Der Klimawandel wird die Art und Weise, wie sich der Schall unter Wasser ausbreitet, erheblich verändern, was sich auf die natürliche Geräuschkulisse auswirken und den vom Menschen verursachten Lärm verstärken kann. Dies geht aus einer neuen globalen Studie hervor, in der künftige “akustische Hotspots” im Meer ermittelt wurden. Diese Veränderungen in der Geräuschkulisse der Ozeane könnten sich auf wichtige Aktivitäten der Meeresbewohner auswirken.
In wärmerem Wasser breiten sich die Schallwellen schneller aus und halten länger an, bevor sie abklingen.
“Wir haben die Auswirkungen von Temperatur, Tiefe und Salzgehalt auf der Grundlage öffentlicher Daten berechnet, um die Geräuschkulisse der Zukunft zu modellieren”, sagte Alice Affatati, Bioakustik-Forscherin an der Memorial University of Newfoundland and Labrador in St. John’s, Kanada, und Hauptautorin der neuen Studie, die heute in Earth’s Future, der AGU-Zeitschrift für interdisziplinäre Forschung über die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft unseres Planeten und seiner Bewohner, veröffentlicht wurde. Es ist die erste globale Schätzung der Schallgeschwindigkeit des Ozeans in Verbindung mit dem zukünftigen Klima.
Zwei Hotspots, in der Grönlandsee und in einem Teil des nordwestlichen Atlantiks östlich von Neufundland, werden laut der neuen Studie die größten Veränderungen in 50 und 500 Metern Tiefe erwarten. Die durchschnittliche Schallgeschwindigkeit wird in diesen Gewässern von der Oberfläche bis zu einer Tiefe von 500 Metern bis zum Ende des Jahrhunderts wahrscheinlich um mehr als 1,5 % oder etwa 25 Meter pro Sekunde (55 Meilen pro Stunde) zunehmen, wenn die Treibhausgasemissionen weiterhin hoch bleiben (RCP8.5).
“Die größten Auswirkungen werden in der Arktis erwartet, wo wir bereits jetzt wissen, dass sich die Auswirkungen des Klimawandels verstärken. Nicht in der gesamten Arktis, sondern in einem bestimmten Teil, in dem alle Faktoren zusammenspielen, um ein Signal zu geben, das nach den Modellvorhersagen die Unsicherheit des Modells selbst überwindet”, sagte der Autor Stefano Salon, Forscher am Nationalen Institut für Ozeanographie und angewandte Geophysik in Triest, Italien.
Die Geräuschkulisse des Ozeans ist eine Kakophonie aus Vibrationen, die von lebenden Organismen, natürlichen Phänomenen wie Wellen und brechendem Eis sowie von Schiffsverkehr und Rohstoffgewinnung erzeugt werden. Die Schallgeschwindigkeit in 50 Metern Tiefe reicht von 1.450 Metern pro Sekunde in den Polarregionen bis zu 1.520 Metern pro Sekunde in äquatorialen Gewässern (3.243 bis 3.400 Meilen pro Stunde).
Viele Meerestiere nutzen den Schall, um miteinander zu kommunizieren und sich in ihrer Unterwasserwelt zurechtzufinden. Eine Änderung der Schallgeschwindigkeit kann sich auf ihre Fähigkeit auswirken, sich zu ernähren, zu kämpfen, Partner zu finden, Raubtieren auszuweichen und zu wandern, so die Autoren.
Veränderte Klanglandschaften
Zusätzlich zu den bemerkenswerten Hotspots um Grönland und im nordwestlichen Atlantik wurde in der neuen Studie ein Anstieg der Schallgeschwindigkeit um 1 %, d. h. um mehr als 15 Meter pro Sekunde, in 50 m Tiefe in der Barentssee, im nordwestlichen Pazifik und im Südlichen Ozean (zwischen 0 und 70 E) sowie in 500 m Tiefe im Arktischen Ozean, im Golf von Mexiko und im südlichen Karibischen Meer festgestellt.
Temperatur, Druck mit zunehmender Tiefe und Salzgehalt beeinflussen, wie schnell und wie weit sich der Schall im Wasser ausbreitet. In der neuen Studie konzentrierten sich die Forscher auf Hotspots, in denen sich das Klimasignal deutlich von der Modellunsicherheit abhob und größer war als die saisonalen Schwankungen.
In der neuen Studie wurden auch die üblichen Vokalisationen des Nordatlantischen Glattwals, einer vom Aussterben bedrohten Art, die in beiden akustischen Hotspots des Nordatlantiks lebt, unter den prognostizierten künftigen Bedingungen modelliert. Die Forscher fanden heraus, dass sich der typische “Aufwärtsruf” der Wale mit einer Frequenz von 50 Hertz in einem wärmeren Ozean wahrscheinlich noch weiter ausbreiten wird.
“Wir haben uns entschieden, über eine Megafauna-Art zu sprechen, aber viele trophische Ebenen im Ozean sind von der Geräuschkulisse betroffen oder nutzen den Schall”, sagte Affatati. “Alle diese Hotspots sind Orte mit einer großen Artenvielfalt”.
Künftige Arbeiten werden die globale Geräuschkulisse mit anderen Karten der anthropogenen Einflüsse auf die Ozeane kombinieren, um Gebiete mit kombinierten Stressfaktoren zu ermitteln oder die erforderliche Beobachtungsforschung zu lenken.
“Bei komplizierten Problemen wie dem Klimawandel ist die Kombination verschiedener Ansätze der richtige Weg”, sagte die Autorin Chiara Scaini, eine Umweltingenieurin am Nationalen Institut für Ozeanographie und angewandte Geophysik.
Datum: März 24, 2022
Quelle: Amerikanische Geophysikalische Union
Journal Reference:
- Alice Affatati, Chiara Scaini, Stefano Salon. Ocean Sound Propagation in a Changing Climate: Global Sound Speed Changes and Identification of Acoustic Hotspots. Earth’s Future, 22 March 2022 DOI: 10.1029/2021EF002099