在哥伦比亚的Tribug谩海湾，一条深水通道从太平洋延伸到海岸。它是港口的有希望的地方。但是现在，只有偶尔的船在这些水域上空航行。在海湾附近的沿海小城镇捕鱼是小规模的。许多当地人使用独木舟。这个海岸是和平的，大多数人都不会去想：它的海洋在很大程度上不受人为干扰。它的海底世界到处都是濒临灭绝的座头鲸的哨声和咔嗒声，鱼的gr吟声和虾的snap啪声。
“这是您理想的，想要入睡的动物声音的刺耳的声音，”加州圣莫尼卡市海洋技术公司Applied Ocean Sciences的研究人员Kerri Seger说，他正在研究该地区的海洋声学。
那可能很快就会改变。计划在海湾地区建立一个主要的国际港口，以改善通往亚洲的运输路线。从安静的海岸到繁华的航运路线的转变可能会破坏座头鲸（Megaptera novaeangliae）和其他当地居民。尽管塞格尔希望当地的抗议活动能够阻止港口的发展，但她还认为哥伦比亚太平洋海岸是一个罕见的实验场所，可以帮助回答海洋科学的紧迫问题：人类不断增长的声足迹对海洋生物的危害有多严重？
随着越来越多的证据表明，军事声纳，地震勘测，石油钻探，挖泥和船舶发动机造成的喧嚣引发了国际关注，国际关注迅速增加。短而大的声音会造成物理损坏；持续的背景噪声（例如来自运输的噪声）会改变从通讯到喂养的一系列系统和行为。
一艘大型过往船只发出的声音掩盖了从吊舱发出的鲸鱼叫声。
下载MP3版权：OrcaLab丹麦奥尔胡斯大学的生物科学家雅各布·图加德（Jakob Tougaard）说：“这是规范水下噪音的政治意愿。”去年11月，联合国通过了关于保护海洋健康的决议，其中指出“迫切需要”进行研究和合作以解决人为水下噪声的影响。欧洲联盟已通过立法，到2020年实现健康的海洋系统，其中包括确保水下噪声不会“负面影响”海洋生物的规定。航运组织也对此表示关注：2014年，国际海事组织发布了减少船舶噪声的指南。
但是科学上仍然存在差距。由于噪声无处不在，因此随着噪声的增加很难研究其影响。目前尚不清楚海洋系统是否可以解决它或适应它，或者它是否会在本已紧张的人群中造成撞车事故。因此，研究人员正在成为声学探矿者，他们寻找安静的区域和嘈杂的栖息地，以试图记录声级变化时到底发生了什么。所做的努力包括对波罗的海改道计划的影响进行自然实验，对加拿大试验计划的影响进行调查，以降低温哥华附近沿海水域的航行速度。
在海洋生态系统威胁的宏伟计划中，气候变化可能是一个更大的问题，包括酸化和污染。但是研究人员担心背景噪声将成为破坏濒临灭绝物种的稻草。加拿大达尔富西大学哈利法克斯分校的生物学家林迪·韦尔加特说：“压力的总和不仅仅是A加B。”“负面影响大于各部分的总和。” / p>
远离寂静的世界锘？/ h2>
几十年前，关于海洋噪声的了解并不多。1956年，法国海洋学家雅克·库斯托（Jacques Cousteau）制作了一部关于海洋的纪录片时，他将其称为“寂静的世界”（Silent World），这是当今研究人员大为嘲笑的误称。实际上，海洋是一个嘈杂的地方：海浪，海洋生物和降雨造成了自己的喧嚣。塞格说，座头鲸可能和舷外马达一样响亮。
人类极大地增加了海洋声景。目前尚无全球海洋噪声地图，但研究人员一致认为，在1950年至2000年之间，船舶交通量大约增加了一倍，每十年声音贡献增加约3分贝。这意味着每10年噪声强度加倍（分贝以对数刻度计算）。声音在空气中和水中的传播方式不同，因此很难比较两种环境。但是，用来绘制海底油气分布图的地震气枪的爆炸声可能与火箭发射或水下炸药爆炸一样大。船舶发动机和石油钻探可以达到摇滚音乐会的轰鸣声（参见“声海”）。其中一些声音可以听到数百公里。
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当大量死去的喙鲸开始出现在海滩上时，出现麻烦的最明显迹象是。响亮的声音似乎会引发恐慌潜水，从而导致鲸类动物出现减压病，以及大脑和心脏的出血。在1950年之前的五十年中，研究人员仅记录了七次质量搁浅。但是从那以后到2004年，在海军高能声纳用于海军行动之后，已经有了1201多个。研究表明，暴露于喧闹声中会损害鲸类的耳朵并导致鲸类听力丧失。例如，它还可以通过损害扇贝幼虫的发育来影响无脊椎动物。2017年，研究人员报告说，地震勘测爆炸可能会在水中穿梭，并杀死超过一公里之外的浮游动物3;声束使它们“像割草一样”？华盛顿州鲸类保护组织海洋倡议组织的联合创始人罗伯·威廉姆斯说。
背景噪声也有影响。在恐怖分子袭击纽约市双子塔之后，研究人员在2001年获得了难得的研究机会。商业运输停顿了下来，这使海洋的噪音景象大大变暗了。马萨诸塞州波士顿安德森·卡伯特海洋生物中心海洋健康主任罗莎琳德·罗兰德（Rosalind Rolland）正在进行一项长期研究，研究了右鲸（Eubalaena glascialis）的粪便样品，并发现与压力有关的代谢产物减少了4。这是第一个生物学证据，表明低频船舶噪声的暴露与鲸类动物的慢性应激有关。
大量其他研究表明，船上的噪音会增加包括鱼类和螃蟹在内的生物的压力激素水平，例如，使它们花费更多的时间巡逻危险而不是照顾后代。在一项研究中5，当动物暴露于船上噪声时，安邦雀鲷（Pomacentrus amboinensis）在礁石上的存活率降至其先前水平的一半以下。海豚会改变其音调：如果周围的声音很大，它们会以较低的频率吹哨，变化较小。一些座头鲸只是停止唱歌。威廉姆斯说，所有这些都可能以未知的方式改变物种之间的关系：更大的海洋肯定在改变谁可以有效地捕捉食物，寻找伴侣或躲避捕食者。
美国国家海洋与大气管理局在2016年提出的经验法则是，超过160 dB的声音脉冲会导致海洋哺乳动物改变其行为。对于慢性的，连续的噪音，该基准值为较低的120'B。
困难的问题是，这种噪声是生态系统和种群可以适应的，还是更严重的噪声。
关于背景噪声可能是一个关键问题的最好证据可能来自加拿大太平洋沿岸的虎鲸（Orcinus orca）数据。包括威廉姆斯在内的研究人员报告说，被鲸鱼包围时，定居鲸鱼的进食时间比在安静的鲸鱼中沐浴少了18-5％7,8。威廉姆斯说，由于该地区鲑鱼资源的减少，该地区仅剩75只南方虎鲸，而且它们已经在与粮食供应急剧下降作斗争。“不是在谈论生活质量问题”；我们正在谈论具有实际影响的事物。
安静的海洋实验
面对这样的挑战，十年前，纽约洛克菲勒大学的环境科学家杰西·奥苏贝尔提出了国际静海实验（IQOE）的宏伟构想。奥苏贝尔以前与人共同创立了雄心勃勃的项目，包括海洋生物普查，该项目旨在对所有海洋生物进行分类。在2011年，他和其他人发表了让海洋安静的想法，以了解没有噪音的情况。
由于要使整个海洋平静下来，甚至是一天也不可行，因此该主意被调整为包含更小，更易于管理的任务。IQOE于2015年发布了科学计划，现在它是一个伞状机构，致力于协调但不资助海洋噪声研究。它的主要目标之一就是简单地收集更多的数据：去年，它说服了全球海洋观测系统，这是一个备受赞誉的联合国项目，旨在协调监测海洋的卫星，浮标和研究船，从而将噪声添加到其基本变量列表中以及温度等其他基本要素。
IQOE认可的项目包括在哥伦比亚的Seger工作，以及在波罗的海进行的自然实验。瑞典和挪威做出了一项不寻常的决定，从明年开始，将穿越Kattegat海（丹麦和瑞典之间）的一条主要运输路线分为两部分，以使繁忙的航线更安全地航行。Tougaard及其同事计划今年夏天在整个地区部署10'0水听器，以帮助记录每年转移约80,000艘船的航路的效果。图加德说，这样的数据在其他地区也将是有用的，其中包括一条穿越一些沙洲的航道，这些波堤被濒临灭绝的波罗的海港口海豚（Phocoena phocoena）种群用于繁殖。他说：“如果有影响，那么改变运输路线可能是有意义的。”这将是一条更长的路线，这将花费金钱并意味着从烟囱中排出更多的二氧化碳。所以我们必须确定。
塞格说，北极是另一个学习机会。随着冰的融化和运输通道的开放，人为噪声可能成为面临多重快速变化的物种的主要压力。从2005年到2017年，该地区的船舶运输量增长了75％，一些研究人员建议移动运输路线以避开敏感物种。
威廉姆斯认为他找到了另一个进行对照研究的场所。2016年，他了解了称为Nyepi的印度教传统，这是三月初在巴厘岛举行的沉寂之日。严格遵守：所有商店，机场以及航运和钓鱼场所都关闭了，游客被轻轻地从沙滩上带回自己的酒店房间。威廉姆斯认为这是一个独特的机会：他说：“世界上有一个人一天关门。”2017年，他去了巴厘岛，在水中放了六个水听器以测量寂静的效果9。“滴落约为6B”。他说，纽约和波士顿在9/11之后大致相同。威廉姆斯说，“他非常了不起。”下一步是调查珊瑚和鱼类对沉默的反应，尽管他还没有具体的计划或资金回去。
保持安静
与气候变化一样，有足够的证据表明海洋噪声的危害可以采取行动，但有关该问题的范围和紧迫性仍存在争议。幸运的是，与海洋酸化或化石燃料的使用相比，噪声更容易，更快地降低。她说：“不要重新设计螺旋桨并重新安排运输路线。”“可以做出切实的改变。”
一项实验测试了加拿大温哥华岛东南端附近哈罗海峡的部分变化，威廉姆斯研究的虎鲸氏族每年都在那里度过。从2017年8月到10月，许多经过海峡的集装箱船和商船自愿将速度从18节的速度降低到11节（每小时海里）。这增加了他们半个小时的旅程，但减少了引擎的震动。这些船只是根据港口增强鲸类栖息地和观察计划（ECHO）的要求作出的，该计划于去年进行了第二次试验。对于某些船，仅下降3节就可将噪声强度降低一半。
当ECHO监测到一个对虎鲸很重要的地点时，在减速之前和减速期间，噪声水平在75塪B和140塪B之间波动，具体取决于天气，野生动植物和过往船只。但在2017年的经济放缓期间，噪声下降了1.2个“塪B”的中值，声音强度降低了24％。该试验的设计目的不是研究鲸鱼的行为，但是模型预测，这种噪音的下降应使水被令人困惑的噪音所堵塞的时间减少约10％（对于这些鲸鱼，估计水平在110'塪B以上）。 ，让鲸鱼有更多机会填满肚子。尚未公布2018年全年的结果。
威廉姆斯（Williams）的一项研究表明，在拥有1500多艘船舶的现代船队中，一半的噪声仅来自15％的船只10，因此针对最恶劣的犯罪者可能会走得很远。威廉姆斯说：“这意味着我们不需要严格的舰队范围的法规来使我们达到保护目标。”但是，对船舶进行噪声控制改造可能是昂贵的，到目前为止，所有对安静船的呼吁都是自愿的。2017年，温哥华港务局开始为较安静的船舶提供折扣价，使加拿大成为世界上第一个提供经济诱因以减少海洋噪音的国家。威廉姆斯说：“我的看法是，温哥华港比世界其他地区领先数年。”但是到目前为止，吸收量是有限的：2017年，前往该地区的约3,000艘船中只有34艘利用了噪音折扣。
同时，声学勘探人员正在帮助确定可能有利于降低噪声的其他区域。威廉姆斯（Williams）绘制了一个热点，周围的噪声与海达瓜（Haida Gwaii）海岸外的海豚种群重叠，海达瓜是不列颠哥伦比亚省沿海人口稀少的群岛，有时被称为“北部的阿拉帕戈”（sup> 6）。类似的工作也研究了地中海的噪声污染。威廉姆斯认为，这样的工作还可以查明野生动植物常去的地方和仍然安静的“主要地区”，以进行保护。威廉姆斯认为，现有的保护机制，例如海洋保护区（MPA），可能是引入限制噪音的自然之地。他说，如果有人主持世界上第一个官方的“渜MPA”，那将是一个政变。
好消息是，可以非常迅速地解决噪声污染问题。有降低风险的已知解决方案和有效方法。韦尔加特说，地震勘探中通常使用的气枪可以用水下振动器代替，该振动器产生较小的声音足迹和较低的峰值压力，从而减少了对海洋生物造成伤害的机会。韦尔加特说，当监管机构对德国海上风电场的打桩噪音设定限制时，该行业迅速采取了更安静的方法，例如将桩包裹在气泡帘中以吸收声音。她补充说，企业现在正在想办法沉没而不是重击。
通过将发动机从船底抬高，或使用旨在减少气穴现象的螺旋桨，可以使船只变得更安静，即产生微小的气泡，当气泡爆炸时，气泡会突然弹出。Tougaard补充说，现代的通讯方法可以帮助船舶缓慢驶入港口，而不是加快驶入速度，只能在外面闲置直到有可用的停靠站。现在，许多游轮都使用电动机来驱动螺旋桨，主要是为了降低付费客户的噪音水平，同时也有利于海洋生物。
韦尔加特说，幸运的是，大多数停船的举动与提高燃油效率密不可分。她说：“非常注重解决方案。”“只需要消除血腥的声音。”？/ p>
自然568，158-161（2019）
