Шумовое загрязнение Арктики
статья по физике

Арктика — уникальный регион планеты, характеризующийся низким уровнем подводного шума и особым составом морских млекопитающих, использующих звук для своей жизнедеятельности

Арктика представляется нам далекой, бескрайней, не тронутой человеком землей, покрытой снегом и населенной лишь белыми медведями. Но эта картинка далека от реальности. Загрязнение добралось и до этих мест, причем речь идет не только о пластмассах и химикатах, но и о шуме. Арктика прогревается быстрее остального мира, сезон льдa сокращается, судоходство растёт, соответственно растёт и уровень подводного шума (причём моделируется дальнейшее заметное увеличение к 2030 году). Льда становится все меньше, поэтому здесь все чаще появляются грузовые суда, а производящиеся ими звуки заметно досаждают обитателям местных экосистем.

В докладе Арктического совета прогнозируется, что к 2030 году уровень подводного шума от судоходства в Северном Ледовитом океане значительно возрастет — почти в четыре раза.

У морских видов, которые полагаются на звук для выживания, это может вызвать стресс и снизить их способность обнаруживать добычу, общаться, ориентироваться и избегать хищников.

Микрофоны ученых, исследующих экосистему Арктики, фиксируют шум, вызванный поиском нефти и газа. Ученые отмечают, что шумовое загрязнение от сейсмических взрывов при исследовании дна распространяется на огромные расстояния, и это негативно влияет на животных.

Такое резкое повышение уровня шума может представлять серьезную опасность для китов, тюленей и других видов животных Северного Ледовитого океана.

Проблема: из-за шума в Арктике киты стали громче кричать, а треска покидает ареалы обитания.

Есть ли решение проблемы шумового загрязнения?

Цель: изучение масштабов и особенностей шумового загрязнения в Арктике

Задачи проекта:

1.Изучить литературу

2.Выяснить влияние подводного шума на морских млекопитающих

3.Провести социологический опрос среди школьников

4.Повысить информированность школьников и широкой общественности о проблеме подводного шума и его последствиях для арктических экосистем.

Объект: Арктика

Предмет: уровень шумового загрязнения

Гипотеза: уровень шумового загрязнения превышает допустимые нормы и оказывает влияние на млекопитающих Арктики.  

Практическая значимость: проект направлен на привлечение общественности к данной проблеме для снижения негативного воздействия антропогенного шума на морские экосистемы региона.

Поэтому я считаю свою работу актуальной, и надеюсь с помощью проекта привлечь внимание школьников и широкой общественности к проблеме шумового загрязнения океанов.

Акватория Северного морского пути - это водное пространство, прилегающее к северному побережью Российской Федерации, охватывающее внутренние морские воды, территориальное море и исключительную экономическую зону Российской Федерации СЕВЕРНЫЙ МОРСКОЙ ПУТЬ: максимальная протяжённость – 2900 миль.

Проблема шумового загрязнения тревожит экологов в течение уже нескольких десятилетий. Однако до недавнего времени Северный Ледовитый океан был чем-то вроде оазиса тишины. Здесь было слишком много льда, и суда ходили южнее. Но потепление климата изменило ситуацию, и грузоперевозчики приноровились срезать путь именно через эти воды.

Киты и другие морские млекопитающие зависят от звука: общение, ориентация, эхолокация, поиск пищи и социальные связи — шум маскирует сигналы, вызывает поведенческие реакции, стресс и изменение миграций. Это признано ИМО (IMO — International Maritime Organization, Международная морская организация), IWC (Международная китобойная комиссия, International Whaling Commission) и рядом исследований.

Арктические виды (белуха, нарвал, гренландский кит, морские тюлени) особенно уязвимы: они эволюционировали в относительно «тихих» звуковых ландшафтах и часто используют низкие/высокие частоты, перекрывающиеся с шумом судов.

Как шум от судов вредит морским обитателям?

Подводный шум— это совокупность звуковых сигналов в водной среде, вызванных природными и антропогенными источниками.

Звук в воде измеряют с помощью гидрофона — подводного эквивалента микрофона

Для измерения подводного шума используют:

Паскали (Па) — единица измерения среднеквадратичного акустического давления.

Децибелы (дБ) — логарифмическая единица, которая показывает во сколько раз давление в звуковой волне сильнее некоторого базового давления.

В подводной акустике в качестве базового давления принято брать 1 мкПа.

Шумят у кораблей не только двигатели. Работа механизмов вызывает вибрации корпуса, передающиеся наружу. Самым же громким является гребной винт. Чем выше скорость судна, тем сильнее этот гул, причем на максимуме он может быть громче рева мотоцикла. Также достойны упоминания ледоколы, которые, как легко догадаться, делают свою работу вовсе не бесшумно.

Поскольку Арктика прогревается почти в четыре раза быстрее, чем остальная часть планеты, таяние морского льда открывает новые маршруты для судоходства и ускоряет промышленную активность во всем регионе. Согласно новому отчету, опубликованному Рабочей группой по защите морской среды Арктики (PAME) Арктического совета, увеличение интенсивности движения судов в сочетании с уменьшением площади морского льда приведет к повышению среднего уровня подводного шума в Северном Ледовитом океане на 5 децибел (дБ) к 2030 году.

Поскольку увеличение на 3 дБ соответствует удвоению интенсивности звука, увеличение на 5 дБ означает увеличение энергии звука под водой почти в четыре раза. У морских видов, которые полагаются на звук для выживания, это может вызвать стресс и резко снизить их способность обнаруживать добычу, общаться, ориентироваться и избегать хищников.

Итак, источники подводного шума это:

1.        Судоходство (главный антропогенный фактор) — винтовые и двигательные шумы.

2.        Сейсморазведка — пневмопуллы дают мощные импульсы низкой частоты.

3.        Промысловая и научная деятельность, бурение, ледоколы.

4.        Природные источники: ветер, волны, лед, биологические звуки.

Весь этот механический шум, распространяясь по океану, непосредственно воздействует на флору и фауну. Низкочастотные звуки распространяются на сотни километров, и этот гул становится неотъемлемой составляющей здешнего акустического фона.

Белухам и гренландским китам можно только посочувствовать, они привыкли находить собеседников на расстоянии в десятки или даже сотни километров. Их разговор состоит из щелчков, свиста и пульсаций, которые тоже распространяются на очень низких частотах. Такой способ коммуникации имеет огромное значение для морских млекопитающих. Если они не слышат друг друга, то не могут найти себе партнера для продолжения рода.

Ученым удалось установить, что гренландские киты сменили способ общения, дабы слышать друг друга в этом гуле – они стали кричать громче и чаще. Если фоновый шум превышает определенный порог, они замолкают – видимо, понимая, что их никто не сможет услышать.

Сообщается даже о том, что киты реже всплывают к поверхности океана, чтобы не подвергать себя воздействию этого акустического кошмара. Стоит также отметить, что многие морские обитатели воспринимают звуки и на довольно высоких частотах. Производящиеся кораблями шумы этого рода могут быть очень интенсивными, они способны вызывать стресс у животных и даже травмировать их слух.

Есть еще один тревожный сигнал: имеются свидетельства того, что, например, арктическая треска, не в силах выдержать слишком шумной среды, практически полностью покинула свой естественный ареал обитания. Это значит, что питающиеся ею кольчатые нерпы и белухи вынуждены искать другие источники продовольствия. Не забудем и о том, что в Арктике обитают несколько видов дельфинов, которые ищут добычу под водой с помощью эхолокации. К их числу относятся косатки. Шум, производящийся кораблями, заглушает их и мешает нормально питаться.

Как ученые предлагают решать проблему шумового загрязнения Арктики?

Как видим, многие животные, обитающие в Арктике, охотятся, общаются и ориентируются с помощью слуха. Повышение уровня шума влияет на них самым непосредственным образом. Хуже всего то, что по мере потепления климата эта проблема будет становиться только серьезнее. По этой причине многие научные коллективы приступили к поиску её решения. Им удалось найти несколько интересных способов снижения громкости антропогенных шумов в океанских водах

Самым простой среди них – это уменьшение скорости движения кораблей. Чем медленнее они передвигаются, тем менее шумными становятся их винты. Соответствующий вывод был сделан учеными, которые замеряли громкость прохождения контейнеровозов через пролив Аро. Выяснилось, что при замедлении хода всего на 5 километров в час шумность винтов падает в два раза.

Возможны и инженерные решения. Так, например, изменение формы винтов способно снизить объем образующихся пузырьков воздуха. Предложен также такой простой выход, как просверливание ряда отверстий в определенных точках на лопастях. Дыры в таких локациях снижают давление вдоль кромок, уменьшают количество пузырьков и почти не влияют на движущую силу винта.

Наиболее радикальным решением этого ряда выглядит изменение формы корпусов кораблей. Если верить результатам проведенных компьютерных симуляций, это позволит судостроителям добиться снижения уровня вибраций и уменьшения шумности. Сюда же, видимо, стоит отнести предложение об использовании поглощающих колебания пружин, которые призваны минимизировать передачу вибраций двигателя сначала на корпус судна, а затем в океан.

Как видим, решение затронутой сегодня проблемы просматривается. Однако ситуация осложняется тем, что все описанные меры по снижению шумности морских судов предпринимаются на добровольной основе.

В Конвенции по Морскому праву 1982 года четко обозначено, что «сохранение живых ресурсов морей и океанов» является одной из приоритетных задач Конвенции. Один из вариантов решения проблемы – процесс создания морских охраняемых районов в Арктике (такие проекты уже есть в России), но он долгий и трудоемкий, рассчитан на долгосрочную перспективу. Решение о создании таких районов зависит во многом от экологической сознательности государств, чтобы экологические интересы перевесили экономические перспективы. Сегодня экологичные суда – лишь исключение из правил. Мировое сообщество должно серьезно заняться этой проблемой.

По данной проблеме был проведен опрос среди школьников Калининского, Выборгского, Кировского, Приморского и Красносельского  районов и взрослого населения Санкт-Петербурга (анкета для опроса находится в Приложении 1).

Число участников опроса: 1200

Результаты социологического исследования

Рис. 1 Диаграмма социологического опроса

В результате социологического опроса  (рис.1) было выяснено, что

41 % - не имеют представления о проблемах экосистемы Арктики

33 % - знают, что такое Северный Морской путь, Арктика, экосистема, но не задумывались о проблемах данного региона

26 % - знают о проблемах экосистемы Арктики и готовы участвовать в деятельности по сохранению видов животных Арктики.

Вся информация о проекте содержится в статье «Шумовое загрязнение Арктики», которая размещена на сайте «Образовательная социальная сеть nsportal.ru» (рис. 2).

Продуктом проекта является серия постеров, содержащих QR – код, ведущий на данную статью. Благодаря этому многие школьники уже узнали о проблемах Арктики и заинтересовались ими.

А также статья прошла проверку на плагиат и будет опубликована в научных изданиях в ноябре 2025 года, и я надеюсь, что информация, собранная в моем проекте будет интересна еще более широкой аудитории.

Публикация проекта

Рис. 2 Публикации проекта

В результате проведенного исследования были определены следующие меры по решению проблемы:

• ограничение шумности судов, маршрутизация;
• технические меры: тихие винты, регулярное техническое обслуживание, снижение скорости;
• временные запреты/ограничения в зонах размножения;
• долгосрочные наблюдения за млекопитающими.

5 марта 2020 г. Президент России В.В. Путин Указом № 164 утвердил основы государственной политики РФ в Арктике до 2035 г. Среди основных задач в сфере охраны окружающей среды – внедрение лучших доступных технологий, обеспечивающих снижение негативного воздействия на окружающую среду при осуществлении хозяйственной и иной деятельности. Поскольку рост шумового загрязнения происходит исходя из экономической выгоды государств-владельцев судов, то и наиболее эффективная мера тоже, наверное, экономическая: нужно как можно активнее поощрять внедрение судов с пониженным шумовым воздействием на окружающую среду. Это можно сделать путем налоговых льгот, снижения платы за нахождение в порту и т.д. Технологии низкого акустического шума сегодня активно используются в подводных лодках, а экономическое поощрение внедрения «зеленых» технологий во многих странах успешно работают на примере замещения традиционных авто электромобилями. И задуматься об этом нужно уже сегодня – Арктика огромный, но очень хрупкий дом для множества самых разных существ.

В проекте показано, что даже незначительное увеличение судоходства может оказать значительное влияние на уровень подводного шума из-за особенностей поведения звука в арктических водах. Низкие температуры позволяют звуковым волнам распространяться дальше, ближе к поверхности воды, а это означает, что шум от судов часто перекрывает звуки, издаваемые плавающими и ныряющими животными, такими как нарвалы, гренландские киты и моржи, которые выходят на поверхность подышать.

Более шумный Северный Ледовитый океан угрожает разрушить акустические среды обитания этих видов, которые важны для здоровья океана, культуры и средств к существованию многих коренных народов, проживающих на побережье. По мере расширения судоходства в национальных водах, подводный шум, по прогнозам, распространится и на ранее тихие места, включая центральную часть Северного Ледовитого океана.

Морские млекопитающие особенно уязвимы, потому что они используют звук для выживания, но воздействие распространяется и на других обитателей океана, таких как рыбы и мидии, что отражается на целых экосистемах

Шумовое загрязнение под водой - невидимая, но быстро растущая угроза в Арктике!!!

Список использованных источников:

1. Багдасарян А.А. Основные экологические проблемы Северного морского пути в перспективе его развития // Российская Арктика. 2020. №9. С. 17-29. Богородский В.В., Гусев А.В. Подлёдные морские шумы. Обзор // Акустический журнал. — 1968. — Т. XIV. — Вып. 2. — С. 153–162.
2. Еняков А.М., Панин О.А. Арктика. «Альманах современной метрологии» № 3 (27) 2021, стр. 117–137
3. Еняков А.М., Панин О.А. Нормированные ограничения допустимых уровней подводного шума гражданских судов // Вестник метролога. — 2018. — № 2. — С. 13–18.
4. Журавель В.П. Наука и новые технологии помогают осваивать и развивать Арктику: российский и европейский подходы // Арктика – 2035: актуальные вопросы, проблемы, решения. 2021. № 2. С. 75-83.
5. Зуева Е.С., Зыкова А.А., Кириченко А.В. Шумовое загрязнение Арктики // Экономика, экология и общество России в 21-м столетии. 2021. Т. 2. № 1. С. 34-38.
6. Малинин В.Н., Вайновский П.А. О причинах первого потепления Арктики в XX столетии // Учёные записки РГГМУ. — № 53. — С. 34–55.
7. Матишов Г.Г. и др. Климат и большие морские экосистемы Арктики // Вестник РАН. — 2017. — Т. 87. — № 2. — С. 110–120.
8. Ученые: из-за шумового загрязнения океана киты стали менять частоту, на которой "поют". URL: https://nauka.tass.ru/nauka/4506425 (дата обращения: 06.10.2025). 8. Шумовое загрязнение угрожает нарвалам. URL:
9. Фролов И.Е., Гудкович З.М., Карклин В.П., Смоляницкий В.М. Изменения климата Арктики и Антарктики — результат действия естественных причин // Проблемы Арктики и Антарктики. — 2010. — № 2 (85).

Вопросы для социологического опроса

1. Что представляет собой Арктика?
2. Какова экосистема Арктики?
3. Знаете ли Вы о проблемах экосистемы Арктики?
4. Важна ли для человека охрана и защита Арктики от шумового загрязнения?
5. Как, по вашему мнению, влияет потепление климата на уровень шумового загрязнения в Арктике?
6. Как шум от судов вредит морским обитателям?
7. Какими способами можно бороться с шумовым загрязнением в Арктике?
8. Как, по вашему мнению, подводный шум влияет на обитателей Арктики, в особенности на китов?
9. Как, по вашему мнению, можно решить проблему шумового загрязнения Арктики?
10. Готовы ли Вы участвовать в деятельности по сохранению млекопитающих Арктики?