Università degli Studi di Pavia

Centro Interdisciplinare di Bioacustica e Ricerche Ambientali

Gli effetti del rumore subacqueo sui mammiferi marini

Gianni Pavan

Nel Mare Mediterraneo la vita marina è minacciata dal degrado dell’habitat dovuto alle attività umane come la pesca, il traffico navale, l'inquinamento, e l'antropizzazione delle coste. Per quanto riguarda l’inquinamento, oltre che essere colpiti da quello chimico, che può contaminare l’intera rete trofica marina, i cetacei possono anche essere colpiti dall'inquinamento acustico.

L'ambiente subacqueo ha le sue proprie particolarità acustiche e i cetacei sono straordinariamente bene adattato ad esse. In questi mammiferi, la comunicazione acustica ha acquisito un ruolo privilegiato rispetto agli altri canali di comunicazione. I mammiferi marini vivono in un mezzo che trasmette poco la luce ma attraverso il quale il suono si propaga bene e velocemente, anche a grandi distanze. Per questo i mammiferi marini si affidano al suono per comunicare, investigare l'ambiente, trovare le prede ed evitare gli ostacoli.

L'effetto del rumore di origine umana sull'ambiente marino è un problema nuovo per gli scienziati. Sappiamo che il rumore può influenzare il benessere fisico e psichico dell’uomo e per questo le direttive e le leggi hanno individuato precisi limiti alle emissioni acustiche potenzialmente dannose. La nostra conoscenza dell'impatto del rumore sull'ambiente marino è invece limitata, ma ultimamente il problema è stato sempre più preso in considerazione. Il rumore subacqueo e le vibrazioni prodotte dalle attività umane possono venire da molte fonti: il traffico navale, le barche turistiche, le indagini goesismiche, la perforazione dei fondali, gli ecoscandagli, i dispositivi di telemetria, gli esperimenti oceanografici, le esplosioni subacquee, i sonar militari e civili, i lavori di costruzione e le industrie sulla costa, ecc. Questi rumori possono interferire variamente con la vita animale. L'ambiente marino di per sé include delle fonti di rumore: il movimento dell’acqua, le onde, il vento, la pioggia, le attività vulcaniche e i terremoti, sono delle fonti acustiche che possono avere un impatto sugli animali. Tuttavia, essi si sono adattati alle caratteristiche acustiche dell’ambiente naturale anche elaborando convenienti sistemi di comunicazione

L’esposizione al rumore può produrre una ampia gamma di effetti sui mammiferi marini. Un suono a basso livello può essere udibile dagli animali senza produrre alcun effetto visibile. Aumentando il livello il suono può disturbare gli animali ed indurre l’allontanamento o altre modifiche del comportamento. Se gli animali per qualunque ragione non possono evitare una fonte di rumore, possono essere esposti a condizioni acustiche capaci di produrre effetti negativi, che possono andare dal disagio e stress fino al danno acustico vero e proprio con perdità di sensibilità uditiva, temporanea o permante. L’esposizione a rumori molto forti, come le esplosioni a breve distanza, possono addirittura produrre danni fisici ad altri organi oltre che a quelli uditivi.

L'effetto fondamentale di un trauma acustico è la diminuzione della capacità uditiva che si manifesta come innalzamento della soglia di sensibilità, che corrisponde ad una perdita di sensibilità uditiva. Le perdite di capacità uditive sono generalmente classificate come innalzamento temporaneo (TTS) o permanente (PTS) del livello di soglia. Poichè l’intensità e la durata dell’esposizione possono agire sinergicamente per aumentare il danno all’udito, le esposizioni lunghe o ripetute a livelli che per brevi durate provocano TTS possono anche produrre una perdita uditiva permanente (PTS). Questo significa che sia il livello che la durata di esposizione possono condurre al danno acustico. L'esposizione al rumore può avere un effetto anche se al di sotto dei livelli che provocano perdità di sensibilità uditiva. L’esposizione cotinua a rumori di basso livello può produrre una varietà di effetti, potenzialmente significativi ma difficile da valutare, con ripercussioni sul comportamento e sul benessere psicofisico che possono avere un impatto a lungo termine sulle popolazioni di mammiferi marini. Come la riduzione di sensibilità uditiva, così anche l’aumento del rumore di fondo dell’ambiente può ridurre la capacità degli animali di percepire l'ambiente, di comunicare, sentirsi l'un l'altro, e di percepire i deboli echi deboli dei loro impulsi di biosonar.

Da poco tempo questi temi hanno iniziato ad essere discussi e presi seriamente in considerazione in relazione ai problemi di conservazione dei mammiferi marini.
Nel 1995 la Marina Militare italiana ha cominciato a affrontare questo problema e, basandosi su principi di precauzione, ha iniziato a limitare le esercitazioni sonar nel Santuario dei Cetacei del Mare il Ligure.

Nel maggio 1996, nel Golfo di Kyparissiakos, sulla costa occidentale di Grecia Ionica, uno spiaggiamento di numerosi zifi ha focalizzato il problema dell’impatto dei sonar. Lo spiaggiamento avvenne negli stessi giorni e nella stessa area di un test sonar della NATO e benchè studi successivi non abbiano potuto spiegare quanto successo, ulteriori episodi negli anni successivi (Bahamas, marzo 2000; Canarie 2002 e altri) hanno aumentato l'attenzione internazionale su questo problema indicando l’esistenza di un serio problema ambientale legato all’uso di certe categorie di sonar.

Comunque, dobbiamo ricordare che non solo i sonar emettono alti livelli di rumore sott’acqua e che pertanto sarebbe necessario un censimento di tutte le fonti di rumore e una valutazione dei rispettivi contributi al rumore ambiente complessivo per avere un'immagine completa della situazione. In più, dobbiamo considerare che rumori e vibrazioni si possono propagare dalle coste; in certe condizioni i rumori dei lavori di costruzione su una costa rocciosa o le vibrazioni prodotte da un’industria si propagano in mare per decine di miglia.

Consideriamo di solito due tipi principali di inquinamento da rumore. Uno è l'inquinamento acuto e puntuale, prodotto in una posizione per un periodo definito di tempo, per esempio un test sonar o una esplorazione geofisica, mentre l’altro è l'inquinamento diffuso e continuo, ad esempio quello dovuto al traffico navale, dovuto alla somma di un grande numero di fonti in continuo movimento.

Il traffico navale è un esempio di inquinamento diffuso che può riguardare aree molto ampie. Il rumore da traffico navale può essere ridotto abbassando il rumore irradiato dai motori e dalle eliche, e modificando le rotte di navigazione per evitare le aree sensibili come le aree di riproduzione e di alimentazione nonchè le rotte di migrazione migratori.
In relazione a questo, si devono studiare i modelli di propagazione e gli effetti cumulativi dovuti alle esposizioni multiple e prolungate per arrivare ad elaborare un preciso modello di impatto ambientale.

L'inquinamento acuto sembra essere più facilmente gestibile. Le Regolamentazioni per la riduzione del danno da rumore sono in corso di sviluppo e implementazione da parte di istituzioni istituzioni militari e civili al fine di minimizzare gli effetti di rumore irradiato; questo può essere ottenuto scegliendo attentamente le aree e i periodi più adatti per condurre operazioni potenzialmente dannose, evitando quindi le aree di maggior densità e gli habitat critici. Inoltre, durante le operazioni, si deve attuare una costante verifica che nessun animale sia nell'area di maggior irradiazione o vi si stia avvicinando. Questo può essere conseguito combinando ad esempio l'osservazione visuale con l’ascolto dei suoni subacquei emessi dagli animali.

Al Saclant Undersea Research Center della NATO è nato il progetto SOLMAR (Sound, Oceanography and Living Marne Resources) mirato allo sviluppo di una Policy che consenta di utilizzare sorgenti sonar di alta potenza in condizioni di sicurezza per l’ambiente marino.
E’ tuttavia ancora incerta la determinazione di livelli di esposizione sicuri, non solo in relazione a possibili effetti PTS e TTS, ma anche in relazione a effetti comportamentali a breve e lungo termine.

Al momento, non esistono infatti studi che indichino i livelli di sensibilità per le varie specie e continuano ad essere discussi diversi modelli di sensibilità ai traumi acustici.

Molti studi hanno dimostrato delle risposte comportamentali a rumori prodotti dall’uomo. Questi studi mostrano come gli effetti possono variare largamente a seconda del tipo di suono, delle condizioni di propagazione locali, della sensibilità degli animali, che varia secondo la specie, il comportamento, il contesto sociale, e altri fattori.

L’Office of Naval Research (ONR-USA) sovvenziona attualmente molti progetti di ricerca su questo soggetto. Lo scopo dell'ONR è aumentare la conoscenza sui mammiferi marini e la loro sensibilità all’esposizione al rumore, per consentire alle Marine Militari di operare entro i limiti di sicurezza in conformità con il Marine Mammals Protction Act (MMPA).
Ricerche in questo settore sono anche sovvenzionate dalle compagne petrolifere che devono mitigare gli effetti delle operazioni di prospezione sismica con airgun per la ricerca di petrolio. Anche se il numero di studi su questo soggetto è aumentato negli anni recenti, la scarsa disponibilità di informazioni scientifiche sui rapporti di causa-effetto limità la nostra capacità di capire gli effetti a lungo termine ed adottare strategie di conservazione appropriate.

Negli ultimi decenni le tecnologie acustiche subacquee sono diventate disponibile per le istituzioni di ricerca civili, aprendo così nuove possibilità per studiare i mammiferi marini. Ciò nonostante, il comportamento acustico di soltanto un piccolo numero di specie è stato descritto. Attualmente l’interesse dei ricercatori, oltre che ad aumentare il numero delle specie studiate è rivolto a temi di più ampio respiro come le strategie d’uso degli ambienti, l’identificazione degli habitat critici e lo studio dell’impatto delle attività umane.

Le conoscenze sugli habitat critici dei mammiferi marini sono molto scarse. La mancanza di adeguate conoscenze sulla distribuzione, dimensione e dinamica delle popolazioni, sui cicli riproduttivi, le abitudini migratorie, la sensibilità alle attività umane, i ruoli ecologici, capacità di comunicazione, limita drammaticamente la nostra capacità di sviluppare le strategie e le linee di condotta per la loro conservazione. Ciò rende tutte le specie di cetacei vulnerabili al degrado dell’habitat e all’aumento del disturbo antropico particolarmente nel lungo termine.

Oltre che applicare i generali principi di protezione dell’ambiente e i principi di precauzione, nuovi finanziamenti per la ricerca e incisive misure sono necessarie con urgenza per aumentare le nostre conoscenze sugli habitat critici, anche consioderando gli aspetti acustici, e per ridurre l’impatto diretto e indiretto delle attività umane. La ricerca scientifica coordinata e finanziata a livello internazionale è il presupposto necessario per raggiungere questi obiettivi.

Gianni Pavan
Centro Interdisciplinare di Bioacustica e Ricerche Ambientali
Università degli Studi di Pavia, Italia
http://www.unipv.it/cibra

Articolo pubblicato, in inglese, sul bollettino di ACCOBAMS, numero 4, del 2002.

Selected References

Au, 1993. The sonar of dolphins. Springerl-Verlag
Urick, 1983. Principles of underwater sound. McGraw Hill
Richardson et al., 1995. Marine Mammals and Noise. Academic Press
AA.VV., 2000. Marine Mammals and Low-Frequency Sound: Progress Since 1994. National Academic Press
Gisiner (Editor), 1998. Proceedings of the workshop on the effects of anthropogenic noise in the marine environment. Available in pdf format at
http://www.onr.navy.mil/sci_tech/personnel/cnb_sci/proceed.pdf
AA.VV., 2003. Ocean Noise and Marine Mammals. The National Academies Press, Washington DC: 1-192.

Esempi di rumore che può avere un impatto sull'ambiente marino ... in arrivo

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Created August 2006, updated September 2006