تضمنت الورقة تجميع وتلخيص نتائج أبحاث حوالي 10000 ورقة بحثية ومراجعات من تخصصات متعددة، بما في ذلك علم الأعصاب، وتطور السمع، والبيولوجيا البحرية، ودور الصوت في سلوك الحيوانات، وعلم المحيطات، ودراسات الخصائص الفيزيائية للمحيطات وتأثيرها على الصوتيات، وتأثيرات الصوت على الموائل والبيئة البحرية، والبيانات الضخمة، وتعّلم الآلة، وتصنيف وفك شفرات الصوت البحري، وهو "جهد هائل" يعتقد دوارتي أنه سيساعد صانعي القرار والسياسات على تطوير أجندة عمل تهدف لتحسين صحة المحيطات.

أصوات المحيطات

تفيد إحدى الافتراضات الشائعة أن المحيط عبارة عن بيئة صامتة، ويعزوا ذلك لحقيقة أن البشر لا يسمعون جيدًا تحت الماء، وتصف الورقة ثلاث فئات من أصوات المحيطات: الأصوات الحيوية (البيوفونية)، وهي مجموعة الأصوات التي تصدرها الكائنات البحرية، والاصوات البيئية (الجيوفونية)، وهي أصوات البيئة المادية مثل الرياح والأمطار والعواصف، والأصوات البشرية (الأنثروفونية)، وهي الأصوات الناشئة عن العمليات والتدخلات البشرية.

تكشف التسجيلات الصوتية باستخدام أجهزة متخصصة مثل الهايدروفون (المايكرفون المائي) أن البيئات الصحية للمحيطات مليئة بالأصوات البيولوجية، مثل نداءات الحيتان، وطقطقة الروبيان والاسماك وغيرها، كما تكشف لنا أيضًا عن وجود ضوضاء في المحيطات ناتجة عن الأنشطة البشرية، ويتضح لنا أن البيئات البحرية المتضررة تهيمن عليها الأصوات الجيوفونية والأنثروفونية فقط، وتقل أو تختفي تماماً فيها الأصوات الحيوية (البيوفونية).  

جدير بالذكر، أن الكائنات البحرية تدرك الفرق بين هذه الأصوات، على سبيل المثال، يمكن للثدييات والأسماك البحرية - حتى القشريات واللافقاريات التي تنجرف مع التيارات البحرية - أن تسمع الأصوات الطبيعية الواسعة للشعاب المرجانية، ثم تحدد ما إذا كانت أماكن جيدة للاستقرار، وبهذه الطريقة، تعمل البصمة الصوتية الطبيعية على توجيه اللافقاريات والأسماك للتجمع في الشعاب المرجانية السليمة.

كما أن لظاهرة تغيّر المناخ تأثير كبير على المشهد الصوتي للشعاب المرجانية والبيئات البحرية الأخرى، حيث وصفت دراسة سابقة أجراها مؤلفون مشاركون في هذا البحث كيف أدت ظاهرة ابيضاض المرجان العالمي الذي حدث بين عامي 2015 و2017 إلى انخفاض بمعدل أربعة أضعاف في المشهد الصوتي للحاجز المرجاني العظيم في أستراليا، وانخفاض البصمة الصوتية للكائنات البحرية إلى 25 ٪ عما كانت عليه قبل حدوث الابيضاض المرجاني.

يراقب العلماء جودة البيئات البحرية المختلفة من خلال رصد تنوع الأصوات الموجودة فيها – الحيوية والبيئية، والبشرية، حيث أن لكل بيئة بحرية بصمتها الصوتية الخاصة، من المياه العميقة في النرويج إلى المياه الضحلة في بليز، وتوفر هذه المعلومات مرجعاً اساسياً لتقييم التغيّرات بمرور الوقت والآثار البيئية المحتملة، بهدف الحفاظ على التنوع البيولوجي ومنع الأصوات التي ينتجها الإنسان من أن تصبح الأصوات السائدة في المحيط.

فنانة الصوتيات والمؤلف المشارك في الورقة جانا وندرين تقوم بتسجيل أصوات عجل البحر باستخدام الميكروفونات المائية في القطب الشمالي خلال إحدى الرحلات البحرية في عام 2016. المصدر: جانا وندرين.

الأسباب والآثار

تعتبر سفن الصيد وناقلات الشحن العملاقة السبب الرئيسي لضوضاء المحيطات، حيث تولد أصواتًا عالية ذات ترددات منخفضة يمكن سماعها على بعد كيلومترات من قبل العديد من الحيوانات البحرية المختلفة، وتعمل هذه السفن والناقلات على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع وعلى نطاق عالمي، وينتشر ضوضاءها عبر مختلف البيئات البحرية في المحيطات.

تتمتع الثدييات البحرية بحاسة سمع قوية وحساسة، حيث تستخدم الصوت للعثور على الغذاء، والتكاثر، وتجنب الحيوانات المفترسة، وهو أمر مهم بصورة خاصة للحيتان والدلافين التي تعتمد على الصوت بصورة أساسية في حياتها ومع الأسف، فإن الضوضاء التي تنتجها السفن تحيط بهذه الكائنات وتشوش على وظائفها.

أحد عجول البحر مستلقياً تحت أشعة الشمس فوق طوف جليدي في مياه القطب الشمالي قبالة سواحل ألاسكا. المصدر: جون جانسين/ NOAA

​

وتشير النتائج أن الحيتان أصبحت مضطرة لزيادة شدة الأصوات التي تطلقها للتعويض وتجاوز التشويش الصوتي الحاصل، ولكن الأمر لا ينطبق على بقية الأنواع الأخرى والتي يصعب عليها تغيير ترددات اصواتها. على سبيل المثال، لدى الدلافين نظام تواصل يعتمد على التصفير، وهي بمثالة شفرة ثابته تدل على أسمائها وتستخدمها للتواصل مع بعضها البعض وتنسيق أنشطتها الاجتماعية، ولا نعلم كيف ستتكيف هذه الكائنات البحرية وغيرها مع الضوضاء الحاصلة اليوم في المحيطات.

ومن التأثيرات الأخرى للضوضاء الناتج عن سفن وناقلات الشحن أنها تمنع الحيوانات البحرية من تحديد مواقع فريستها أو تجنب المناطق التي تحتوي على حيوانات مفترسة، حتى القوارب الصغيرة تؤدي إلى اضطراب بهذه الطريقة، خاصة بالنسبة لمجموعات الأسماك الصغيرة، ووفقًا للورقة، فإن هذه القوارب هي المصدر الأكثر شيوعًا للضوضاء في المحيط، وهي المسؤولة عن زيادة الضوضاء بنسبة 3 في المائة خلال الخمسين عامًا الماضية.

منظر تحت الماء لسمكة حوت حدباء مع عجلها. المصدر: NOAA

​

تُستخدم التجارب الزلزالية لرسم خريطة لقاع البحر، وعادة ما تستخدم لغرض التنقيب عن مكامن النفط والغاز، وتتم عبر إطلاق مدافع من الهواء المضغوط على عمق عدة كيلومترات تحت السطح، ويحدث عنها انفجارات مفاجئة وصاخبة ومستمرة، وتشير الدراسات إلى أنها تؤثر على حاسة السمع لدى الحيوانات البحرية بشكل مؤقت ودائم ، مما يؤدي إلى ضعف السمع أو التسبب في طنين في الأذنين مشابه للذي يحدث في أذن الانسان عند سماع الأصوات الحادة، الا أنه في بعض الأحيان قد تتسبب هذه الاصوات الناجمة عن هذه الانفجارات بنفوق بعض الحيوانات البحرية خصوصاً المحيطة بمكان التفجير.

يوضح كوستا قائلاً: "في بعض الحالات، قد لا تكون الضوضاء بحد ذاتها سيئة مثل عوامل الإجهاد البيئي الأخرى، ولكنها بلا شك ستؤثر سلباً على حياة الكائنات البحرية بشكل كبير في البيئات التي تعاني من قلة توفر الغذاء ، إذا تمكنا من تقليل الضوضاء وازالتها من قائمة العوامل المجهدة الأخرى التي تؤثر على الحيوانات البحرية، فإن ذلك سيمنحها فرصة أفضل للبقاء على قيد الحياة ".

المنصة البحرية للحفر، ميرسك جالانت، في بحر الشمال. المصدر: Maersk Drilling

​

حلول تقليل الضوضاء

توثق الورقة على نطاق واسع تأثيرات ضوضاء المحيطات، كما تسلط الضوء على الحلول الممكنة لتقليلها، والتي قال البروفيسور دوارتي إنه تم اختبار معظمها، وهي متوفرة، وتحقق مجموعة من الفوائد.

اقترحت الورقة اعتماد استراتيجيات لتخفيف الضوضاء تستهدف 15٪ من إجمالي عدد السفن التجارية وسفن الصيد التي تساهم بأكثر من نصف إجمالي ضوضاء المحيطات، وعلى الرغم من أن هذه الجهود لن تمنع جميع الضوضاء البشرية، الا أنها ستقلل منها ومن تأثيراتها اللاحقة.

تتمثل إحدى هذه الإستراتيجيات في بناء سفن بمواد مبتكرة تمتص الضغط الناتج عن تفاعل جسم السفينة مع الأمواج وبالتالي تخفف أو تمنع الضوضاء، وإحدى الطرق الأخرى هي عمل تعديل في تصميم السفن عبر تزويدها بتقنية نفاثة تقلل من الضوضاء والاهتزازات، واستشهد دوارتي بشركة ميرسك (Maersk)، وهي أكبر شركة لصيد الأسماك في العالم، لتركيبها مراوح للحد من الضوضاء في خمسة من أكبر سفن الصيد الخاصة بها، ونتيجة لذلك ، أصبحت سفن الشركة أكثر هدوءً وكفاءةً في استخدام الطاقة - وهو مكسب للجانبين يقلل من تكاليف النقل وكذلك انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.

ومن بين الطرق الأخرى المستخدمة لتقليل الضوضاء الناتجة عن أنشطة التجارب الزلزالية وعمليات الحفر والتنقيب تحت سطح البحر هو نظام حاجز الفقاعات الهوائية، الذي يعتمد على نشر فقاعات هوائية حول منطقة العمل لتشكل حاجزاً منخفض التردد يعمل على كتم الصوت، وتظهر الدراسات الأولية لهذه الطريقة نتائج إيجابية.

حاجز من الفقاعات الهوائية يحيط بمنصة النفط لتخفيف صوت عمليات حفر النفط. المصدر: Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International.

يتم استكشاف العديد من الطرق والاستراتيجيات الواعدة الأخرى لتقليل الضوضاء البشرية في المحيطات، وتتضمن إحدى الطرق البديلة للتجارب الزلزالية التي يوصي بها البروفيسور دوارتي هو استخدام أصوات الحيتان لبناء نماذج ثلاثية الأبعاد لهيكل قاع البحر، يقول: "بدلاً من الاختبارات الزلزالية الضارة والمكلفة، يمكننا العمل مع الحيتان".

يعد تنظيم مسارات سفن وناقلات الشحن، وإنشاء مناطق بحرية محمية يمنع فيها استخدام القوارب الصغيرة أمثلة على الاستراتيجيات التي يمكن أن تفرضها الحكومات والهيئات المسؤولة لتقليل التأثيرات المحلية والعالمية لضوضاء القوارب والسفن.

صحة المحيطات

يعتقد دوارتي - الذي يعمل عضو في لجنة رفيعة المستوى لاقتصاد المحيط المستدام، وهي هيئة من 14 دولة مكلفة من الأمم المتحدة لوضع جدول أعمال للأنشطة المستدامة للمحيطات- والمؤلفون المشاركون أن توقيت نشر ورقتهم البحثية مناسب جداً للدعوة لعقد المناقشات ودعم الجهود الدولية التي يمكنها وضع سياسات دعم صحة المحيطات، يقول دوارتي: "ينظر الاتحاد الأوروبي (EU) للمشهد الصوتي للمحيطات كعنصر أساسي في صحتها، ويعمل اليوم على جهود تنظيم ضوضاء المحيطات وتأثيرها على الثدييات البحرية والنظم البيئية، ونأمل أن تساهم الأدلة المقدمة في ورقتنا، مع إجراءات التخفيف المقترحة، في تشجيع الدول الأخرى على الاستجابة لهذه المشكلة".

جدير بالذكر، أن مؤتمر تغيّر المناخ السنوي (COP26)، سيكون منصة مهمة لتنظيم أعمال صحة المحيطات، حيث يوضح دوارتي أن المحيطات ستحتل مكانة بارزة في جداول أعمال المناخ بسبب زيادة الوعي حول عواقب تغيّر المناخ على صحة المحيطات، بما في ذلك تأثيره على المشهد الصوتي، والحاجة الملحة لتطوير استراتيجيات مستدامة لمعالجة هذه القضايا.

طالبة الدكتوراة في كاوست، ميشيل هافليك تُثبت سماعة صوتية بين الشعاب المرجانية في البحر الأحمر كجزء من دراسة التأثيرات الصوتية على الاصداف والمحار. المصدر: ميشيل هافليك / كاوست​

جدير بالذكر، أن مؤتمر تغيّر المناخ السنوي (COP26)، سيكون منصة مهمة لتنظيم أعمال صحة المحيطات، حيث يوضح دوارتي أن المحيطات ستحتل مكانة بارزة في جداول أعمال المناخ بسبب زيادة الوعي حول عواقب تغيّر المناخ على صحة المحيطات، بما في ذلك تأثيره على المشهد الصوتي، والحاجة الملحة لتطوير استراتيجيات مستدامة لمعالجة هذه القضايا.

تغييرات ملهمة

شاركت طالبة الدكتوراه في كاوست والمؤلفة المشاركة ميشيل هافليك، وهي طالبة في مجموعة البروفيسور دوارتي، في الفريق بقيادة المؤلف المشارك الدكتور هاري هاردينغ من جامعة إكسيتر والذي قام بجمع الأبحاث من أجل تأليف هذه الورقة، وقالت إنها كانت مهتمة بالأنماط الصوتية قبل أن تصبح طالبة في علم الأحياء البحرية، وتشعر بأنها محظوظة جداً لتضمينها في ورقة تبحث هذا المجال.

تقول هافليك: "فتحت هذه الورقة طيفًا من الأبحاث الفريدة عن أصوات المحيطات من جميع أنحاء العالم، وتنسيق مثل هذه الأبحاث على المستوى الدولي، وحتى الوطني، من شأنه التوعية بهذه المشكلات وتثقيف الناس بدور وتأثير الضوضاء البشرية على حياة الكائنات الحية."

​