在海面之下，運作著一個龐大而看不見的世界。
數十億微小的生物隨水漂流，將陽光轉化為有機物質，釋放氧氣，並成為海洋生命後續環節的食物。牠們沒有耳朵，但這並不代表周遭的聲響對牠們毫無影響。
即便是浮游生物，也存在於共同的物理空間之中——身處洋流、壓力、光線、化學訊號與水體振動之間。
一項新研究顯示：運轉中的海上風力發電場所發出的低頻嗡鳴，能夠改變自然浮游生物群落內部的過程。僅僅暴露22小時之後，浮游植物便開始加速生長，水體的氧氣平衡也隨之改變。
海洋在科學家幾乎未曾預料會聽見回應的地方，對人類的聲音作出了回應。
挪威水域中的實驗
這項研究由一支國際團隊進行，由朱斯蒂娜·庫爾布萊斯與挪威科技大學（NTNU）的海洋生物聲學家安娜·希羅維奇領導。蒙彼利埃大學、CNRS、Ifremer、比利時皇家自然科學研究所及漢堡大學的專家也參與了這項工作。
該計畫由挪威研究理事會資助，屬於以下計畫的一部分： PURE WIND，該計畫致力於研究海上風電的聲音對生態系統的影響。
如何在海中重現發電場的嗡鳴
研究人員希望讓實驗更接近真實的海洋環境。因此，他們並未在無菌條件下培養單一實驗室物種，而是採用了一個沿海潟湖的自然群落，其中包含浮游植物以及以之為食的浮游動物。
樣本被放入實驗容器——即直接置於海洋環境中的微型生態系統。隨後，研究人員在水下播放運轉中的海上風力發電場的真實錄音。
實驗包含三種聲音模式：
- 對照組，僅聽見潟湖的自然背景聲——約 80分貝，相對於1微帕；
- 中等噪音水平——約 94分貝；
- 較高噪音水平——約 106分貝。
暴露涵蓋的頻率範圍從 50至2400赫茲 ，並持續了 22小時。
水下分貝無法與空氣中習以為常的噪音數值直接相比：水中採用的是另一種參考基準，而且聲音本身的傳播方式也不同。因此，上述數字所描述的是實驗條件之間的差異，並不表示浮游生物身處的環境，其音量相當於家用電器或演唱會。
研究人員測量了浮游植物的生長速率、浮游動物對其攝食的強度，以及氧氣濃度的變化。
22小時內發生了什麼變化
在播放風力發電場噪音的組別中，浮游植物的生長速度在統計上顯著快於對照條件。
與此同時，水體中觀察到更為正向的氧氣平衡。作者認為，這可能顯示初級生產力增強——即微小藻類與藍綠菌利用光製造有機物質並釋放氧氣的過程。
不過，浮游動物攝食浮游植物的速度，在三組之間並無顯著差異。
於是形成一幅不尋常的圖景：植物性生物量的生產發生了變化，而在這項短期實驗中，其消耗量卻大致維持不變。
但不能因此將此視為噪音已獲證實的益處。
單一環節的加速生長，可能打破各過程原有的比例關係。倘若有機物質的生產與消耗開始出現落差，隨著時間推移，這可能影響氧氣狀況、營養元素的循環、水體透明度，以及食物網中的能量分配。
目前這僅是可能出現的後果。這項研究顯示的是短期反應，並未追蹤其在數週、數月或數年後會導致什麼結果。
浮游生物如何可能對聲音作出反應
「聽見」這個詞在這裡只是一種比喻。
浮游植物並不像人類、鯨魚或魚類那樣感知聲音。但聲音是一種物理運動：壓力波與水粒子的振動。它們可能直接作用於微生物，或改變其周遭的條件。
可能的機制有數種。振動能夠影響水的混合、細胞與營養物質的接觸、它們相對於光的位置、生理狀態，以及群落成員之間的互動。
然而，這項新研究並未確定究竟是何種機制引起了生長的加速。它記錄的是自然群落對某一特定短期聲音模式作出反應這一事實本身。
要理解其中的因果鏈，還需要更多實驗：以單一物種與混合群落為對象，並改變作用持續時間、頻率、訊號強度與環境條件。
海洋生命的根基
浮游植物很容易被忽略。單一細胞可能肉眼不可見，但這些生物合在一起，卻做著行星尺度的工作。
它們構成眾多海洋食物網的基礎。浮游動物以它們為食，而浮游動物又成為魚類、鳥類與海洋哺乳動物的食物。浮游植物參與生產生物圈中相當大一部分的氧氣，並固定碳，其中一部分碳隨時間被帶往海洋深層。
因此，其生長的改變並非局限於實驗容器中的小事。這是一個訊號，顯示可能影響到整條鏈的起點，而遠為巨大的生命形式都依賴於這條鏈。
以往關於水下噪音的研究，主要集中於鯨魚、海豚、魚類及其他利用聲音來溝通、定向與覓食的動物。這項新研究拓展了問題：如果工業聲響傳到那些並不具備慣常聽覺系統、卻存在於同一物理環境中的生物，會發生什麼？
綠色能源也有聲音
海上風電對於減少對化石燃料的依賴是必要的。然而，更潔淨的能源並不會因此對自然完全隱形。
施工工程可能特別嘈雜——例如安裝渦輪機基座時打樁。但已在運轉的設施同樣會產生持續的低頻振動：葉片的旋轉、機械的運轉與結構的震動，會經由基礎傳入水中與海床。
這項研究並未證明海上發電廠正在破壞浮游生物群落。它也沒有整體評估某一座具體運轉中的風力發電廠。研究人員是在受控的微宇宙實驗中重現其錄音。
但這項研究顯示，在規劃海上能源時，只考慮看得見的動物是不夠的。水下聲音可能穿越生態系統的不同層級，包括其微觀的根基。
或許未來的渦輪機不僅要依其發電量來評估，還要依它們在海洋中留下的聲學痕跡來評估。
今天，海洋提醒了我們什麼？
它提醒我們：在一個活的系統中，沒有真正微小的參與者，也沒有孤立的影響。
人類安裝渦輪機，是為了把空氣的運動轉化為電力。機械產生振動。振動進入水中。水把它們傳給微觀的細胞——於是在這個看不見的群落內部，生命的流轉發生了改變。
即使是最輕微的技術嗡鳴，也成為海洋空間的一部分。它與洋流、動物的活動、沉積物的窸窣聲以及水本身的自然振動一同，匯入整體的樂譜。
海洋提醒了我們：每一項由人類創造的技術，都會與早已存在的生命建立關係。因此，真正的環保不僅始於潔淨的能源來源，也始於能否聽見整個系統的回應——直到它最微小的居民。
浮游生物沒有耳朵。但海洋把我們的聲音傳給了它——而生命以改變自身的節奏作為回應。
