующаяся сеть прослушивания океана изучит моря, уникально затихшие из-за COVID
Пандемия COVID-19 привела к замедлению транспортного сообщения и экономики, что, в свою очередь, резко сократило судоходство, исследования морского дна и многие другие виды человеческой деятельности в океане. Это создало уникальную возможность начать долгосрочное исследование влияния звука на морскую жизнь.
Сообщество ученых определило более 200 невоенных гидрофонов по всему миру и надеется максимально использовать беспрецедентный шанс, чтобы объединить записанные данные для оценки "тихого океана" 2020 года и помочь отслеживать акустическую среду океана в будущем. Их цель — сеть из 500 гидрофонов, регистрирующих сигналы китов и другой морской жизни и оценивающих уровень шума от человеческой деятельности.
В сочетании с другими инструментами мониторинга морской жизни, такими как мечение животных, эта работа поможет раскрыть степень влияния шума "морей антропоцена" на океанические виды.
Звук распространяется в океане далеко, и гидрофон может улавливать низкочастотные сигналы с расстояния в сотни и даже тысячи километров. Наибольшая концентрация невоенных гидрофонов наблюдается у побережий Северной Америки (Атлантическое, Тихоокеанское и Арктическое), у Гавайев, в Европе и Антарктиде, с некоторым количеством в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
Пробел в понимании
Более века военные флоты используют звук для обнаружения подводных лодок, мин и других целей национальной безопасности. Морские животные также используют звук и естественный сонар для навигации и общения в океане. Однако влияние антропогенных звуков на морскую жизнь остается плохо изученным.
"Измерение изменчивости и долгосрочных изменений фонового звука океана формирует основу для характеристики морских 'звуковых ландшафтов'", — говорит участник проекта Питер Л. Тайек, профессор биологии морских млекопитающих Университета Сент-Эндрюс (Шотландия).
Международный эксперимент "Тихий океан"
В 2011 году обеспокоенные эксперты начали разработку Международного эксперимента "Тихий океан" (IQOE), официально запущенного в 2015 году. Среди их целей — создание временного ряда измерений фонового звука во многих точках океана.
Первоначально 2022 год планировалось объявить "Годом тихого океана". Однако из-за COVID-19 "океаны вряд ли будут такими же тихими, как в апреле 2020 года, еще много десятилетий", — говорит инициатор проекта Джесси Аузубел из Университета Рокфеллера.
Поэтому IQOE объявляет 2020 год Годом тихого океана и сосредотачивает ресурсы на изучении изменений уровня звука и их влияния на организмы, произошедших в 2020 году, на основе наблюдений с сотен гидрофонов, развернутых мировым акустическим сообществом в 2019-2021 гг.
Создание сети и инфраструктуры
- Поощряемое IQOE, количество гражданских гидрофонов, используемых для исследований, в Северной Америке, Европе и других регионах резко возросло.
- Существующая сеть из 231 невоенного гидрофона (по состоянию на февраль 2021 года) охватывает как мелководные прибрежные районы, так и глубоководные станции.
- Большинство идентифицированных гидрофонов находятся в водах США и Канады, но их число растет в других регионах, особенно в Европе. В Южном полушарии явно требуется больше акустических измерений.
- Разрабатывается новое программное обеспечение MANTA (Университет Нью-Гэмпшира) для стандартизации данных звукозаписи, что облегчит их сравнение, объединение и визуализацию. Оно станет доступно 8 апреля.
- В Институте Альфреда Вегенера (Германия) тестируется Открытый портал подводного звука (OPUS) для обеспечения легкого доступа к обработанным данным.
Интеграция и перспективы
"Интеграция данных о поведении животных и звуковых ландшафтах может выявить долгосрочные эффекты изменений в океаническом звуке", — говорит Дженнифер Миксис-Олдс из Университета Нью-Гэмпшира.
Формирующаяся сеть гидрофонов будет вносить вклад в Глобальную систему наблюдений за океаном (GOOS). "Чтобы наблюдать возврат к нормальным условиям по мере ослабления пандемии, интенсивный акустический мониторинг должен продолжаться как минимум до конца 2021 года", — отмечает Эдвард Р. Урбан-младший, менеджер проекта IQOE.
Исторические прецеденты
Подобные непреднамеренные возможности для морских исследований редки в современной истории. К ним относятся:
- Начало (1945) и прекращение (1980) наземных ядерных испытаний, что позволило изучать движение изотопов в океане.
- Теракты 11 сентября 2001 года, которые привели к отмене сотен авиарейсов (изучение влияния инверсионных следов на погоду) и замедлению судоходства. Исследования 2001 года показали, что снижение океанского шума привело к падению уровня гормонов стресса у находящихся под угрозой исчезновения северных гладких китов в заливе Фанди, что указывает на хронический стресс от деятельности человека.
Уникальный шанс
COVID-19 резко сократил судоходство, туризм, рыболовство, энергоразведку, военные учения, оффшорное строительство и дноуглубительные работы.
Данные JP Morgan показывают, что относительное затишье в океане из-за COVID, вероятно, было кратковременным — с конца марта до середины мая 2020 года.
"Давайте извлечем уроки из паузы, вызванной COVID, чтобы помочь обеспечить более безопасную деятельность судоходным компаниям, энергетическим операторам, военным флотам и другим пользователям океана", — говорит Джесси Аузубел.
"Мы на пути к созданию оперативных, надежных и понятных карт звуковых ландшафтов океана, включая исключительный период апреля 2020 года, когда вирус COVID дал морским животным короткую передышку от человеческого грохота".
Окончание этой передышки очевидно, отмечает он, указывая, например, на рекордные показатели грузооборота порта Лонг-Бич в феврале 2021 года.
"Мы приглашаем все заинтересованные стороны присоединиться к этим глобальным усилиям по изучению изменчивости и тенденций океанского звука и его влияния на морскую жизнь. Шокирующий глобальный эффект COVID-19 на добавление человеком шума в океаны может стимулировать становление регулярного мониторинга звукового ландшафта наших морей".