Cá voi 'rên xiết' vì thanh âm ô nhiễm của biển khơi

Sau sự kiện thảm họa 11/9, người ta ghi nhận một hiện tượng không ai ngờ đến - sự bình lặng hiếm có với biển khơi - cả trên và dưới mặt nước.

Đó là hệ quả tất yếu của việc giảm nhu cầu đi lại bằng đường hàng không và đường biển khắp Bắc Mỹ, kể cả ở những vùng xa về phương Bắc như Vịnh Fundy, Canada. Theo ghi nhận, mức tiếng ồn dưới nước tại vịnh này giảm một mức đáng kể lên tới 6 decibel, và âm thanh có tần số dưới 150hz cũng trở nên vắng bóng.

Khu vực này là nơi thường xuyên lui tới của cá voi trơn Bắc Đại Tây Dương, vì vậy các nhà khoa học tại Đại học Duke đã quyết định xem liệu vùng nước yên tĩnh hơn có bất kỳ tác động nào đến các cá thể động vật có vú khổng lồ hay không.

Đe dọa hiển nhiên với các sinh vật đại dương

Kết quả không nằm ngoài dự đoán, sau khi phân tích chất thải cá voi để xác định mức hormone căng thẳng, họ nhận thấy càng ít tiếng ồn nhân tạo hiện diện thì mức độ stress càng thấp.

Các loài động vật biển như cá voi sử dụng âm thanh để làm mọi thứ, từ giao tiếp và đi lại đến tìm kiếm thức ăn và môi trường an toàn. Lucille Chapuis, nhà sinh thái học giác quan tại Đại học Exeter, cho biết: "Âm thanh truyền đi nhanh hơn và xa hơn trong nước so với trong không khí và động vật biển tận dụng lợi thế đó".

Nhưng điều này cũng có nghĩa là khi ô nhiễm tiếng ồn dưới nước gần như được tạo ra liên tục từ những thứ như giao thông đường biển, lối sống của các sinh vật sẽ bị tác động nghiêm trọng. Chapuis nói: "Trong 50 năm qua, việc tăng cường vận chuyển đã góp phần làm tăng gấp 30 lần tiếng ồn tần số thấp dọc các tuyến đường chính".

BBC ví von theo một cách dễ hình dung. Hãy tưởng tượng bạn phải cố gắng thuyết trình một tài liệu quan trọng trong khi người hàng xóm lầu trên đang xây sửa gì đó. Bạn sẽ gần như không thể lắng nghe hay giao tiếp hiệu quả với đồng nghiệp.

Đó là điều mà các loài động vật biển sống hoặc di cư gần tiếng ồn do con người gây ra phải chịu đựng phần lớn thời gian.

Trong nhiều thập kỷ nay, các nhà khoa học trên khắp thế giới đã nghiên cứu về mức độ ảnh hưởng của tiếng ồn này đối với động vật biển. Giờ đây, họ đang bắt đầu xác định các biện pháp, nếu được áp dụng rộng rãi, có thể cứu nhiều loài khỏi tác động của hình thức ô nhiễm hay bị bỏ qua này.

Tiếng ồn đại dương do con người tạo ra đến từ nhiều nguồn khác nhau, từ sóng siêu âm quân sự và máy bay đổ bộ, đến việc xây dựng các trang trại điện gió ngoài khơi hay các cuộc khảo sát địa chấn được sử dụng để thăm dò dầu khí. Nhưng nguồn phổ biến nhất là tàu thuyền, cụ thể là từ chân vịt của chúng.

Khi các cánh quạt, đặc biệt là các cánh quạt đời cũ quay ở tốc độ cao, chúng có thể tạo ra sự sụt giảm áp suất ở mặt sau của cánh quạt, dẫn đến nhiều bong bóng và tiếng ồn tần số thấp - một hiệu ứng được gọi là cavitation.

Cavitation cũng làm cho thuyền hoạt động kém hiệu quả hơn vì chân vịt tiêu tốn nhiều năng lượng do thất thoát khi đẩy thuyền về phía trước.

Âm thanh tần số thấp này có phạm vi xa, vì vậy nó có thể làm gián đoạn giao tiếp của động vật biển trên một khu vực rộng lớn. Ví dụ, cá heo mũi chai sử dụng tất cả các loại âm thanh để giao tiếp với nhau, một số có thể phát hiện được bởi những con cá heo khác cách xa hơn 20km.

Helen Bailey, giáo sư nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học Môi trường của Đại học Maryland, giải thích: "Chúng tôi đã phát hiện ra rằng cá heo điều chỉnh tiếng kêu của chúng khi ở dưới nước ồn ào, rất có thể để các con cá heo khác nghe được chúng rõ hơn, điều này tương tự như khi chúng ta hét to hơn khi nói chuyện trong một quán bar ồn ào".

Khi nói đến "điều chỉnh", ý của Helen là "đơn giản hóa" - tương tự như cách chúng ta phải lược bớt chi tiết khi truyền đi thông điệp trong một không gian ồn ào. Một nghiên cứu vào năm 2018 được dẫn đầu bởi Bailey cho thấy mức độ tiếng ồn dưới nước gây ra bởi tàu thuyền tại Tây Bắc Đại Tây Dương có thể lên mức 130 decibel - ngang một cao tốc đông đúc.

Với điều kiện như thế, rất nhiều thông điệp của các chú cá heo đã không được truyền tải đầy đủ.

Ở một số loài cá khác, âm thanh nhân tạo gián đoạn việc tìm ra môi trường sống lý tưởng của chúng - vốn đã bị thu hẹp bởi hiện tượng tẩy trắng san hô.

Ô nhiễm tiếng ồn là một vấn đề đặc biệt lớn đối với cá voi, chúng thường xuyên sử dụng âm thanh để "trò chuyện". Một nghiên cứu năm 2012 về cá voi xanh cho thấy âm thanh tầm trung từ sóng siêu âm của tàu trùng lặp với các hội thoại cá voi khiến chúng phải nhắc đi nhắc lại thông điệp, như thể cách con người bị mất kết nối sóng điện thoại.

Rob Williams, nhà sinh vật biển và là người sáng lập Oceans Initiative, một tổ chức phi lợi nhuận làm việc để bảo vệ sinh vật biển, tin rằng tiếng ồn đại dương do con người gây ra cũng là mối đe dọa đối với cá voi giống như nạn phá rừng đối với gấu xám - về cơ bản nó ảnh hưởng đến mọi khía cạnh trong sinh hoạt của chúng.

Ông nói: "Tôi nghĩ rằng âm thanh có tầm quan trọng đối với cá voi ngang với tất cả các giác quan của chúng ta cộng lại. Chúng cảm nhận âm thanh lan truyền khắp cơ thể".

Các loài săn mồi như cá voi sát thủ cũng bị ảnh hưởng theo nhiều cách.

- Đầu tiên, chúng sẽ dành ra ít hơn 18-25% thời gian ăn nếu có tiếng ồn từ thuyền bè

- Thứ hai, âm thanh của chúng chỉ truyền đi xa được 62%.

- Và cuối cùng, âm thanh từ thuyền bè mô phỏng âm thanh của chúng, dọa sợ các loài cá là thức ăn của cá voi sát thủ - khiến những con mồi này bỏ trốn trước khi được tìm ra.

Tiếng ồn do con người gây ra ảnh hưởng đến các loài cá săn mồi khác theo những cách khác nhau. Một nghiên cứu năm 2016 cho thấy cá thia biển cũng không nghe thấy những kẻ săn mồi của chúng đến gần khi có tiếng ồn của thuyền máy - khiến chúng dễ bị ăn thịt hơn.

Trên thực tế, số lượng cá bị ăn khi thuyền máy đi qua nhiều hơn gấp đôi so với khi không có, điều này cho thấy âm thanh do con người gây ra có liên quan trực tiếp đến việc tăng tỷ lệ chết của cá.

Trong trường hợp các loài cực kỳ nguy cấp, như cá voi sát thủ phía nam, các chuyên gia như Williams tin rằng ô nhiễm tiếng ồn cuối cùng có thể khiến loài này nhanh chóng tuyệt chủng.

Những giải pháp có sẵn

Mặt tích cực của ô nhiễm tiếng ồn do con người gây ra là nó thuộc một trong những tác động có phương án xử lý đơn giản nhất.

Âm thanh phát ra từ tàu biển cho đến nay là thủ phạm phổ biến nhất, vì vậy các nhà bảo tồn tin rằng nó cần được giải quyết trước tiên. Một trong những cách đơn giản nhất là làm cho tàu thuyền giảm tốc độ khi di chuyển qua các khu vực giàu sinh vật biển - một chiến lược cũng có thể giúp cắt giảm lượng khí thải carbon từ tàu.

Các cảng chính ở Tây Bắc Thái Bình Dương Hoa Kỳ và Vancouver đã ban hành các chương trình giảm tốc độ và một nghiên cứu gần đây cho thấy nỗ lực này đang tạo ra sự khác biệt đáng kể.

Williams cho biết thêm, việc di chuyển các tuyến tàu ra xa các khu vực có nhiều loài nhạy cảm như cá voi sát thủ cũng có thể có lợi.

Và trong khi cho tàu chạy chậm lại là một khởi đầu tốt, các nhà khoa học đồng ý rằng phương tiện biển cuối cùng cần phải được đóng mới và trang bị thêm với tính năng giảm tiếng ồn. Bước đầu tiên theo hướng đó có thể là thay đổi các yêu cầu đóng tàu để các bộ phận tạo ra tiếng ồn nhiều nhất, như động cơ và chân vịt, được thiết kế để hoạt động êm hơn.

Nhưng trong khi tiếng ồn từ tàu thuyền là dạng phổ biến nhất của tiếng ồn đại dương do con người gây ra, các nguồn khác cũng góp phần cho ô nhiễm tiếng ồn.

Việc xây dựng và vận hành các trang trại điện gió ngoài khơi là một trong số đó. Nhiều công trình lớn ngoài khơi được xây dựng bằng cách sử dụng máy đóng cọc, có thể gây ra các vụ nổ đột ngột hoặc xung âm thanh lớn dưới nước.

John Hildebrand, giáo sư hải dương học tại Đại học California, cho biết những âm thanh ồn hơn hoặc có tần số cao hơn có thể gây hại ngay lập tức cho sinh vật biển gần đó hơn cả những âm thanh kéo dài ở tần số thấp. Ông nói: "Ở cường độ cao, tiếng ồn có thể tạo ra tổn thương sinh lý".

Một cách để giảm tiếng ồn này là tạo một bức "màn bong bóng" xung quanh các địa điểm xây dựng. Bailey giải thích: "Một loạt bong bóng tạo thành gần như một bức tường và chặn một số âm thanh phát ra".

Việc khai thác khoáng sản như dầu và khí đốt cũng có thể tạo ra tiếng ồn đại dương. Đôi khi, các đội khai thác gây ra những vụ nổ lớn, hoặc từ việc thăm dò địa chất.

Hildebrand đã kêu gọi một hệ thống giám sát tiếng ồn đại dương toàn cầu, dài hạn mà mọi người ở bất kỳ đâu đều có thể truy cập được. Các nhà nghiên cứu không chỉ có thể theo dõi tốt hơn các thay đổi theo cách này mà việc đó còn có lợi trong xây dựng chính sách.