التلوث الضوضائي في المحيطات

الصوت كحياة: لماذا تعتبر الإيكولوجيا الصوتية مهمة

ينقل الماء الصوت أسرع بحوالي 4.5 مرة من الهواء وعلى مسافات أكبر بكثير. في المحيطات العميقة، تعمل ظاهرة تسمى قناة SOFAR (قناة تحديد الموضع والنطاق الصوتي) — طبقة من سرعة الصوت الدنيا على عمق حوالي 1000 متر — كدليل موجي صوتي طبيعي، مما يسمح للأصوات منخفضة التردد بالانتقال آلاف الكيلومترات بأقل قدر من التوهين. تستغل حيتان الزعانف هذه القناة، فتتواصل عبر أحواض المحيطات. تصدر حيتان الزعانف نداءات بتردد 20 هرتز كانت تصل في السابق من أيسلندا إلى جزر الأزور. تستخدم حيتان العنبر نقرات الصدى الصوتي المعقدة للصيد في الأعماق المظلمة. بالنسبة لهذه الحيوانات، لا يعد التواصل الصوتي وتحديد الموقع بالصدى مكملين للحواس الأخرى - بل هما أدوات بقاء رئيسية. وبالتالي فإن تعطيل البيئة الصوتية ليس مجرد إزعاج؛ بل هو هجوم على البنية التحتية البيولوجية للحياة البحرية.

جمعت مراجعة دوارتي لعام 2021 عقوداً من الأبحاث عبر الأنواع، وخلصت إلى أن التلوث الضوضائي يؤثر على الكائنات الحية عبر مملكة الحيوان بأكملها في المحيط، من العوالق الحيوانية إلى الحيتان الكبيرة [1]. حددت المراجعة ثلاث آليات رئيسية للضرر: الإصابة الفسيولوجية المباشرة (تغيرات مؤقتة أو دائمة في عتبة السمع)، والحجب (تداخل الضوضاء مع الإشارات المهمة بيولوجياً، مما يمنع استقبالها)، واضطراب السلوك (تغير الحيوانات لأنماط البحث عن الطعام، والهجرة، والتكاثر، أو التواصل استجابة للضوضاء). يمكن لجميع المسارات الثلاثة أن تقلل من فرص البقاء على قيد الحياة والنجاح الإنجابي، مع تأثيرات متتالية على ديناميات السكان.

الشحن التجاري: المصدر الرئيسي للنطاق العريض

أكثر من 90% من التجارة العالمية تتحرك عن طريق البحر، على متن ما يقدر بنحو 90,000 سفينة تجارية في البحر في أي لحظة. تولد هذه السفن ضوضاء عريضة النطاق مستمرة تهيمن عليها الترددات بين 10 و 1,000 هرتز – وهو بالضبط النطاق الذي تستخدمه الحيتان البالينية للتواصل لمسافات طويلة. حلل تحليل صوتي حديث للسفن التجارية الحديثة في عام 2012، بواسطة ماكينا وزملاؤه في معهد سكريبس لعلوم المحيطات، مستويات المصدر وحدد ظاهرة التجويف في المروحة – وهي تكوين وانهيار فقاعات البخار عند أطراف شفرات المروحة – كآلية الضوضاء المهيمنة، يليها اهتزاز الآلات المنقول عبر الهيكل [7]. السفن الحاوية وناقلات البضائع السائبة من بين أعلى السفن صوتاً لكل وحدة، بينما يمكن أن تكون السفن الأبطأ أو المصممة بشكل أفضل أكثر هدوءًا بشكل كبير.

تشير تقديرات من شبكات مراقبة الصوت تحت الماء إلى أن مستوى الضوضاء المحيطة منخفضة التردد في ممرات الشحن الرئيسية قد زاد بنحو 15 ديسيبل – ما يعادل حوالي 32 ضعفاً في الضغط – منذ خمسينيات القرن الماضي، بالتزامن مع النمو الهائل للتجارة العالمية. كشفت دراسة أجريت عام 2017 في مجلة *حدود علوم البحار* عن أطياف مصادر السفن في بحر البلطيق على فترات تسجيل طويلة، مؤكدة أن حتى البحار الإقليمية شبه المغلقة ذات حركة المرور المعتدلة تشهد ارتفاعاً مستمراً في مستويات الضوضاء [2]. والنتائج المترتبة على الأنواع التي تعتمد على الاتصالات منخفضة التردد – مثل حيتان الزعانف وحيتان الهامش والحيتان الصحيحة – عميقة: فقد يكون نطاق اتصالها الفعال قد تقلص بمقدار عشرة أضعاف.

الحجب وانهيار الاتصال

يحدث الإخفاء الصوتي عندما يتداخل مصدر ضوضاء في التردد والوقت مع إشارة مهمة بيولوجياً، مما يقلل من إمكانية اكتشافها. بالنسبة للحيتان الصائبة في شمال الأطلسي - وهي من أكثر الثدييات الكبيرة المهددة بالانقراض على وجه الأرض، ويبلغ عددها أقل من 360 فرداً - فإن ضوضاء الشحن في نطاق التردد المنخفض تحجب بشكل مباشر نداءات الاتصال التي تستخدمها للتواصل بين الأم والصغار. أظهرت دراسة أجراها رولاند وزملاؤه باستخدام كواشف النداء التلقائية أن الحيتان الصائبة في المناطق ذات حركة الشحن المنخفضة (خلال إغلاق الموانئ بعد 11 سبتمبر) أظهرت مستويات أقل بكثير من هرمونات التوتر، مما يوفر أقوى الأدلة السببية على أن ضوضاء السفن المزمنة تنتج ضرراً فسيولوجياً قابلاً للقياس [8]. لقد أظهرت بعض أنواع الحيتانيات مرونة ملحوظة، حيث غيرت تردد أو توقيت النداء لتجنب التداخل - ولكن مثل هذه التغييرات تحمل تكاليف طاقوية وقد لا تكون تعويضاً كافياً.

المسوحات الزلزالية: ضوضاء الاندفاع عبر أحواض المحيطات

تُستخدم المسوحات الزلزالية بالمدفع الهوائي من قبل صناعة النفط والغاز لرسم خرائط جيولوجيا ما تحت سطح البحر. يتم سحب مجموعات من المدافع الهوائية الهوائية خلف السفن، ويتم إطلاق نبضات هواء مضغوط كل 10-15 ثانية لأيام أو أسابيع. يولد كل نبضة صوتًا اندفاعيًا بمستويات قصوى تتجاوز 250 ديسيبل (مقارنة بـ 1 ميكروباسكال عند 1 متر)، ويمكن اكتشافه على بعد آلاف الكيلومترات من المصدر. قامت دراسة عام 2018 نُشرت في *نشرة التلوث البحري* بفحص المساهمة الصوتية التراكمية للعديد من المسوحات الزلزالية المتزامنة في خليج بافن، جرينلاند، ووجدت أن الحوض بأكمله تعرض لمستويات ضوضاء مرتفعة طوال موسم المسوحات، مع آثار محتملة على الحيتان مقوّسة الرأس والوعل البحري التي تستخدم المنطقة [3].

وجدت مراجعة منهجية للأدبيات المتعلقة بآثار المسوحات الزلزالية البحرية على الحيوانات حرة الطليق، والتي نُشرت في *مجلة Frontiers in Marine Science* عام 2023، أدلة متسقة على اضطراب سلوكي عبر الأسماك والثدييات البحرية والسلاحف البحرية ضمن نطاق عشرات إلى مئات الكيلومترات من سفن المسح [4]. شملت الآثار تحولات مؤقتة ودائمة في عتبة السمع، وتغيرات في السلوك الصوتي، وتجنب مناطق التغذية والتكاثر، وتغيرات في أنماط الغوص. وثقت دراسة تعرض محكم على حيتان النروال في شرق غرينلاند استجابات هروب دراماتيكية – سباحة سريعة مستمرة وغوص عميق – استمرت لساعات بعد التعرض، مما يمثل تكلفة طاقوية كبيرة للحيوانات التي تدير متطلبات الفصول القطبية [5].

السونار والجنح الجماعية: رابط موثق

أوضح دليل وأكثر إزعاجاً على الضرر الصوتي للثدييات البحرية يأتي من الارتباط بين سونار النشط المتوسط التردد (MFAS) العسكري وحالات الجنوح الجماعي للحيتان المنقارية. منذ ستينيات القرن الماضي، حدثت العديد من حالات جنوح الحيتان المنقارية متعددة الأنواع أثناء أو بعد وقت قصير من المناورات البحرية التي تشمل MFAS. تشير العلامات المرضية — النزيف في رواسب الدهون الصوتية وحول الأذنين، الانسداد الغازي النيتروجيني في الأنسجة المتوافقة مع إصابات تشبه تخفيف الضغط — إلى سلسلة سلوكية تصعد فيها الحيتان بسرعة لتجنب التعرض لسونار مكثف، مما يؤدي إلى ضرر فسيولوجي مشابه لمرض فك الضغط. تعد جزر الكناري (2002)، جزر البهاما (2000)، وجزيرة كيباريسا اليونانية (1996) من أفضل الأحداث الموثقة. وقد ارتبطت الاتفاقيات البحرية اللاحقة لتجنب المناورات بالقرب من موائل الحيتان المنقارية بانخفاض معدلات الجنوح في بعض المناطق المتأثرة.

الأسماك واللافقاريات: خسائر بيولوجية أوسع

تحظى الثدييات الفقارية بأكبر قدر من الاهتمام العلمي والعام، ولكن الأسماك واللافقاريات أكثر عدداً بكثير وأكثر أهمية بيئياً في شبكات الغذاء البحرية. تعتمد الأسماك على الصوت في تجمعات التزاوج، واكتشاف الحيوانات المفترسة، والدفاع عن الأقاليم. تنتج العديد من الأنواع، بما في ذلك سمك القد الأطلسي، والباكالوروس الأوروبي، والعديد من أسماك الشعاب المرجانية، وتكتشف الأصوات في نطاق التردد الأكثر تلوثاً بضوضاء الشحن والبناء. وصف سلابيكورن وزملاؤه هذا بـ 'ربيع صاخب'، موثقين كيف تعيق الضوضاء البشرية المنشأ البيئة الصوتية للأسماك عبر الأنواع والمواقع الجغرافية [10]. لقد وثقت الدراسات المعملية والميدانية اضطراب التفاعلات بين المفترس والفريسة، وتقليل نجاح استقرار اليرقات على الشعاب المرجانية بالقرب من المناطق الصاخبة، وضعف سلوك التجمع. تستخدم الرخويات الرأسية — الحبار والأخطبوط — الكيسات السمعية لاكتشاف حركة الجسيمات منخفضة التردد، وقد ثبت أنها تعاني من تلف الكيسات السمعية بسبب التعرض للمدافع الهوائية الزلزالية. وخلصت مراجعة دوارت إلى أن العواقب البيئية للتلوث الضوضائي تتجاوز على الأرجح الحيوانات الكبيرة الجذابة التي تهيمن على اهتمام البحث [1].

الأطر التنظيمية: التقدم والثغرات المستمرة

عالجت المنظمة البحرية الدولية (IMO) الضوضاء تحت الماء لأول مرة في عام 2014 بتبني MEPC.1/Circ.833، وهي إرشادات غير ملزمة توصي مصممي ومشغلي السفن بمراعاة تقليل الضوضاء من خلال تحسين المروحة، وتصميم شكل الهيكل، وعزل اهتزازات الآلات، وتدابير تشغيلية مثل تقليل السرعة [6]. تم تعديل هذه الإرشادات وتعزيزها في عام 2024 تحت اسم MEPC.1/Circ.906/Rev.1، مما يعكس عقداً من البحث المتراكم والتقدم التكنولوجي. ومع ذلك، فإن الطبيعة غير الملزمة لإرشادات المنظمة البحرية الدولية تعني أن الامتثال طوعي، وقد كان التزام مالكي السفن غير متساوٍ. يعتبر تقليل السرعة من أكثر التدخلات المتاحة على الفور والفعالة من حيث التكلفة: فتقليل سرعة السفينة بنسبة 10% يقلل الضوضاء المشعة بنحو 2-4 ديسيبل واستهلاك الوقود بحوالي 19%، مما يوفر في الوقت نفسه فوائد تقليل الضوضاء والانبعاثات.

توجد الآن في عدة ممرات شحن رئيسية مناطق طوعية لخفض السرعة خلال فترات النشاط العالي للحيتان، وأبرزها في محمية ستيلواجن بانك البحرية الوطنية وبحر ساليش. يمكن لتطورات تصميم المروحة، بما في ذلك انحراف الشفرة وهندسة الأطراف المحسنة، أن تقلل من ضوضاء التجويف عند المصدر بعدة ديسيبلات. خلصت مراجعة ويلغارت الشاملة لعام 2007 لتأثيرات الضوضاء البشرية المنشأ في المحيطات على الحيتانيات إلى أن مجموعة من التدخلات التكنولوجية والتشغيلية المتاحة وأن الحاجز الرئيسي لم يكن القدرة التقنية بل الإرادة التنظيمية والحافز الاقتصادي [9].

أزمة قابلة للتعافي

على عكس العديد من أشكال التلوث البحري، فإن الضوضاء ليست دائمة. عندما تمر سفينة، تتلاشى ضوضائها في غضون دقائق على مسافة. عندما تنتهي المسوحات الزلزالية، تتوقف الضوضاء الاندفاعية. وهذا يعني أنه على عكس الملوثات الكيميائية التي تتراكم في الرواسب والأنسجة لعقود، فإن البيئة الصوتية لديها القدرة على التعافي السريع إذا تم تقليل مصادر الضوضاء. سلط دوارتي وزملاؤه الضوء على هذه القابلية للانعكاس كميزة حاسمة لتلوث الضوضاء في المحيطات – وسبب للتفاؤل الحذر [1]. قدمت التخفيضات في الشحن العالمي خلال جائحة كوفيد-19 تجربة طبيعية: في غضون أسابيع من انخفاض حركة المرور بنسبة 20% تقريباً، انخفضت مستويات الضوضاء تحت الماء بشكل ملحوظ في مناطق محيطية متعددة، ووسعت بعض أنواع الحيتانيات نطاقاتها الصوتية لتتوافق مع المعايير التاريخية.

على عكس التلوث الكيميائي، التلوث الضوضائي في المحيطات قابل للانعكاس. قلل المصدر، ويبدأ المحيط في التعافي في غضون أيام.

— دوارتي وآخرون، ساينس، 2021 (الرقم التعريفي الرقمي: 10.1126/science.aba4658)

مستقبل المحيط الصوتي ليس محددًا سلفًا. إنه يعتمد على الخيارات التكنولوجية التي يتخذها بناة السفن، والقرارات التنظيمية التي تتخذها المنظمة البحرية الدولية والحكومات الوطنية، والخيارات التشغيلية لشركات الشحن ومستكشفي النفط، واستعداد الدول الساحلية لفرض قيود ضوضاء في مناطقها الاقتصادية الخالصة. القضية العلمية للعمل قوية الآن. أدوات التخفيف موجودة والعديد منها محايد التكلفة أو إيجابي التكلفة. الفجوة المتبقية ليست معرفة بل إرادة سياسية.