為海洋降噪

胡雯雯

當颶風逼近，尼莫船長被迫駕駛著“鸚鵡螺號”潛到海面下方45米時，《海底兩萬里》的主角阿隆納斯教授被海底世界震撼了：“再也聽不到海浪的咆哮聲，多么寧靜，多么平和，多么不可思議啊！”

但那是1870年的事了。

如今，當潛水愛好者和海洋專家潛入深海某處時，也許感受到的會是鬧市區一樣的喧嘩。人類活動給海洋帶來的，不光是物質污染，也包括越來越多的噪音污染。軍艦進行操演時發出的噪音，石油開采時使用的空氣炮，商船貨輪來往時嗚嗚的汽笛聲，無時無刻不在海洋內外回響。

失聰的海洋動物

盡管海洋自己的活動也產生著各種聲音，但令海洋學家們擔心的是，更為強烈持久的人為噪音，正讓許多海洋生物，特別是哺乳類動物（如鯨魚、海豚等）深受其害。它們長久以來依賴著各種聲波來導航、覓食、溝通，如今卻像被挖去了眼睛，捆住了手腳。

紐約“自然資源保護委員會”（NRCB）的高級政策分析員邁克爾·賈斯尼就是一位海洋噪音反對者。他曾經控告過美國海軍，認為他們的噪音嚴重威脅著海洋哺乳動物的生存，需要盡快降低這種污染。

但是，降到多低呢？這種污染到底有多嚴重？對土壤、大氣和水體的污染，科學家們都作出過細致明確的描繪，但對于海洋噪音，始終鮮有人涉獵。直到2011年，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）召集了一個工作組，開始為美國領海附近的海洋噪音進行探測和繪圖。

“這個項目簡稱Sound Map，目的是從時間、空間和光譜特性上對海洋的人造噪音進行記錄，并繪制成有史以來第一幅大型聲音地圖。這樣才能對人造噪音的特性有更好的認識，找出降低污染的方法。我們已經把初步的結果放到了NOAA的官網上，任何感興趣的人都可以下載。”

海洋生物學家雷拉·海弛教授是項目的兩位帶頭人之一。在她看來，這可是一項野心勃勃的計劃，要知道，海洋覆蓋著地球70%的表面積，從來沒有人系統地做過這種測繪。但是，一旦地圖成形，任何人都能一眼看出海洋噪音污染的嚴重性，也能幫助相關組織盡快采取措施。

其實，根據海洋哺乳動物和瀕危物種保護法，美國已經對海洋活動的聲音制定過規則，但軍事組織承擔的責任一向是被豁免的。國際海事組織也制定過關于聲音污染的標準，但對于商業船只來說，它們大部分都在國際公海上活動，除非制裁的機構背景足夠強大，不然對它們也無可奈何。

“人們現在只能采取非強制性的措施，”邁克爾·巴提里安是波士頓一家噪音控制工程公司的高級主管，他的公司專門從事船只降噪減震的改造。“但在目前來說，噪音污染的數目不再增加就不錯了。”

陽光打在海面上，能穿透的水深一般不超過兩百米，而聲波能在海水中傳送的范圍卻是幾百上千公里。海洋哺乳動物在長期的進化中，已經鍛煉出了敏銳的聽覺。就拿鯨魚和海豚為例，他們的頭部是由迷宮般的共鳴室組成的，它們能發出大量復雜的聲波進行交流，同時用聲波的感知探測補償了可憐的視力所不能實現的功能。但在近年來的研究中，許多海洋生物學家發現，這些哺乳動物發出的聲音減少了，這跟它們覓食和哺乳活動的減少是緊密相聯的。

“一艘貨輪發出的噪聲可以媲美一架噴射機，而海洋石油勘探時使用的高壓空氣槍的聲音更為巨大。人們用這些直穿海底的聲音來探測海床下埋藏的資源，卻沒想到自己為大自然和諧的聲部增添了一組刺耳的音符。”邁克爾·巴提里安說。

在他看來更糟糕的是，美國海軍在操練時發出的噪聲，追捕敵人潛水艇時發出的爆炸聲，每次會導致幾百頭海洋動物永久失去聽覺，幾千頭暫時性失聰。“總的來說，每年由此受傷的海洋動物超過25萬。”

繪制海洋噪音圖

在繪制海洋噪音地圖時，考慮到噪音有周期性和季節性的變化，研究者們不但記錄了實時噪音的高低峰值，也將全年的波度平均起來，以得出更持久和宏觀性的結果。

比如，研究人員為北大西洋繪制的噪音地圖就超過了兩打。將它們統一歸納后，得出的匯總圖分別用紅色、橙色、黃色、綠色和藍色，將每個區域全年噪音污染的嚴重性進行了標示，藍色的最低，代表40分貝及以下，紅色則是噪音高達115分貝的區域。

我們可以看出，大西洋上層海水中大部分區域都是橙色的，一旦下降到海水深度一公里以下，就出現了許多藍色區域。而大西洋中脊（一條橫跨海底中央的山脈）也對噪音的隔斷有了很明顯的幫助。“可惜的是，大部分哺乳動物的活動范圍是淺海區，也就是橙色區域。”

“但匯總圖不能說明噪音污染的最高峰。如果你用水中聽音器在一米距離內測試的話，會發現一把海洋地震勘探槍的聲音是250分貝，一艘運油輪發出的噪音是200分貝，而拖駁船發出的是170分貝的聲音。”巴提里安用自己的研究舉例。在地面上，除夕夜爆竹齊響的聲音大概是100分貝，如果人類在100-120分貝的環境中待一小時，會暫時性失聰。

其實在全世界，已經有許多商船和研究用船開始進行消音改造。有趣的是，與其說這是出于對環境和動物的關注，不如說是出于人類自身的需要。因為專家們發現，海洋噪音本身也影響了他們自己的科研探索。

目前采用的船只降噪手段，一種是改造螺旋推進器。在高速流動的水流和變化的壓力中，與水流接觸的金屬表面往往會產生密密麻麻的洞穴，進而發生腐蝕和破壞。這種被稱為穴蝕的現象，很容易在船只的螺旋推進器上看到。“當推進器旋轉時，螺旋葉片上產生的無數空隙和氣泡會猛地壓爆，產生非常大的噪聲。而通過精確的設計和改造，工程師們完全可以減輕這種現象。”

另外也可以從船體本身做文章。比如在噪音最大的艙室中加裝隔音壁，在馬達、氣泵、空氣壓縮機等設備上加裝減震器。

對于船只降噪手段，馬提里安在專業刊物上發表過大量文章。他發現，在政府和機場附近居民的壓力下，航空業的降噪研究已經取得了許多成果，這些降噪手段跟船舶降噪方法是異曲同工的，許多都可以借鑒過來。

但是，船舶的降噪歷程可能要比飛機拖得更久。一個很實際的問題就是，一架商用飛機最多能用十幾二十年，而一艘船的壽命是30-50年，要等上一批船全部淘汰，換成更安靜的新型船只，會是一件很考驗耐心的事。但是，他仍對未來充滿期待。“我們所需要的技術已經在那兒了，我相信這一天總會到來的。”