"Influence of vibroseismic sound waves on the behavior of blue whales"
Creators: name: Schnitzler, Joseph
name: Baltzer, Johannes
name: Maurer, Nina
Publisher: name: Umweltbundesamt
Year: 2022

description: Schall ist das sensorische Signal, das sich am weitesten im Ozean ausbreitet. Es wird von der Meeresfauna verwendet, um die Meeresumwelt zu erfassen und für die intra- und interspezifische Kommunikation bei Meerestieren, von Wirbellosen bis hin zu Großwalen. Vormals unberührte Regionen wie die Arktis unterliegen derzeit einem schnellen Wandel, der durch anthropogene Nutzung und globale Erwärmung getrieben wird. Die Arktis ist für viele Meeresorganismen von zentraler Bedeutung, beispielsweise für die nahrungssuchende Blauwale. Da intensive Schallemissionen wie sie bei der Öl- und Gasexploration vorkommen, große Auswirkungen auf Meeressäuger haben können, ist es wichtig, nach alternativen Schallquellen zu suchen. Ziel des Projekts ist es, die Reaktionen von Blauwalen auf synthetisch erzeugte akustische Signale von Marine Vibratoren (MV) in ihren Nahrungsgründen zu untersuchen. Das Verhalten von Blauwalen wurde mit akustischen und bewegungsbasierten Aufnahmegeräten gemessen, die den empfangenen Schallpegel am Tier sowie dessen Tauchparameter aufzeichneten. Ein Unterwasserlautsprecher (Argotec-Schallquelle, SS-2) wurde verwendet, um die Tiere tieffrequenten Geräuschen ähnlich denen von MVs auszusetzen, während die Verhaltensreaktionen an den besenderten Tieren gemessen wurden. Darüber hinaus wurden visuelle Beobachtungen und akustische Bojen verwendet, um weitere Verhaltensreaktionen aufzuzeichnen. Der Quellschallpegel des Lautsprechers betrug 180-188 dB re 1 MikroPa in 1 m Entfernung, wobei die gemessenen Empfangspegel in verschiedenen Bereichen während der kontrollierten Expositionsversuchen analysiert wurden. Der maximale Abstand zum Lautsprecher, in der Verhaltensreaktionen einschließlich akustischer Reaktionen erwartet werden, wurde gemäß dem NMFS (2022) Verhaltensreaktionskriterium für Meeressäuger von 120 dB re 1 MikroPa auf 11,1 km modelliert. Während der Schallexposition wurden Veränderungen im Verhalten der Blauwale in Bezug auf die an der Oberfläche verbrachte Zeit (&lt; 2 m Wassertiefe) für die Dauer des Tauchgangs und die Zeit nach dem Tauchgang festgestellt. Besenderte Tiere suchten vor der Schallexposition kontinuierlich nach Nahrung, stoppten die Nahrungssuche jedoch kurzzeitig während sie dem MV-Schall ausgesetzt warenund zeigten in dieser Zeit Tauchgänge ohne Nachrungssuchverhalten. Wir beobachteten, dass Blauwale die Amplitude, Dauer, Wiederholungsrate und Frequenz ihres Rufsignals veränderten, was als Kompensationsmechanismus für erhöhte Umgebungsgeräusche interpretiert werden kann. Diese Fähigkeit, Maskierungsgeräusche durch Anpassung ihrer Vokalisierung zu überwinden, ist von entscheidender Bedeutung um trotz des Vorhandenseins von vibroseismischen Schallsignalen zu kommunizieren. Diese Reaktionen traten bei Walen innerhalb des 11-km-Reaktionsradius auf. Trotz des Fehlens direkter Vergleichsstudien kann davon ausgegangen werden, dass die Reaktionen der Blauwale auf MVs wahrscheinlich weniger schwerwiegend sind als bei anderen Schallquellen (wie z.B. Airguns) die für die Öl- und Gasexploration eingesetzt werden. Diese Studie unterstreicht aber auch, dass beim Einsatz von MVs in geringerer Entfernung von Blauwalen mit Vorsicht vorgegangen werden muss. Quelle: Forschungsbericht
description: Sound is the sensory cue that travels farthest through the ocean. It is used by the marine fauna to interpret the marine environment and for intra- and inter-specific communication in marine animals, ranging from invertebrates to large whales. Previously pristine regions such as the Arctic are currently under rapid change driven by human exploitation and global warming. The Arctic is of key importance for many marine organisms, such as feeding blue whales. As intense sound emissions from e.g., oil and gas exploration may have large effects on marine mammals, it is important to look for alternative sound sources. The aim of the project is to study the reactions of blue whales to synthetically generated marine vibroseismic acoustic signals on their feeding grounds. The behaviour of blue whales was measured using combined acoustic and behavioural tags recording received sound level at the animal as well as their dive parameters. An underwater loudspeaker (Argotec sound source, SS-2) was used to expose animals to low-frequency sounds similar to those of Marine Vibrators (MVs), while behavioural responses were measured by the animal-borne tag. Additionally, visual observations and acoustic buoys were used to record further behavioural responses. The source level of the loudspeaker was found to be 180-188 dB re 1 MikroPa at 1 m, by analysing measured received levels at different ranges during the Controlled Exposure Experiments. The maximum distance to the loudspeaker where behavioural changes, including acoustic responses, are expected to occur, following the NMFS (NMFS, 2022) marine mammal behavioural response criterion of 120 dB re 1 MikroPa, was modelled at a range up to 11.1 km. During the sound exposure changes in blue whale behaviour were found in time spent at the surface (&lt; 2 m water depth) for dive and post-dive duration, compared to the baseline behaviour. Tagged animals were continuously foraging before exposure, but stopped briefly foraging during vibroseismic playback, displaying only non-foraging dives activities. We observed that blue whales changed their signalââą Ìs amplitude, duration, repetition rate, and frequency, which can be interpreted as a compensatory mechanism for increased ambient noise. This ability to overcome masking noise by adjusting their vocalisation is crucial for communicating despite the presence of vibroseismic signals. These reactions occurred for whales within the 11 km behaviour response range. Despite the lack of direct comparative studies, it can be assumed that the reactions of the blue whales are probably less severe for MVs than other sound sources used for oil and gas exploration (such as airguns), however our study emphasize the need for cautionary approaches when using MVs at closer ranges from blue whales. Quelle: Forschungsbericht