地球的海洋一直是一个声音的世界。这是生物间的低语、雨点拍打海面的声音、冰山崩裂的隆隆声、海浪和气泡的噼啪声、海底地震的轰鸣声，甚至是神秘的呱呱叫声组成的交响乐。
然而，在充满活力的地球上，时间缓慢而坚定地流逝。在其近40亿年的历史中，海洋的声音景观逐渐演变，与地球自身的演变同步进行。但仅仅在过去的两个世纪里，由于人类产生的噪音造成的嘈杂声，海洋的声音景观发生了剧烈变化，变得越来越响亮和混乱。全球航运、石油和天然气勘探中的地震气枪调查、海上建造和钻井，以及日益严重的深海采矿威胁等活动，现在正在向海洋注入持续的、扰人的声音。
这种日益增长的喧嚣威胁着淹没海洋自身的声音——这些声音结构精巧，以至于海豹（Hydrurga leptonyx）的旋律似乎介于海豚的哨声和人类的摇篮曲之间。
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海洋噪音简史
随着工业革命的到来，蒸汽船开始纵横海洋，随着全球贸易的扩张，引擎和螺旋桨发出的持续低频噪音也随之而来。到1950年，航运量增加了五倍，船只更大，螺旋桨更响。在1964年至2004年间，30-50赫兹频段的环境噪音水平以声能计增加了十倍。而在2004年以来，全球航运船队总运力累计增长了约110%。
气候变化也在改写海洋的声音剧本。随着海洋变暖，研究人员发现声音传播得更远，而日益增长的酸度改变了振动在海水中传播的化学性质，重塑了歌曲和回声的传播路径。同时，变薄的冰盖形成了奇怪的声学天花板，将声音困在浅层，导致声音反弹和持续。人类制造的声音在变暖的海洋中涟漪般传播，淹没了海洋生物精细的回声定位和叫声，使曾经清晰的信号迷失在不断增长的海洋咆哮声中。平均而言，一艘货船会发出大约20到200赫兹的低频隆隆声，与低音炮的低频段大致相同，其音量相当于近距离的手锯声。
而且，我们才刚刚开始了解它对海洋物种的影响。
那些处于危险中的歌声
那些处于危险中的歌声
由于水比空气更密集、更具阻力，它会以陆地生物从未完全遇到的方式弯曲和衰减光线和声音。在328英尺以下，几乎所有的阳光都消失了，因此海洋生物随着时间的推移学会了以其他方式“看”。经过数千年的演变，海洋动物磨练了听觉和类似声纳的能力，以通过振动和回声来感知世界，将海洋变成一个充满声音并且对细微差别极其敏感的地方。
这种噪音对于鲸类动物的交流尤为重要，它们用声音进行导航、捕猎、交配和社交。 人类对回声定位的研究由来已久，注意到海豚和一些鲸鱼如何发出咔哒声并倾听回声来描绘它们的世界。然而，正是这种对声音的依赖，使得它们的交流如此精彩，但也让它们特别容易受到人类噪音入侵它们环境的影响。
海豚的捕猎和社交行为会受到响亮噪音的干扰，而鲸鱼可能会改变迁徙路线，甚至放弃重要栖息地。独角鲸对用于石油和天然气勘探的地震气枪表现出强烈的恐惧反应，会突然深潜以逃避爆炸声。一些鲸鱼在被人类噪音淹没时会搁浅或与船只相撞，而另一些则危险地停止歌唱。
对于许多物种来说，科学家们才刚刚开始认识到声音在它们生存中的作用，包括海豹。最近在《科学报告》上发表的一项研究发现，海豹的歌声具有惊人的秩序。
每个繁殖季节，雄性海豹都会潜入冰下，连续数小时重复包含五种不同叫声的长而孤独的序列。研究人员使用信息论中的一种工具——熵——来分析这些模式，熵量化了模式序列中的变异性或随机性。他们发现，海豹的水下咏叹调比海豚的哨声或座头鲸的歌声更具结构性，但又不像人类音乐那样僵化。事实上，海豹的歌声在统计学上与儿歌处于同一范围，儿歌通过重复和可预测性来帮助信息传播和被记住。
“我们不能像对待语言一样，假设某种声音有特定的含义，”澳大利亚新南威尔士大学的海洋生物声学家、《科学报告》杂志的首席作者Lucinda Chambers告诉《流行科学》。“但我们可以假设，某种声音组合具有重要的意义。”
这些声音组合奇妙地将海豹与我们并列。当它们的叫声与从松鼠猴的叫声到披头士乐队的旋律进行比较时，它们显示出随机性和秩序的平衡，表明风格而不仅仅是曲目对交流很重要。在广阔而嘈杂的南大洋，这种可预测性可能是帮助竞争对手或潜在配偶在冰和水数英里外识别个体声音的关键。
Chambers指出，每只雄性海豹都会以自己固定的顺序组合五种叫声——这几乎就像一个个人名字，可以让他人在冰上识别他。
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少有的安全港
最初的海豹录音是在1990年代南极洲偏远崎岖的地区捕获的。但即使在这里，地球的最南端，声音景观也在发生变化。这片大陆相对隔绝了航运航线或沿海工业的持续嗡嗡声，但它并非不受影响。旅游业、磷虾捕捞和船只交通都在增加。
“声音越来越响，”Chambers说，她指出科学家们才刚刚开始了解这些背景噪音的变化可能会如何改变海豹和其他海洋动物学习和传承它们歌声的方式。
海豹是高度孤居的哺乳动物，分散在广阔的浮冰上，这使得年轻海豹最初是如何学会繁殖歌声变得不清楚。雌性确实会唱歌，但不如雄性那样长而有规律。研究人员怀疑它们可能在教幼崽方面发挥作用，但这一点仍然不确定。
许多科学家和政策制定者正在测试各种解决方案，以保持海洋的声音世界完整。更安静的船舶技术、敏感区域的速度限制以及指定的“安静区”可以为海洋物种提供它们所需的喘息空间。对工业活动的更严格监管、采用替代性低噪音技术以及公众教育活动旨在在人类产生的噪音淹没海洋生物之前就加以减少。
但即使新的工具和策略不断出现以降低海洋的声音，长期以来保护海洋生物的法律基础也正面临压力。
自1972年以来，《海洋哺乳动物保护法》一直作为一种屏障，抵御这种嘈杂声，为监管机构提供了限制伤害和保护物种免受致命缠绕、船只撞击和工业噪音的工具。然而，一项提议的重新授权可能会削弱这些保护措施，将标准从维持健康种群降低到仅为生存，并限制机构可以制定的减少人为干扰的规则。
科学家们警告说，如果没有强有力的保护，关键的声音行为（交流、捕猎、交配等）可能会越来越受到干扰，从而使种群面临风险。
“动物通常会增加它们声音的响度来应对不断增加的背景噪音，”Chambers说。“如果它们的分布受到干扰，将会进一步影响这些声音的学习方式，或者这些歌曲传播的方式。”
