Шум от разработки морского дна потенциально опасен для 70 процентов глубоководных морских обитателей. Он маскирует звуки, которые важны организмам для размножения, питания и избегания хищников, а также нарушает их развитие и миграцию. К таким выводам пришли ученые после обзора почти 500 научных публикаций и филогенетического анализа морских организмов на предмет их уязвимости к шуму. Результаты опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.
Глубоководная добыча полезных ископаемых воздействует на морские экосистемы, поскольку подразумевает изъятие больших объемов донных отложений. Эти отложения содержат осевшее из водной толщи органическое вещество (так называемый «дождь трупов» — останки всех обитающих выше живых организмов). Поэтому с богатого органикой донного осадка по сути начинаются все детритные пищевые цепи в мировом океане. Вода во время такой разработки становится мутной от поднявшегося осадка, а также загрязняется побочными продуктами добычи и нефтепродуктами от работы оборудования, что приводит к потере местообитаний.
Однако помимо химического загрязнения вод в таких ситуациях присутствует и шумовое. Оно возникает из-за многолетней работы горнодобывающего оборудования на морском дне, отводных труб на различных глубинах и судов на морской поверхности. Ожидается, что шумовое загрязнение в районах добычи будет усиливаться, но его последствия остаются малоизученными.
Ученые под руководством Роба Уилльямса (Rob Williams) из некоммерческой организации Oceans Initiative исследовали, как шум от глубоководной добычи полезных ископаемых может отразиться на морских обитателях на примере зоны Кларион-Клиппертон. Это участок морского дна и водной толщи над двумя крупными разломами в нейтральных водах Тихого океана. На нем с разрешения Международного органа по морскому дну (структура ООН) 17 компаний ведут геологическую разведку для добычи полиметаллических руд, содержащих миллионы тонн марганца, кобальта, меди и никеля.
Авторы провели систематический обзор 498 научных статей, чтобы выявить местные биологические виды, чувствительные к шуму и использующие звук для коммуникации, и оценить для них физиологические и экологические последствия разработки дна. Оказалось, что релевантные публикации охватывают 35 процентов классов животных, населяющих Кларион-Клиппертон, то есть для 65 процентов таксономических групп воздействие шума остается неизученным. При этом более 70 процентов исследований было посвящено позвоночным животным — преимущественно млекопитающим и рыбам — игнорируя, например, моллюсков и иглокожих. Кроме того, исследования, как правило, воспроизводили условия краткосрочного интенсивного шума, тогда как глубоководная добыча предполагает непрерывный шум в течение нескольких десятилетий.
Эмпирические исследования (как в море, так и в лаборатории) обнаружили в эпипелагиали (верхние 200 метров) 16 биологических видов, уязвимых к шуму; в мезопелагиали (200-1000 метров) — четыре вида, в батипелагиали (1000-4000 метров) — два вида, а в абиссопелагиали (4000-7000 метров) — ни одного (но это не означает, что их там нет, просто до них пока физически не добрались авторы проведенных исследований). Среди последствий шума от глубоководной добычи полезных ископаемых для морских обитателей ученые назвали маскировку биологически важных звуков (нужных для коммуникации, поисков партнера и пищи, избегания хищников), изменения в кормовом и миграционном поведениях, снижение успеха оседания личинок (то есть перехода из плавучей планктонной фазы к прикрепленной донной стадии, как у кораллов и морских звезд), нарушение экспрессии белков и повреждение статоцистов — органов равновесия у беспозвоночных.
Чтобы охватить виды, которые пока не удалось исследовать экспериментально, авторы статьи провели филогенетический анализ, то есть предположили способность видов издавать звуки на основе наличия такой способности у близкородственных им видов. Этот подход показал, что общее количество чувствительных к звуку видов может достигать нескольких сотен: это 43 процента обитателей эпипелагиали, 32 процента видов мезопелагиали, 20 процентов обитателей батипелагиали и 70 процентов видов абиссопелагиали. Ученые отметили, что наиболее серьезные последствия затрагивают донные организмы, которые живут долго и растут медленно, и к тому же малочисленны: нарушение их среды обитания может привести к каскадному эффекту, когда из-за уязвимого звена нарушится устойчивость всей экосистемы.
Окружающей среде вредит не только глубоководная добыча полезных ископаемых, но и промышленный вылов рыбы с морского дна. Помимо очевидного ущерба морскому биоразнообразию, донное траление (то есть волочение крупных рыболовных сетей по дну) приводит к годовым выбросам до 370 миллионов тонн углекислого газа за счет взмучивания осадка и окисления органического вещества, а также к потере до трети биомассы макробентоса.