編譯 莫莊非

人類活動(dòng)制造的聲音正污染海洋，而變暖的海水改變了噪音的傳播方式。這對(duì)鯨魚等海洋動(dòng)物來(lái)說(shuō)意味著什么？

漫步自然，大聲喊叫，你附近的鳥類、青蛙和松鼠會(huì)聽到你的聲音，但也就只有它們能聽到了，畢竟陸地上傳聲條件非常有限，聽覺再靈敏的動(dòng)物也需要有聲音入耳方可察覺信號(hào)。除了像大規(guī)?；鹕奖l(fā)這樣的超級(jí)聲源，大多聲音無(wú)法在空氣中傳播很遠(yuǎn)，不過(guò)水下環(huán)境就完全不同了，海洋噪音能傳播數(shù)千甚至上萬(wàn)公里。

隨著海洋變暖，傳聲條件正迅速改變。鹽度、溫度和壓強(qiáng)的變化會(huì)改變海洋里的聲音傳播，對(duì)依賴于此的生命產(chǎn)生未知影響。鯨魚相互交談，并通過(guò)浪濤拍岸之聲來(lái)為自己導(dǎo)航；海豚用回聲定位獵物；棲息珊瑚叢的魚類生于開闊區(qū)域，之后循著珊瑚礁發(fā)出的聲音回家。地球系統(tǒng)的聲音也加入了海洋聲景：風(fēng)暴沖擊海面，制造聲響；地震和海底山體滑坡發(fā)出的隆隆聲傳過(guò)整片海洋，由此產(chǎn)生的海嘯沿海面加速，形成一種對(duì)海洋動(dòng)物來(lái)說(shuō)習(xí)以為常的喧囂。

溫度升高和航運(yùn)等噪音活動(dòng)的增加，將怎么樣影響海洋生態(tài)呢？我們對(duì)此尚未有充分研究。

加州大學(xué)圣巴巴拉分校的海洋生態(tài)學(xué)家本·哈爾彭（Ben Halpern）致力于研究海洋生態(tài)系統(tǒng)壓力。他表示：“過(guò)去十余年間，自然聲景才真正成為人們思考的最前沿?！崩?，科學(xué)家現(xiàn)正通過(guò)傾聽諸如昆蟲、鳥類、兩棲動(dòng)物等在人類視野里不怎么有存在感的生命體來(lái)更好了解森林生物多樣性。“直到最近，人們才開始意識(shí)到聲景在海洋中的作用。它們可以告訴我們，隨著人類的影響擴(kuò)大，水下正發(fā)生著什么?！?/p>

由于聲音在水里比在空氣里傳播得更快更遠(yuǎn)，因此海洋中的“鄰域”更大——鳥類能跨數(shù)百英尺（1英尺約等于0.305米）交流，而鯨魚的溝通距離則達(dá)到了數(shù)百英里（1英里約等于1.609公里）。聲音在海洋里的傳播方式取決于水的溫度、壓強(qiáng)和鹽度，因?yàn)槁曇舯举|(zhì)是壓力波，會(huì)壓縮和解壓縮水中分子。當(dāng)水變暖時(shí)，分子振動(dòng)更快，使得聲波傳播得更快；越深處的水壓強(qiáng)越大，音速越快；更高的鹽度也能加快聲音傳播。這就產(chǎn)生了一種分層：溫度、鹽度和壓強(qiáng)以不同方式結(jié)合，進(jìn)而影響聲音的傳播方式。

加拿大紐芬蘭紀(jì)念大學(xué)和意大利國(guó)家海洋與地球物理研究所（OGS）的生物聲學(xué)研究員愛麗絲·阿法塔蒂（Alice Affatati）表示：“海洋由不同的鹽度層和不同的溫度層組成，你可以把它們想象成還沒攪拌的沙拉醬里的油和醋。把鯨魚作為聲波源，其所處的方位就很重要了，它在不同深度層區(qū)發(fā)出相同聲音，聲音的傳播效果是不同的?！?/p>

阿法塔蒂和她OGS的同事基亞拉·斯卡尼（Chiara Scaini）近期發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于“不斷變化的海洋可能怎樣影響北大西洋露脊鯨聲景”的研究。他們使用關(guān)于溫、壓、鹽這三個(gè)變量的大量數(shù)據(jù)，找到了兩個(gè)變化熱點(diǎn)區(qū)域，一個(gè)位于格陵蘭海區(qū)域，另一個(gè)位于紐芬蘭附近。到2100年，變化熱點(diǎn)區(qū)域的水下平均音速可能增加1.5%以上，這將使鯨魚的叫聲傳播得更遠(yuǎn)，這將對(duì)物種交流方式產(chǎn)生未知的影響。

阿法塔蒂和斯卡尼希望其他科學(xué)家能使用相同框架來(lái)研究其他海洋生物所處的不斷變化的聲景，例如探究不同物種對(duì)相同變化的反應(yīng)。用斯卡尼的話說(shuō)，“聲景變化對(duì)海洋生物的影響是未知的，因?yàn)槠渲猩婕霸S多變量，不是我們能輕易建模的簡(jiǎn)單問(wèn)題”。

兩位研究人員認(rèn)為格陵蘭海成為聲景變化熱點(diǎn)區(qū)域絕非偶然。北極的升溫速度4倍于地球其他地區(qū)，這在很大程度上是因?yàn)殡S著冰川融化，海水顏色變深并吸收更多太陽(yáng)能。根據(jù)2016年的一篇論文，太平洋還向北極輸送了一條暖水“導(dǎo)聲管”，顯著改變了北極聲景。換言之，太平洋一直在向北極海洋生態(tài)系統(tǒng)注入聲音。

隨著北極冰層融化，增加的淡水降低了海水鹽度，同樣的情況也發(fā)生在南極洲——變暖的海水正侵蝕巨大冰川的底部。哈爾彭指出：“融冰給海洋加了一層水（而且可能是厚厚一層），它溫度更高，鹽度也更低，可以阻止聲音在它和它下方海水之間傳播，從而影響海洋生物的生存。”

海洋面對(duì)的噪音環(huán)境非常惡劣：巨大船只發(fā)出陣陣咆哮；石油鉆井平臺(tái)和其他基礎(chǔ)設(shè)施更是喧囂不斷；即便是地上的噪音，例如橋上汽車的轟鳴，也會(huì)傳到海里。哈爾彭表示：“水下充滿各種各樣的人為噪音，水上也傳播著噪音，噪音正破壞生物使用聲音作為工具的能力?！?/p>

為更好地了解不斷變化的聲景如何影響藍(lán)鯨，蒙特利灣水族館研究所（MBARI）的研究人員使用了水聽器——檢測(cè)壓力變化的水下傳聲器。根據(jù)MBARI生物海洋學(xué)家約翰·瑞恩（John Ryan）的說(shuō)法，一個(gè)水聽器每個(gè)月能提供2萬(wàn)億字節(jié)的數(shù)據(jù)。通過(guò)這些數(shù)據(jù)，他們不僅可以在任一時(shí)刻區(qū)分船只和鯨魚的聲音，還能辨別聲音來(lái)源。“然后我們可以去探究不同動(dòng)物如何應(yīng)對(duì)聲景的變化?！?/p>

海量水聽器數(shù)據(jù)幫助瑞恩和同事了解到聲音對(duì)魚類的重要性?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)，藍(lán)鯨會(huì)合作并互相交換聲音信號(hào)以尋找最佳覓食點(diǎn)。我們可以聽到藍(lán)鯨是于何時(shí)遷徙的，它們的遷徙時(shí)間每年都有很大差異。”當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力很高時(shí)，這些地球上最大的動(dòng)物會(huì)停留更長(zhǎng)時(shí)間，水聽器可以接收到它們“喋喋不休”的聲音輸出。

更好地理解鯨魚的活動(dòng)，才能更好地保護(hù)鯨魚。一個(gè)名為“鯨魚安全”（WS）的系統(tǒng)能借助水聽器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)鯨魚之聲，提示船只有鯨魚在附近出現(xiàn)，船只可以及時(shí)減速。此系統(tǒng)雖無(wú)法完全解決鯨、船相撞的問(wèn)題，但的確給了動(dòng)物更大的避險(xiǎn)空間。用瑞恩的話說(shuō)：“了解鯨魚的運(yùn)動(dòng)生態(tài)學(xué)，以及它們于何時(shí)、在何種情況下會(huì)更容易遭遇撞船之危，是一種支持它們恢復(fù)的策略?！?/p>

急劇變化的聲景令海洋動(dòng)物的生活變得更為復(fù)雜困難，但人類也可能利用自己對(duì)水下聲學(xué)的理解來(lái)更好地保護(hù)海洋動(dòng)物。如果科學(xué)家能識(shí)別出特別“敏感”的區(qū)域，我們或許可以制定相關(guān)規(guī)定，禁止船只涉足那些區(qū)域，或者至少要求它們慢速、安靜地通過(guò)那里。

水下充滿各種各樣的人為噪音，水上也傳播著噪音，噪音正破壞生物使用聲音作為工具的能力。

加利福尼亞海岸附近的MBARI水聽器之一。那條電纜回到岸邊，為研究人員提供對(duì)海洋聲音的實(shí)時(shí)記錄

資料來(lái)源 Wired