เสียงใต้น้ำ: เสียงเดินทางและส่งผลต่อชีวิตใต้ทะเลอย่างไร

มหาสมุทรอันกว้างใหญ่ไม่ได้เงียบงันอย่างที่ใครจะจินตนาการได้ ตั้งแต่เสียงเพลงของวาฬหลังค่อมไปจนถึงเสียงแผ่นดินไหวใต้น้ำที่ห่างไกล โลกใต้ทะเลคือเสียงซิมโฟนีแห่งเสียง เสียงใต้น้ำเป็นการศึกษาเสียงในทะเล เจาะลึกถึงความซับซ้อนของวิธีที่เสียงเหล่านี้เดินทางและมีปฏิสัมพันธ์ภายในส่วนลึกของมหาสมุทร นอกเหนือจากการทำความเข้าใจท่วงทำนองของชีวิตใต้ท้องทะเลแล้ว สาขานี้ยังมีความสำคัญในการทำความเข้าใจผลกระทบของเสียงที่มนุษย์สร้างขึ้นต่อระบบนิเวศทางน้ำ

ฟิสิกส์ของเสียงใต้น้ำ

แกนกลางของเสียงคือคลื่นความดันที่เคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง ไม่ว่าจะเป็นอากาศ น้ำ หรือวัตถุที่เป็นของแข็ง อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติของน้ำ—ความหนาแน่นและไม่สามารถอัดตัวได้—ทำให้น้ำเป็นสื่อเฉพาะสำหรับการแพร่กระจายเสียง

การแพร่กระจายของคลื่นเสียง

ในน้ำ เสียงเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 1,500 เมตรต่อวินาที ซึ่งเร็วกว่าอากาศเกือบห้าเท่า ความเร็วนี้ไม่คงที่และอาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ:

• อุณหภูมิ: น้ำเย็นมีความหนาแน่นมากกว่า ทำให้เสียงเดินทางช้าลงเมื่อเทียบกับน้ำอุ่น
• ความเค็ม: ปริมาณเกลือที่สูงขึ้นสามารถเพิ่มความเร็วของเสียงได้เล็กน้อย
• ความดัน: ด้วยความลึก ความดันจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความเร็วเสียงเร็วขึ้น

การสะท้อนและการหักเหของแสง

เมื่อคลื่นเสียงพบกับขอบเขต เช่น พื้นผิวทะเลหรือพื้นทะเล พวกมันสามารถสะท้อนกลับหรือหักเห (โค้งงอ) ตามมุมตกกระทบ นอกจากนี้ ชั้นของอุณหภูมิหรือความเค็มที่แตกต่างกัน ที่เรียกว่าเทอร์โมไคลน์หรือฮาโลไคลน์ ก็สามารถทำให้เกิดการหักเหของเสียงได้เช่นกัน ปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งประการหนึ่งคือช่อง SOFAR (Sound Fixing and Ranging) ซึ่งเป็นชั้นน้ำแนวนอนในมหาสมุทรลึกซึ่งมีความเร็วของเสียงน้อยที่สุด ช่องนี้ทำหน้าที่เป็นท่อนำคลื่น ช่วยให้เสียงความถี่ต่ำเดินทางได้ไกลมากโดยสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด

การลดทอนและการดูดซึม

เมื่อคลื่นเสียงเดินทางผ่านมหาสมุทร พวกมันไม่ได้กักเก็บพลังงานทั้งหมดไว้ พวกมันถูกลดทอนลง ความเข้มลดลงเนื่องจากการกระเจิงและการดูดกลืน เสียงความถี่ที่สูงกว่าจะเบาลงเร็วกว่าความถี่ที่ต่ำกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเพลงของปลาวาฬขนาดใหญ่ซึ่งมีความถี่ต่ำจึงสามารถเดินทางข้ามแอ่งมหาสมุทรทั้งหมดได้

แหล่งกำเนิดเสียงในมหาสมุทร

แหล่งธรรมชาติ

มหาสมุทรมีชีวิตชีวาด้วยเสียงธรรมชาติมากมาย สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเล เช่น ปลาวาฬ และโลมา สื่อสารโดยใช้เสียงร้องที่หลากหลาย เพลงเหล่านี้อาจเป็นเพลงที่มีช่วงเสียงครางความถี่ต่ำไปจนถึงการคลิกความถี่สูง นอกเหนือจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแล้ว ปลาหลายชนิดยังส่งเสียงสำหรับการผสมพันธุ์ การแสดงอาณาเขต หรือเป็นสัญญาณขอความช่วยเหลือ เสียงจากสิ่งแวดล้อมยังส่งผลต่อภาพเสียงของมหาสมุทรด้วย คลื่นที่ซัดสาด เสียงฝนที่กระทบผิวน้ำ และเสียงแผ่นดินไหวใต้น้ำที่สั่นสะเทือน ล้วนมีบทบาทในการแสดงซิมโฟนีแห่งท้องทะเล

แหล่งที่มาของมนุษย์ (ที่มนุษย์สร้างขึ้น)

เมื่อการสำรวจและการใช้ประโยชน์จากมหาสมุทรของมนุษย์เพิ่มมากขึ้น เสียงขรมของเสียงมนุษย์ก็ดังขึ้นเช่นกัน เสียงเครื่องยนต์ของเรือที่ดังอย่างต่อเนื่อง เสียงที่ดังเป็นจังหวะของการขุดเจาะใต้น้ำ และเสียงปิงอันแหลมคมของระบบโซนาร์ที่ทำให้เกิดเสียงรบกวนนี้ กิจกรรมต่างๆ เช่น การก่อสร้างใต้น้ำ การขุดใต้ทะเลลึก และแม้แต่การระเบิดเป็นครั้งคราว ก็เพิ่มเข้ามาในบริเวณนี้ เสียงเหล่านี้ซึ่งมักจะดังกว่าและแพร่หลายมากกว่าเสียงธรรมชาติ กลายเป็นประเด็นสำคัญสำหรับนักอนุรักษ์ทางทะเล

ผลกระทบของเสียงต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเล

สำหรับสิ่งมีชีวิต เช่น ปลาวาฬและโลมา ซึ่งอาศัยเสียงอย่างมากในการสื่อสาร การนำทาง และการล่าสัตว์ เสียงที่รบกวนจากมนุษย์สามารถรบกวนได้ มีบันทึกกรณีที่เสียงจากเรือและระบบโซนาร์รบกวนเสียงเพลงของวาฬ ซึ่งอาจส่งผลต่อรูปแบบการผสมพันธุ์และการอพยพ นอกจากนี้ เสียงใต้น้ำที่รุนแรง เช่น เสียงจากการสำรวจแผ่นดินไหว ยังเชื่อมโยงกับการเกยตื้นของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลบางชนิด

ปลาและสัตว์ทะเลอื่น ๆ

ปลาก็ได้รับผลกระทบจากเสียงใต้น้ำเช่นกัน การศึกษาแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม การสื่อสาร และแม้แต่สุขภาพกายของปลาที่สัมผัสกับเสียงที่ดังเป็นเวลานานหรือรุนแรง ตัวอย่างเช่น เสียงจากการจราจรทางเรืออาจรบกวนการผสมพันธุ์ของปลาบางชนิด ซึ่งส่งผลต่อความสำเร็จในการสืบพันธุ์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น ปลาหมึกและสัตว์จำพวกครัสเตเชียน ก็ไม่มีภูมิคุ้มกันเช่นกัน มีหลักฐานปรากฏว่าพวกมันอาจได้รับผลกระทบจากมลภาวะทางเสียง ส่งผลต่อพฤติกรรมของพวกมัน และอาจรวมถึงความสามารถในการหลบเลี่ยงผู้ล่าด้วย

ผลกระทบต่อระบบนิเวศในระยะยาว

การมีเสียงดังเรื้อรังอาจส่งผลเสียต่อระบบนิเวศในระยะยาว ถิ่นที่อยู่อาศัยอาจถูกละทิ้ง นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในการกระจายพันธุ์ พลวัตของเหยื่อนักล่าสามารถเปลี่ยนแปลงได้ โดยบางชนิดได้เปรียบเนื่องจากมีการปกปิดเสียง เมื่อเวลาผ่านไป การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถนำไปสู่การลดความหลากหลายทางชีวภาพและโครงสร้างระบบนิเวศที่เปลี่ยนแปลงไป

การบรรเทาผลกระทบจากเสียงรบกวนใต้น้ำ

เทคโนโลยีลดเสียงรบกวน

เพื่อตอบสนองต่อความกังวลที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับมลพิษทางเสียง เทคโนโลยีการลดเสียงรบกวนจึงมีความก้าวหน้า เรือสมัยใหม่ได้รับการออกแบบให้มีเครื่องยนต์และใบพัดที่เงียบกว่า เทคนิคต่างๆ เช่น ม่านบับเบิ้ลซึ่งปล่อยผนังฟองเพื่อลดเสียง ถูกนำมาใช้ในระหว่างการก่อสร้างใต้น้ำเพื่อลดการแพร่กระจายของเสียงรบกวน

พื้นที่คุ้มครองทางทะเล (MPAs)

การกำหนดพื้นที่ที่กิจกรรมของมนุษย์มีจำกัดสามารถเป็นเขตรักษาพันธุ์สัตว์ทะเลได้ ใน MPA เหล่านี้ สามารถกำหนดข้อจำกัดเกี่ยวกับกิจกรรมที่ทราบว่าก่อให้เกิดเสียงรบกวนอย่างมาก ซึ่งเป็นการผ่อนปรนสำหรับสายพันธุ์ที่ละเอียดอ่อน

กฎระเบียบและแนวปฏิบัติ

หน่วยงานระหว่างประเทศตระหนักถึงภัยคุกคามของมลภาวะทางเสียงและได้กำหนดแนวทางในการบรรเทาผลกระทบ ตัวอย่างเช่น องค์การทางทะเลระหว่างประเทศ มีแนวปฏิบัติเกี่ยวกับระดับเสียงของเรือ ในทำนองเดียวกัน อนุสัญญาเช่นพระราชบัญญัติคุ้มครองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลในสหรัฐอเมริกาควบคุมกิจกรรมที่อาจเป็นอันตรายต่อสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเล รวมถึงกิจกรรมที่ส่งเสียงดังรุนแรง

ภูมิทัศน์เสียงของมหาสมุทรเป็นความสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างเสียงธรรมชาติและเสียงที่มนุษย์สร้างขึ้น ในขณะที่เราสำรวจและใช้ประโยชน์จากมหาสมุทรอย่างต่อเนื่อง จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเข้าใจและเคารพความสมดุลนี้ เพื่อให้แน่ใจว่ากิจกรรมของเราจะไม่กลบเสียงเพลงของท้องทะเล

กลยุทธ์การปรับตัวสำหรับอนาคต

เนื่องจากความท้าทายของมลพิษทางเสียงใต้น้ำมีการพัฒนามากขึ้น กลยุทธ์ของเราในการแก้ไขปัญหาเหล่านั้นจึงต้องเปลี่ยนแปลงไปเช่นกัน ธรรมชาติแบบไดนามิกของสภาพแวดล้อมทางทะเลจำเป็นต้องอาศัยโซลูชันแบบปรับตัวที่สามารถรองรับภูมิทัศน์ทางเสียงของมหาสมุทรที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

ระบบตรวจสอบแบบเรียลไทม์

ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี ระบบตรวจสอบแบบเรียลไทม์สามารถนำไปใช้เพื่อประเมินระดับเสียงรบกวนในพื้นที่ทางทะเลที่มีความละเอียดอ่อนได้อย่างต่อเนื่อง ระบบเหล่านี้สามารถให้ข้อเสนอแนะได้ทันที ช่วยให้สามารถเข้าแทรกแซงได้ทันท่วงทีเมื่อเกินเกณฑ์เสียงรบกวน

การรับรู้สาธารณะและการศึกษา

เครื่องมือที่ทรงพลังที่สุดอย่างหนึ่งในการอนุรักษ์คือการตระหนักรู้ของสาธารณชน การให้ความรู้แก่มวลชนเกี่ยวกับผลกระทบของมลพิษทางเสียงที่มีต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล จะช่วยส่งเสริมจิตสำนึกส่วนรวมได้ โรงเรียนดำน้ำ ทัวร์ทางทะเล และศูนย์การศึกษาชายฝั่งสามารถมีบทบาทสำคัญในเรื่องนี้ โดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับโลกแห่งเสียงใต้น้ำให้กับนักท่องเที่ยวและคนในท้องถิ่น

การวิจัยและความร่วมมือ

ยังมีอะไรอีกมากมายที่ต้องเรียนรู้เกี่ยวกับความซับซ้อนของเสียงในสภาพแวดล้อมทางทะเล ความพยายามในการวิจัยร่วมกันโดยนำนักชีววิทยาทางทะเล นักอะคูสติก และผู้มีส่วนได้ส่วนเสียในอุตสาหกรรมมารวมกัน สามารถปูทางไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ความร่วมมือดังกล่าวสามารถนำไปสู่การพัฒนาแนวปฏิบัติที่ดีที่สุด เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรม และกลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบที่มีประสิทธิผล

ความริเริ่มและสนธิสัญญาระดับโลก

ด้วยตระหนักถึงธรรมชาติของความท้าทายระดับโลก จึงได้จัดตั้งโครงการริเริ่มและสนธิสัญญาระหว่างประเทศหลายประการเพื่อจัดการกับมลพิษทางเสียงใต้น้ำ

เป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนของสหประชาชาติ (SDGs)

ภายใต้ SDG 14 ซึ่งมีเป้าหมายเพื่ออนุรักษ์และใช้มหาสมุทรอย่างยั่งยืน สหประชาชาติได้เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการลดมลภาวะทางทะเลทุกประเภท รวมถึงเสียงรบกวน ประเทศสมาชิกได้รับการสนับสนุนให้ใช้มาตรการเพื่อลดเสียงรบกวนใต้น้ำและผลกระทบ

คณะกรรมาธิการการล่าวาฬระหว่างประเทศ (IWC)

IWC อยู่ในระดับแนวหน้าในการจัดการกับผลกระทบทางเสียงต่อสัตว์จำพวกวาฬ ด้วยความคิดริเริ่มดังกล่าว ได้มีการกำหนดแนวปฏิบัติสำหรับกิจกรรมต่างๆ เช่น การสำรวจแผ่นดินไหวและการขนส่งในพื้นที่ที่มีวาฬและโลมาแวะเวียนบ่อยๆ

ข้อตกลงระดับภูมิภาค

ในส่วนต่างๆ ของโลก มีการปลอมแปลงข้อตกลงระดับภูมิภาคเพื่อจัดการกับเสียงรบกวนทางทะเล ตัวอย่างเช่น คณะกรรมาธิการ OSPAR ซึ่งดูแลการปกป้องมหาสมุทรแอตแลนติกตะวันออกเฉียงเหนือ มีแนวทางปฏิบัติสำหรับประเทศสมาชิกในการตรวจสอบและลดเสียงรบกวนใต้น้ำ

บทสรุป

ดินแดนอันเงียบสงบแห่งมหาสมุทรลึก แท้จริงแล้วคือโลกที่เต็มไปด้วยเสียง เมื่อรอยเท้าของมนุษยชาติในมหาสมุทรเพิ่มมากขึ้น ความสมดุลที่กลมกลืนของภาพเสียงใต้น้ำนี้ก็ตกอยู่ในความเสี่ยง ด้วยความพยายามร่วมกัน ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี และความร่วมมือระดับโลก มีความหวังว่าจะสามารถรักษาซิมโฟนีแห่งท้องทะเลเอาไว้ได้ ในการปกป้องเสียงของมหาสมุทร เราได้ปกป้องสิ่งมีชีวิตมากมายที่เรียกว่าบ้าน