海面之下，运转着一个庞大而无形的世界。
数以十亿计的微小生物随水漂流，把阳光转化为有机物，释放氧气，并成为海洋生命后续环节的食物。它们没有耳朵，但这并不意味着周围的声响对它们毫无影响。
即便是浮游生物，也存在于同一个物理空间之中——身处水流、压力、光线、化学信号与水体振动之间。
一项新研究表明：运转中的海上风电场发出的低频轰鸣，能够改变自然浮游生物群落内部的进程。仅仅暴露22小时，浮游植物便开始加快生长，水体的氧平衡也随之改变。
海洋在科学家几乎未曾料到会听到回应的地方，对人类的声音作出了回应。
挪威水域中的实验
这项研究由一支国际团队完成，由朱斯蒂娜·库尔布莱斯和来自挪威科技大学（NTNU）的海洋生物声学家安娜·希罗维奇领导。参与这项工作的还有蒙彼利埃大学、法国国家科学研究中心（CNRS）、法国海洋开发研究院（Ifremer）、比利时皇家自然科学研究所和汉堡大学的专家。
该项目由挪威研究理事会资助，属于 PURE WIND计划，该计划致力于研究海上风电声音对生态系统的影响。
如何在海上重现风电场的轰鸣
研究人员希望让实验尽可能贴近真实的海洋环境。因此，他们并未在无菌条件下培养单一的实验室物种，而是采用了沿海潟湖中的自然群落，其中包括浮游植物以及以其为食的浮游动物。
样本被放入实验容器——即直接置于海洋环境中的微型生态系统。随后，在水下播放运转中的海上风电场的真实录音。
实验包含三种声音模式：
- 对照组，只听到潟湖的自然背景声——约为 80 dB，相对于1 μPa；
- 中等噪声水平——约为 94 dB；
- 较高噪声水平——约为 106 分贝。
暴露所涵盖的频率范围为 50 至 2400 赫兹 并持续了 22 小时。
水下分贝不能直接与空气中常见的噪声数值相比较：水中使用不同的参考量，而且声音本身的传播方式也不同。因此，上述数字描述的是实验条件之间的差异，并不意味着浮游生物所处的位置靠近某个在响度上可与家用电器或音乐会相提并论的声源。
科学家测量了浮游植物的生长速度、浮游动物对其摄食的强度以及氧浓度的变化。
22 小时内发生了什么变化
在播放风电场噪声的各组中，浮游植物的生长速度在统计上显著快于对照组条件。
与此同时，水体中观察到更为正向的氧平衡。作者认为，这可能表明初级生产有所增强——即微型藻类和蓝细菌利用光制造有机物并释放氧气的过程。
不过，浮游动物摄食浮游植物的速度在三组之间并无显著差异。
由此形成了一幅不寻常的图景：植物生物量的生产发生了变化，而在短期实验范围内其消耗量却大致保持不变。
但不能把这当作噪声有益的确凿证据。
某一环节的加速生长有可能打破各过程之间原有的比例关系。如果有机物的生产与消耗开始出现背离，久而久之便可能影响氧状况、营养元素的循环、水体透明度以及食物网中的能量分配。
目前这些还只是可能出现的后果。这项研究展示的是短期反应，并未追踪它在数周、数月或数年之后会导致什么结果。
浮游生物可能如何对声音作出反应
这里的“听见”一词是一种比喻。
浮游植物并不像人类、鲸或鱼那样感知声音。但声音是一种物理运动：压力波和水体粒子的振动。它们可以直接作用于微生物，也可以改变其周围的环境条件。
可能的机制有若干种。振动能够影响水的混合、细胞与营养物质的接触、它们相对于光的位置、生理状态以及群落成员之间的相互作用。
然而，这项新研究并未确定究竟是哪一种机制引起了生长的加快。它记录的只是一个事实：自然群落对某种特定的短时声音模式作出了反应。
要弄清其中的因果链条，还需要更多实验：针对单个物种和混合群落，采用不同的作用时长、频率、信号强度和环境条件。
海洋生命的基础
浮游植物很容易被忽视。单个细胞可能肉眼不可见，但这些生物合在一起却完成着行星尺度的工作。
它们构成了众多海洋食物网的基础。浮游动物以它们为食，而浮游动物又成为鱼类、鸟类和海洋哺乳动物的食物。浮游植物参与生产生物圈中相当大一部分氧气，并固定碳，其中一部分碳随时间被输送到海洋深层。
因此，它们生长的变化并非局限于实验容器中的小事。这是一个信号，表明可能影响到那条链条的起点，而远比它们庞大的生命形式都依赖于这条链条。
以往关于水下噪声的研究主要集中于鲸、海豚、鱼类以及其他利用声音进行交流、定向和觅食的动物。这项新工作拓展了问题：如果工业声响传到了那些并不具备通常听觉系统、却存在于同一物理环境中的生物身上，会发生什么？
绿色能源也有声音
海上风电对于减少对化石燃料的依赖是必要的。然而，一种在生态上更清洁的能源并不会因此对自然完全隐形。
施工工程可能尤其响亮——例如安装涡轮机基础时的打桩。但已经运行的设施同样会产生持续的低频振动：叶片的旋转、机械的运动以及结构的振动，都会通过地基传入水体和海底。
这项研究并未证明海上电站正在破坏浮游生物群落。它也没有对某一座具体运行中的风电场进行整体评估。科学家是在受控的微型生态系统实验中回放其录音。
但这项工作表明，在规划海上能源时，仅考虑肉眼可见的动物是不够的。水下声音可能穿越生态系统的各个层级，包括其微观基础。
或许，未来的涡轮机不仅需要按其发电量来评估，还需要按它们在海洋中留下的声学痕迹来评估。
今天海洋提醒了我们什么？
它提醒我们：在一个生命系统中，没有真正微不足道的参与者，也没有孤立的影响。
人类安装涡轮机，是为了把空气的运动转化为电能。机械装置产生振动。振动进入水中。水把它们传递给微小的细胞——于是在这个看不见的群落内部，生命的进程发生了改变。
即便最轻微的技术嗡鸣，也会成为海洋空间的一部分。它与洋流、动物的运动、沉积物的沙沙声以及水体自身的自然振动一起，汇入总谱之中。
海洋提醒了我们：每一项人类创造的技术，都会与早已存在的生命建立关系。因此，真正的环保不仅始于清洁的能源来源，也始于一种能力——听见整个系统的回应，直至其最微小的居民。
浮游生物没有耳朵。但海洋把我们的声音传给了它——而生命则以改变自身节奏作为回应。
