人造「海底噪音」危害海洋動物

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Image caption 噪音導致一些海洋生物反應遲鈍,進而靠近船舶(圖片來源:Getty Images)

幾年前,米歇爾·安德烈(Michel Andre)在加納利群島的一處海灘上目不轉睛地盯著一頭抹香鯨的屍體。很明顯,它撞上了一艘船——可是為什麼會這樣?直到後來,當他系統性地研究了鯨類在海洋中的生活狀態,並且發現船舶引發的噪音污染越發嚴重時,他才明白,二者之間存在顯而易見的聯繫。

在接近船舶時,鯨類會因為噪音而變得遲鈍,並因此與船舶發生碰撞,而這種碰撞往往都是致命的。「我們從沒想過會殺死鯨魚。」安德烈回憶道,他是加泰羅尼亞科技大學應用生物聲學實驗室的主任。

安德烈花了20年時間開發一種先進的系統,通過收聽海底噪音來深入了解這類事故發生的原因。他的水下麥克風(又稱水診器)揭示了一個由各種聲音和動物的交流信號組成的世界,在此之前,我們從未如此清晰地觀察過這個世界。

Image caption 改變船舶航線可以保護鯨類(圖片來源:Thinkstock)

為了探測海洋中的聲音,安德烈精心設計了一種名為「智能耳朵」(smart ears)的監聽設備。它不僅可以探測鯨魚、海豚和其他生物的聲音,還能聽到船舶、螺旋槳和船用機械的隆隆巨響。

這並不是件容易的事情。聲波在水中的傳播方式並非一成不變的,也不像在空氣中那樣容易預測。相反,溫度、鹽度和水流等因素都會對傳播路徑產生很大的影響。

由於失真度很高,所以安德烈和他的團隊必須開發許多算法,對這些聲音進行實時分析,並匹配數據庫中已知的海洋噪聲:既包括鯨魚的鳴叫,也包括海豚的對話。沒有兩個聲音是完全一樣的,但這些算法卻非常聰明,足以找出聲波之間的相似性,並以合理的精確度進行匹配。

安德烈的系統還可以通過測算聲音本身失真的程度來估算聲源的距離——從某種程度上講,這個指標可以表明聲波在到達水診器之前穿過了多少水。當然,音質也取決於發出聲音的動物採取了何種動作。「如果動物轉過頭去,你就無法得到相同的聲音或相同的強度。」他說。

Image caption 在數百英里之外都能聽到我們為了開採海洋能源而產生的噪音(圖片來源:Thinkstock)

安德烈利用浮標在世界各地安裝了一系列水診器,借此收集各個地方的音頻信號。電腦分析的速度極快——據安德烈介紹,從採集聲音到通過算法認定聲音的性質只需要3秒鐘。之後,分析結果就會傳回岸上。

「我們的信息已經過載。」他說,「整套系統晝夜不停地從世界各地的100多個渠道獲取數據。」

安德烈的團隊不止會收聽信息——他們還會研究這些噪音給動物造成的生理損傷。在從擱淺的鯨魚耳部提取組織樣本後,他們在這些感覺器官的細胞內找到了聽力受損的證據。這正是許多海洋生物無法探測船舶噪音的原因。

「如果這些細胞缺失了某些結構,動物就無法繼續解碼與之對應的聲音。」他解釋道。

從船舶航行到海底爆破,危害鯨魚和其他海洋生物的噪音必須引起重視。

Image caption 船舶會發出刺耳的噪音(圖片來源:Thinkstock)

康奈爾大學生物聲學家克里斯多夫·維勒斯·克拉克(Christopher Willes Clark)也參與了安德烈的項目,他認為,船舶發出的噪音可以輕易掩蓋鯨魚的鳴叫,各種海洋動物也會暴露在海底石油和天然氣勘探所產生的巨大爆破聲中。

「有那麼幾個月的時間,我們每過10秒鐘都會製造一次震耳欲聾的爆炸。有一次,我甚至聽到了愛爾蘭附近的一次勘探爆破——我是在弗吉尼亞聽到的。」克拉克說。

應該如何應對這一問題呢?一種解決方案是改變船舶航線,避開更容易碰到海洋哺乳動物的海域。有時也可以把航行速度放慢到10節/小時(18公里/小時)或更慢,這樣就不太可能對鯨類構成致命傷害。克拉克解釋說,如此一來,便可「大幅」降低海洋動物遭到輪船撞擊的概率。

Image caption 「我們從沒想過會殺死這些動物。」在談到船舶噪音和人類產生的其他噪音時,邁克爾·安德烈如是說 (圖片來源:Getty Images)

具體到如何從根源上解決這一問題,聯合國國際海事組織已經發佈了一份有關如何降低船舶噪音的指導方針。但要真正在野外觀察到由此產生的影響,仍然需要一段時間。另外,這也需要企業和船舶公司的配合。

「海洋不是我們的世界。」安德烈說,但我們的確應該關注海洋。得益於他的努力付出,我們才得以更好地了解海底噪音污染所產生的負面影響。

「我們現在對聲音也有了一定的了解,所以可以更加全面地掌握整體狀況。」他說,「這是幫助我們了解情況的唯一方式。」

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(責編:友義)

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