Учёные из Института океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего смогли «услышать» последствия морской тепловой волны и даже экономические спады, анализируя звуки океана, записанные у побережья Южной Калифорнии за 15 лет.
Записи, собранные между 2008 и 2023 годами
Записи, собранные между 2008 и 2023 годами, позволили исследователям услышать, как киты перемещаются на север в ответ на морскую тепловую волну, начавшуюся в 2014 году, а также значительное снижение шума от контейнеровозов во время финансового кризиса 2008 года.
Результаты исследования
Результаты исследования, опубликованные в Journal of the Acoustical Society of America, показывают, что прослушивание океана может быть инструментом для мониторинга экосистем и даже экономической активности человека.
Звуки в океане
Звук распространяется в океане далеко и быстро. Громкие низкочастотные песни гигантских китов можно услышать на расстоянии до 1000 километров, а в морской воде звук распространяется примерно в четыре раза быстрее, чем в воздухе. Поэтому киты эволюционировали, используя свои голоса для общения под водой. К сожалению, человеческая деятельность, такая как глобальные грузоперевозки, также наполняет океаны шумом, который может затруднять общение китов.
Исследование
Исследователи, стоящие за этим исследованием, являются частью исследовательской группы по морской биоакустике Скриппса. Согласно соавтору исследования и постдокторанту Скриппса Натали Поздалжиан, «вопрос, который мы всегда задаём: что может рассказать нам звук о здоровье океана или о том, что происходит в океане».
В 2023 году авторы исследования углубились в записи, собранные шестью подводными микрофонами, установленными на морском дне у побережья Южной Калифорнии в 2008 году. С момента их установки эти микрофоны создали самую длинную акустическую временную серию на побережье Калифорнии.
Долгосрочные звуковые записи
Долгосрочные звуковые записи — это большая редкость и ценность в эпоху, когда изменение климата быстро меняет условия в океане. Для таких существ, как киты, которые проводят большую часть времени под водой, отслеживание их перемещений может быть сложной задачей, но звук предлагает широкое и экономически эффективное окно для изучения их деятельности.
Анализ звуков
Для анализа звуков, записанных в различных местах в Южной Калифорнии, команда выбрала четыре конкретных диапазона частот, которые соответствуют различным источникам звука в океане. Исследование проанализировало:
* 18–25 герц (Гц) для песен финвалов;
* 40–48 Гц для песен синих китов;
* 63 Гц для шума кораблей;
* 800 Гц для звуков, генерируемых ветром.
После того как они выделили эти частотные диапазоны, команда сравнила найденные закономерности с климатическими данными, информацией о движении судов, измерениями ветра и крупными экономическими событиями, чтобы выявить взаимосвязи между звуками океана и изменениями в окружающей среде.
Результаты
Исследование показало значительные изменения в поведении китов во время морской тепловой волны 2014–2016 годов, известной как «The Blob»: китовые крики уменьшились до 50% на южных участках, в то время как увеличились на северных участках вблизи более холодных вод Калифорнийского течения.
Уровень шума от кораблей снизился более чем на 40% во время финансового кризиса 2008–2009 годов и всё ещё не вернулся к уровню до рецессии к 2023 году. Записи даже зафиксировали ежедневные «часы пик» в океане, когда уровень шума от кораблей достигал пика в 3 часа утра и 14:00 по тихоокеанскому времени, когда суда прибывали в порты Лос-Анджелеса и Лонг-Бич и отправлялись из них.
Важность долгосрочного мониторинга
Исследование также подчёркивает важность долгосрочного мониторинга. «Если бы у нас были датчики в воде во время или после морской тепловой волны, мы не смогли бы установить базовый уровень того, как обычно звучит океан», — сказала Ванесса ЗоБелл, постдокторант Скриппса и ведущий автор исследования. «Этот базовый уровень создаёт основу для сравнения, и, видя, как всё меняется, мы можем найти способы выявления и защиты районов, которые могли бы служить убежищем для морских обитателей в будущем».
Рекомендации
ЗоБелл и Поздалжиан рекомендуют расширить акустический мониторинг в других регионах океана для отслеживания глобальных закономерностей перемещения морских обитателей в ответ на изменение климата. Удалённые места, которые труднее или дороже всего доступны или отслеживаются другими способами, могут особенно выиграть от пассивного характера сбора звука.
Авторы исследования также предложили судоходным компаниям и портам использовать данные о звуковых ландшафтах для измерения эффективности технологий снижения шума судов и программ снижения скорости, направленных на уменьшение шума в океане и случаев столкновения судов с китами.
«Можно узнать так много, просто слушая», — сказала ЗоБелл.
Предоставлено Университетом Калифорнии в Сан-Диего.