Арктические единороги – сказочные существа, которых может не стать из-за шума

В мире животных Наука
Михаил Киселев
7 Сентября, 2021, 06:10
Арктические единороги – сказочные существа, которых может не стать из-за шума
Фото: пресс-служба ПАО «Газпром нефть» / CC BY-SA 4.0


Эта публикация – сокращённый перевод большого рассказа The New Yorker – удивительной истории нарвалов, описанной профессором Колумбийского университета Маргаритой Холлоуэй. Жизнь и смена поведения этих млекопитающих стала для учёных настоящей загадкой и очередным предупреждением того, как в Арктике всё стремительно меняется. 

Однажды августовским вечером три года назад в Фёнфьорде – достаточно большом канале в Скорсби-Саунд в Восточной Гренландии – местные охотники поймали двух нарвалов. Это крупные морские млекопитающие из семейства зубастых китов, обитающие в Арктике.

Их отбуксировали на мелководье у Хьёрнедаля, небольшой полевой станции. Арктическая ночь в тысяче километров от Северного полюса в конце лета не совсем темная, но команде Хьёрнедала – охотникам на нарвалов – сотрудничающих с группой исследователей, понадобились налобные фонари. Как только они смогли, они распутали 6-метровых гигантов и снабдили каждого из них монитором сердечного ритма, спутниковым передатчиком и подслушивающим устройством Acousonde. Правый грудной плавник и шрамы на пестрой серой коже одного из нарвалов показались знакомыми. Команда узнала Немо, молодого самца со скромным 81-сантиметровым бивнем, Немо впервые поймали ещё в 2014 году.

Через тридцать минут после поимки, снабженный многочисленными приборами Немо поплыл обратно в сторону Фёнфьорда. Он несколько раз нырял, предположительно на дно залива Хьёрнедаль, где отстегнул присоски, крепившие к его спине пульсометр. Этот маневр он отработал ещё четыре года назад. И поплыл на север в Рёдефьорд – ещё один большой фьорд, широкий, как небольшое море, который в августе пересекают тысячи айсбергов. 

В течение нескольких часов Немо не издавал ни звука. Так ведут себя большинство нарвалов после поимки и выпуска. Он не опускался ниже 90 метров (глубина передвижения нарвалов), пока в три часа ночи не нырнул на 245 метров или около того (глубина, близкая к глубине кормления нарвалов) и не издал «щелчок». 

Нарвалы могут издавать до тысячи «щелчков» каждую секунду и испускать их в виде широкого или узкого пучка звуков, которые передают звуковой портрет форм и расстояний с одним из самых высоких разрешений, известных для животных. Такое разрешение жизненно важно в зимней темноте и плотном паковом льду (морской лёд толщиной не менее 3 метров, просуществовавший более 2 годовых циклов нарастания и таяния), где трещины или отверстия, порталы для воздуха, которым дышит нарвал, открываются менее чем в трех процентах замерзшего моря. 

Немо нырял на глубину до 600 метров, где нет света, но есть добыча - кальмары, палтус, мойва и полярная треска. «Щелчки» и «жужжание» Немо свидетельствовали о том, что он охотится. Вскоре после этого он издал свой фирменный сигнал: короткую серию «щелчков», также называемую импульсом разрыва, за которой последовал свист высокого тона, повторяемый последовательно. (У каждого нарвала своя особая вокализация, и, хотя считается, что эти звуки носят социальный характер, их точная роль неясна). 

Жизнь Немо протекала в обычном для нарвалов режиме – призывы, охота и еда – пока чуть позже шести утра следующего дня он не услышал звуки, которые не были ни знакомым приливом подводных течений от тающих ледников, ни ветром, создающим волны, ни грохотом, похожим на землетрясение, от прогибающихся льдин, ни громким звуком трескающегося айсберга, ни громом переворачивающегося айсберга. Это было судно Королевских ВМС Дании Lauge Koch, которое в тот момент огибало оконечность Земли Милна, самого большого острова в Скорсби-Саунд. На его борту находилась половина исследовательской группы Хьёрнедал. Они шумели специально. В дополнение к случайному шуму двигателя и пиканью гидролокатора, сейсмическая пневматическая пушка каждые восемьдесят секунд издавала громкий подводный взрыв, похожий на детонацию. 

Немо перестал «жужжать». Он поплыл к поверхности, где мог дышать так часто, как ему хотелось. И помчался прочь. Вода проносилась мимо Acousonde – подслушивающего устройства – всё еще закрепленного на его спине присосками. 

«Он плывет так быстро, он так быстро гребет, что я ничего не слышу», – сказала эксперт по акустике морских млекопитающих из компании Greeneridge Sciences Сюзанна Блэквелл, которая находилась на борту судна Lauge Koch.


Фото: пресс-служба ПАО «Газпром нефть» / CC BY-SA 4.0


В течение примерно двадцати четырех часов после того, как Немо услышал корабль и выстрел из пневматического оружия, он не подавал голоса и, что особенно важно, не охотился и не ел. Эксперимент с одной, сравнительно небольшой пневматической пушкой – менее мощной, чем те, которые часто используются одновременно с десятками других при разведке нефти и газа – привел к стрессу одного из самых неуловимых существ Арктики.

Большая часть морского мира стала шумной, как вечно перегруженное шоссе, гудящее моторами, гудками и сиренами. По сравнению со всем миром, Арктика была похожа на сельскую местность. Регион был защищен от промышленного шума так, как ни одно другое место на планете. Но по мере того, как площадь морского льда быстро сокращается, Арктика теряет свой звукопоглощающий ледяной покров, а движение судов увеличивается по мере открытия судоходных маршрутов и активизации разведки ресурсов. 

«По многим причинам проблемы в Арктике усугубляются, потому что она так долго была изолирована», – считает С. Блэквелл.

Проблемы обширны. За последние пятьдесят лет океаны стали намного шумнее: из-за двигателей лодок и кораблей (только торговых судов насчитывается около девяноста тысяч), сейсмической разведки ископаемых видов топлива, военных гидролокаторов, взрывных работ при добыче полезных ископаемых, строительстве нефтяных и ветряных электростанций. 

Сравнение уровней звука в воде и в воздухе является сложной задачей, как и сравнение того, что слышат животные, с тем, как люди ощущают нечто подобное. Несмотря на это, контейнеровоз для кита может звучать как гигантская колонка, расположенная в самом ближнем ряду на рок-концерте! И хотя фанат-посетитель не прочь находиться так близко к шуму, кит этого не желает. 

Шум распространяется в воде в четыре раза быстрее, чем в воздухе, и может достигать сотен, а иногда и нескольких тысяч километров, в зависимости от источника и частоты звука и свойств водной толщи – а именно ее температуры и солености. В значительной степени увеличился низкочастотный шум – частотный диапазон, который многие морские млекопитающие, в частности, киты, используют во время охоты, обмена информацией, в период спаривания и так далее. 

«Это, конечно, очень тревожная тенденция, потому что это означает, что эти коммуникаторы, работающие на больших расстояниях, больше не слышат друг друга», – говорит Блэквелл.

Она провела десятилетие, изучая гренландских китов в море Бофорта. Ученый проанализировала несколько миллионов «звонков» гренландских китов. При низкой дозе звука от пневматической пушки гренландские киты «звонили» чаще. Возможно, пытаясь убедиться, что их сообщения услышаны. Когда источник шума был ближе, а импульсы пневматической пушки громче, киты переставали издавать характерные звуки. В какой-то момент, заключили Блэквелл и ее коллеги, киты могли понять, что призывы – чтобы сообщить о местонахождении или пище, поиске товарищей или детенышей – больше не стоят усилий, поскольку расшифровать информацию, содержащуюся в призывах, стало слишком сложно.

Помимо нарушения коммуникации, фоновый и кратковременный шум связан у китов со стрессовыми реакциями (которые могут нарушить иммунную систему и репродуктивное здоровье), фатальными выбросами на берег и сокращением популяции. Более сотни исследований также зафиксировали неблагоприятное воздействие на головоногих моллюсков, рыб и другие организмы. 

В 2018 году эксперт по шумовому загрязнению моря из Университета Дэлхаузи и природоохранной организации OceanCare Линди Вейлгарт провела обзор всех соответствующих исследований. Она обнаружила, что шум разрушительно действует почти на всех изученных до сих пор существ. У рыб он может нарушить репродуктивную функцию, нарушить процесс обучения и другие важные формы поведения. Например, главный инстинкт сохранения – избегать хищников. Громкий шум может просто убить зоопланктон – крошечных существ, которые помогают поддерживать глобальную морскую пищевую сеть.

Но как нарвалы реагируют на какофонию, сопровождающую морскую деятельность человека, до сих пор было неизвестно. Оценка воздействия на китообразных самого северного ареала обитания важна для разработки руководящих принципов и правил судоходства, добычи полезных ископаемых и сейсмических работ, поскольку регион становится транспортной магистралью. 

По последним оценкам, в настоящее время насчитывается около ста тысяч нарвалов, большинство из которых обитает в водах у Канады и Гренландии. В девяностых годах прошлого века регулирующие органы обратились за советом к некоторым экспертам-биологам Арктики. 

«Нас попросили дать рекомендации, как избежать беспокойства морских животных», – рассказывает профессор Гренландского института природных ресурсов и Копенгагенского университета, руководитель группы специалистов из Хьёрнедаля Петер Хейде-Йоргенсен.

Поскольку Скорсби-Саунд, расположенный на наименее населенном побережье Гренландии, почти не подвергался воздействию человеческого шума, он казался идеальным местом для изучения антропогенного акустического воздействия на нарвалов. Как пояснил учёный, «хороший маленький аквариум».

Первые шесть лет команда Скорсби-Саунд изучала акустический мир нарвалов с берега. В 2017 году при финансировании различных государственных учреждений, включая Управление минеральных ресурсов Гренландии, Хейде-Йоргенсен нанял исследовательское судно, чтобы выстрелить из небольшой пневматической пушки и проследить реакцию нарвалов. Без демонстрации причинно-следственных связей влияние шума от пневматической пушки остается умозрительным. 

«Справедливости ради следует отметить, что это одно из немногих исследований, в котором мы можем контролировать обе стороны: воздействие и оценку реакции», – сказал Блэквелл.


Фото: пресс-служба ПАО «Газпром нефть» / CC BY-SA 4.0


Летом 2018 года команда повторила эксперименты с более крупной пушкой – хотя, по промышленным стандартам, все еще небольшой. Акустический зонд Немо проработал с 24 августа по 29 августа и в итоге слетел. Но предварительные выводы тогда удалось сделать. Один из них – нарвалы проводят много времени там, где ледники встречаются с морем: минералы, соскобленные с суши, вероятно, делают эти фазовые границы богатыми охотничьими угодьями. 

В течение этих шести дней судно Lauge Koch преодолевало сотни километров вверх и вниз, входило и выходило из фьордов, выпуская плавающие гидрофоны, которые фиксировали фоновые уровни децибел. Главная задача была выяснить, как шум перемещается по системе фьордов – данные, которые могли помочь интерпретировать записи самих нарвалов. Блэквелл провела много времени, советуясь с руководителем сейсмической группы Пером Тринхаммером из Орхусского университета (Дания) о том, где и на какой глубине «подвесить» гидрофоны. В какой-то момент она придумала конфигурацию – элегантный массив гидрофонов, подвешенных на разной глубине к триадам желтых поплавков. И осталась довольна. 

«Важно, чтобы наука была красивой, – говорила Блэквелл, когда работала над установкой, – хотя уважения вокруг больше, когда всё выглядит как беспорядок, потому что люди считают вас гением, который собирает вместе несовместимые части».

По мере разработки, обсуждения и развертывания массивов гидрофонов, корабль следовал постоянно меняющимся курсом: то искал «меченных» нарвалов, то подбирал «отвалившееся» оборудование. На пути каждый фьорд стал уже знакомым. Но только не айсберги, которые меняли форму по мере плавания. Наблюдение за айсбергами наталкивает на фантазии, как и наблюдение за облаками: один – кубистский бык, другой – журавль оригами, третий – ламантин, русалка, лебедь, медведь, замок, гора, мегаполис.

К позднему вечеру 29 августа Lauge Koch, ориентируясь на сигнал с зонда Немо, приблизился к большому серому военному кораблю Сид Брей. Три члена экипажа пошли на сигнал зонда на надувной лодке. По характеру сигналов стало ясно, что Немо сбросил датчики. Когда лоцман прокладывал путь через воду, усеянную айсбергами и их более мелкими родственниками, мостик затих. Люди вглядывались в угольно-серую ночь, пытаясь удержать лодку в поле зрения и заметить зонды. Температура упала, поиски были прекращены.

Утром члены экипажа попеременно дежурили. В огромном и часто коварном ландшафте Восточной Гренландии даже военный корабль становится хрупкой миниатюрой. Прошло два часа. Море вернуло оба зонда Немо, и ещё одного нарвала, пойманного и «оборудованного» аппаратурой ранее. Блэквелл аккуратно завернула зонды в пакеты. Затем она устроилась в своем импровизированном офисе на судне, чтобы просмотреть данные. Устройство Немо содержало двести тридцать пять звуковых файлов – более ста десяти часов записей. 

Некоторый анализ звуков нарвала можно провести с помощью программного обеспечения, но для большей части необходим человеческий слух. 

«Я нахожу совершенно захватывающим быть частью их жизни, слышать то, что слышат они, – говорит исследователь. – Это похоже на то, как если бы вы слушали музыкальное произведение снова и снова, вы бы услышали больше вещей, больше слоев».

Именно Блэквелл предложила давать имена китам Скорсби-Саунд вместо того, чтобы использовать научную конвенцию или номера приборов, в которых Немо будет 027, 20160, 7926 или B4. Гораздо проще сказать Фрейя, чем B25.

Результаты двухлетних исследований звука только начинают публиковаться. Оказалось, что реакция Немо на стресс была частью закономерности. Взрывы пушек и близость к кораблю привели к тому, что нарвалы прекратили эхолокацию, то есть перестали охотиться и питаться. 

Социальные призывы иногда усиливались, а иногда прекращались, что означает, что их общение было нарушено различными способами. Некоторые нарвалы устремились к мелководью у берега. Пневматическая пушка, детонирующая, как правило, раз в восемьдесят секунд, была слышна китам на расстоянии до двадцати километров и более, а звук мог огибать острова. 

Такой звук быстро затухает вблизи источника, «но как только он становится чуть выше фона, может пройти целая вечность, прежде чем звук перестанет быть слышимым, – говорит Блэквелл. – И если вы животное, которому достаточно услышать что-то, чтобы расстроиться из-за этого, что ж, это станет проблемой». 

Отдельные киты реагировали по-разному, причем Немо, похоже, находился на одном конце спектра, очевидно, впадая в ярость при приближении Lauge Koch и при стрельбе из пушки. Некоторое время акустическая картина другого нарвала – Сигги – выглядела почти так же, как у Немо. Спутниковые данные показывают, что молодые самцы перемещались вместе в течение двух дней после того, как их «нашпиговали» аппаратурой. 

Но 26 августа, когда рядом с ними проходило судно Lauge Koch, Сигги направился на север, прочь от судна, идущего на юго-восток, в то время как Немо, казалось, запаниковал: он направился обратно в сторону родного фьорда и отделился от своего товарища. И снова попался в сеть охотников. 

Команда немедленно отпустила его. 27 августа произошло то же самое: Немо заплыл в сеть и снова был отпущен. По словам Блэквелл, никто не хотел ставить на Немо еще один регистратор сердечного ритма. Как шутили учёные, «он немного гиперкит». В конце концов Немо уплыл далеко от Хьёрнедаля и нашел Сигги перед Сид Брей.

Отлов китов имеет негативные последствия, свидетельствуют результаты исследования, опубликованные командой в журнале Science в 2017 году. Показания пяти нарвалов, ни один из которых не был так талантлив, как Немо, показали, что животные обладают так называемой парадоксальной реакцией бегства. 

После того, как их поймали, «пометили» и отпустили, их пульс резко упал, как при глубоком погружении, в то же время скорость их плавания увеличилась, быстрые удары требовали от сердца большей производительности. Исследователи опасаются, что такая реакция может быть вызвана не только сравнительно редким и кратковременным событием поимки и освобождения, но и двумя другими стрессами: новыми хищниками, которые начинают заселять места обитания нарвалов по мере потепления воды, а также шумом. 



Фото: пресс-служба ПАО «Газпром нефть» / CC BY-SA 4.0


Еще одно исследование под руководством Терри Уильямса из Калифорнийского университета в Санта-Крузе, который был ведущим автором исследования 2017 года, должно выйти осенью этого года. Оно покажет, повлияли ли импульсы пневматического оружия и корабль на частоту сердечных сокращений нарвалов.

Вряд ли в ближайшее время в Скорсби-Саунд можно будет услышать выстрелы из пневматического оружия – соседние нефтяные участки находятся чуть севернее, на Земле Джеймсона, а правительство Гренландии недавно объявило о запрете на разработку новых нефтегазовых участков. 

Однако выводы исследователей могут иметь последствия для разведки и добычи ресурсов в других местах, особенно в канадской Арктике. А шум судов быстро растет: в Северо-Западном проходе с 2013 по 2019 год он увеличился на сорок четыре процента, и некоторые исследования показывают, что в ближайшие несколько лет он может вырасти на целых пятьсот процентов. До пандемии около дюжины компаний начали предлагать круизные туры в Скорсби-Саунд и Восточную Гренландию, где пассажиры могли, как говорится на одном из веб-сайтов, «приготовиться к смирению перед величием ландшафта».

В августе 2019 года Хейде-Йоргенсен, Уильямс и другие вернулись на Хьёрнедал. Не было ни сейсмических исследований, ни команды с судна. Хайде-Йоргенсен сказал, что команда уверена в том, что они установили, что киты, явно адаптированные к громким природным звукам, меняют свое поведение в ответ на выстрелы из пневматической пушки и шум судов. 

«Если бы это происходило в течение длительного времени в районе, жизненно важном для нарвалов, например, для кормления или социального взаимодействия, например, спаривания, это, вероятно, негативно сказалось бы на их физической форме и воспроизводстве», – считает член команды, работающая в Гренландском институте природных ресурсов, Ева Гарде.   

Исследователи переключились в основном на изучение изменения климата и изучают влияние потепления воды на поведение и физиологию нарвалов. Например, они тестировали инфракрасные датчики, чтобы понять, как нарвалы могут избавляться от потенциально смертельно опасного избыточного тепла тела, что крайне важно для их выживания как животных, адаптированных к холоду и льду.

Лето 2019 года, по мнению исследователей, было странным. Нарвалов почти не было. Те, кого поймали, были в основном повторно пойманными. Немо среди них не было. Высокий процент повторного отлова свидетельствует о малочисленности популяции. Поскольку нарвалы часто демонстрируют так называемую верность месту, они возвращаются в одно и то же место на протяжении всей своей жизни. 

Тревогу у команды вызвал и тот факт, что все пойманные нарвалы, кроме одного, были самцами. 

«Значит, самок становится все меньше и меньше, а те, которых мы видим, не вынашивают потомство, – говорит Хейде-Йоргенсен. – Мы должны справиться с этой ситуацией – с тем, что численность нарвалов в Восточной Гренландии сокращается».

Удручающие наблюдения на местах привели к тому, что осенью 2019 года состоялось заседание рабочей группы по восточногренландским нарвалам. Группа была сформирована годом ранее в рамках Североатлантической комиссии по морским млекопитающим, которая вместе с канадско-гренландской совместной комиссией по нарвалам и белугам консультирует правительство Гренландии по вопросам управления млекопитающими. 

«Сейчас на популяцию влияют изменения температуры поверхности моря, изменения ледового покрова и изменения в местной фауне», – сказал председатель рабочей группы, бывший сотрудник Национального управления океанических и атмосферных исследований Родерик Хоббс. – Охота велась регулярно, и казалось, что ее масштабы превышают возможности популяции».

Рекомендация группы заключалась в том, что ежегодный общий допустимый улов для трех хозяйственных единиц Восточной Гренландии – Иттоккортоормиит, Кангерлуссуак и Тасиилак – должен быть снижен с пятидесяти до нуля. Для многих охотников это было неприемлемо. 

«Мы не можем согласиться с тем, что квота будет равна нулю», – говорит бывший директор Ассоциации рыболовов и охотников Гренландии Тённес Бертельсен.

Бертельсен и его коллега-исследователь Карсок Хёг-Дам, также ранее работавший в этой ассоциации, указали на трудности, связанные с проведением точного подсчета популяции китов на такой большой и практически недоступной территории, как Арктика.

В августе прошлого года исследователи из Хьёрнедаля снова вернулись на место. Они не пометили ни одного нарвала. Несколько месяцев спустя Хейде-Йоргенсен и девять других ученых опубликовали в журнале Science письмо о том, что из-за чрезмерного промысла и изменения климата восточногренландские нарвалы находятся под угрозой локального вымирания. Пять месяцев спустя два охотника из Восточной Гренландии, Эге Хаммекен и Тобиас Игнатиуссен, выступили перед комитетом по управлению китообразными Североатлантической комиссии по морским млекопитающим, заявив, что они видят много нарвалов и что данные исследователей и оценки популяции неполны. 

Ссылаясь, в частности, на расхождения между мнением охотников и биологов, а также на гренландский закон об охоте, комитет по управлению не поддержал рекомендацию о нулевой квоте. 

Стремительность изменений в Арктике привела к тому, что все участники оказались на незнакомой, нестабильной местности. За последние сорок лет, по данным Национального центра данных о снеге и льде, площадь и объем зимнего морского льда сократились примерно на площадь, которая равна территории Мексики. 

Летний лед может исчезнуть уже через два десятилетия. Общины пытаются решить, как примирить квоты на охоту с изменением климата. Сотрудничая с инуитами, охотящимися на белого медведя, в том числе в Восточной Гренландии, исследователи пытаются учесть быстрое изменение среды обитания. Это в дальнейшем может быть использовано регулирующими органами для обоснования квот на добычу белого медведя. 

Ничего подобного не существует для нарвала – вида, который может оказаться еще более уязвимым к изменению климата, чем легендарный белый медведь. Ничто не указывает на то, что нарвалы очень гибкие, что они будут питаться разными видами добычи, что они изменят свои привычки, изменят маршруты миграции или места питания. Они чувствительны к шуму. Они чувствительны к беспокойству. Это действительно странные существа. 

С исчезновением льдов и холода Арктики нарвалы могут стать теми, кем многие их уже представляют: сказочными, загадочными существами, жившими когда-то на одном конце Земли. Арктические подводные единороги.


***

Михаил Киселёв, специально для GoArctic

далее в рубрике