海底播歌可以救地球?解構水底喇叭修復珊瑚礁嘅科學原理
全球暖化令珊瑚面臨嚴重白化危機,澳洲大堡礁等名勝亦受重創。不過科學家最近搵到一個意想不到嘅救星:水底喇叭!只要喺海底播放健康珊瑚礁嘅「熱鬧聲音」,就可以吸引魚群同海洋生物游返去受損區域定居。呢項技術由澳洲大堡礁開始實驗,而家更引入到牙買加,結合3D打印同實驗室培植珊瑚,有望加速海洋生態自我修復。
水底喇叭成珊瑚救星?拆解牙買加修復海洋生態嘅嶄新科技
珊瑚礁係海洋之中最重要嘅生態系統之一,唔單止為無數海洋生物提供棲息地,更加係維持整個海洋健康嘅關鍵。但係,隨住全球暖化同氣候危機日益嚴重,世界各地嘅珊瑚礁正逐漸步向死亡。著名嘅澳洲大堡礁(Great Barrier Reef)亦正面臨被徹底破壞嘅嚴重威脅。喺呢個嚴峻嘅時刻,科學界搵到一個令人意想不到嘅拯救工具——水底喇叭。
近期,一個跨國科研團隊喺牙買加(Jamaica)海岸線展開咗一項針對白化珊瑚礁嘅拯救計劃。所謂「珊瑚白化」(Coral Bleaching),係指當海水溫度過高,珊瑚會驅逐體內共生嘅微海藻,導致本身色彩鮮豔嘅珊瑚變成毫無生氣嘅灰白色。白化咗嘅珊瑚雖然變得非常脆弱,甚至面臨死亡邊緣,但其實仲未完全絕望。團隊希望透過放置水底喇叭,播放健康珊瑚礁系統常見嘅聲音(例如魚類活動嘅噪音),從而將更多海洋生物引誘返去白化區域,協助珊瑚礁重新恢復生機。
呢個做法聽落好似科幻情節,但其實背後有著紮實嘅科學基礎。為咗令大家更深入了解呢個嶄新嘅保育科技,我哋會由科學原理、過往成功案例,一路剖析到牙買加目前嘅最新進展。
點解海底需要「播歌」?解構海洋聲音導航系統
喺一般人嘅印象之中,海底世界應該係寧靜而神秘嘅。但事實上,一個健康嘅珊瑚礁其實非常之「嘈吵」。健康嘅珊瑚礁好似一個繁華嘅海底城市,充滿住各種生物發出嘅聲音:有槍蝦(Snapping Shrimp)合埋雙螯時發出嘅「啪啪」聲、魚類覓食同保護地盤時嘅低鳴聲,仲有海流穿梭珊瑚之間嘅水流聲。
相反,一個經歷過白化同衰退嘅珊瑚礁,就會變得死氣沉沉,甚至完全寂靜。呢個「靜局」會引發一個惡性循環。海洋生物學家指出,好多魚類幼魚同珊瑚幼蟲(Coral Larvae)喺茫茫大海之中漂浮時,其實係靠聽覺嚟尋找適合定居嘅家園。當受損嘅珊瑚礁失去咗原本嘅喧鬧聲,就無法吸引新世代嘅海洋生物前來定居;缺乏魚類幫手清理海藻同維持生態平衡,珊瑚礁就更加難以復原。
因此,科學家提出咗「聲學豐富化」(Acoustic Enrichment)呢個概念。邏輯非常直接:既然魚群係靠聲音搵屋企,只要我哋將熱鬧嘅聲音帶返去死寂嘅珊瑚礁,就有機會呃過海洋生物,吸引佢哋重新進駐,從而打破衰退嘅惡性循環。
澳洲大堡礁實驗:水底喇叭嘅第一次實戰證明
牙買加項目嘅靈感,其實源自於幾年前喺澳洲大堡礁進行嘅一項先導研究。呢項研究結果後來更被刊登喺權威科學期刊《Nature》上面,引起全球保育界嘅廣泛關注。
當時,來自澳洲海洋科學院(Australian Institute of Marine Science)、詹姆斯庫克大學(James Cook University)等多間機構嘅研究人員組成團隊,去到大堡礁蜥蜴島(Lizard Island)附近一個因為嚴重白化而導致大量當地珊瑚死亡嘅海域進行測試。
為咗驗證聲音到底有冇助於恢復珊瑚礁生態,團隊利用死珊瑚嘅碎石,建造咗33個小型嘅人工珊瑚礁,並將佢哋放置喺受損珊瑚礁嘅附近。當中一部分嘅人工珊瑚礁配備咗水底喇叭,連續40日不間斷咁播放健康珊瑚礁嘅錄音;而另一部分則作為對照組,保持安靜。
經過40日嘅測試期之後,結果令人非常鼓舞。研究發現,裝有水底喇叭嘅人工珊瑚礁,所吸引到嘅魚類數量係冇聲音嗰批嘅兩倍。而且,魚群喺有喇叭嘅區域定居嘅速度亦明顯快得多。研究人員進一步觀察到,雖然有部分幼魚喺自然環境下會被掠食者捕食,但有喇叭嘅珊瑚礁上,魚群數量喺整個研究期間一直保持穩定,證明持續有新嘅魚類抵達並補充數量。
更重要嘅係,被聲音吸引過嚟嘅魚群種類非常多樣化,包括咗草食性、肉食性同雜食性嘅魚類。因為唔同魚類喺維持珊瑚礁健康方面扮演住唔同嘅角色(例如有啲專門食走覆蓋喺珊瑚上面嘅有害海藻),所以將多樣化嘅魚群帶返去退化區域,可以大幅加快自然恢復嘅步伐。呢個研究清楚指出,將呢種技術應用喺其他受損珊瑚礁絕對有其價值。
牙買加海岸嘅嶄新嘗試:結合藝術與科學嘅保育戰
見到大堡礁實驗嘅成功,全球各地嘅保育人士開始尋找複製成功經驗嘅可能性。幾年後嘅今日,一個背景多元嘅團隊決定攜手合作,將呢個「聲學豐富化」技術帶到牙買加嘅水域。
呢個牙買加項目唔單止應用咗水底喇叭,仲結合咗藝術創作同先進嘅實驗室培植技術。整個計劃嘅運作模式可以分為三個核心部分:
1. 3D打印人工珊瑚雕塑
來自意大利嘅藝術家 Marco Barotti 參與咗呢個項目,佢利用 3D 打印技術,以真實珊瑚嘅掃描數據作為基礎,製作出可以放置喺海底嘅人工珊瑚雕塑。呢啲雕塑唔單止外型上模仿自然環境,更為即將重生嘅生態系統提供咗一個堅實嘅物理基礎,等海洋生物有地方可以依附同隱藏。
2. 實驗室培植珊瑚幼體
科學家 Bethany Dean 負責喺實驗室入面進行珊瑚嘅人工繁殖。因為喺氣候變暖嘅環境下,珊瑚喺自然界中成功交配同繁殖嘅機率大幅下降,所以 Bethany 扮演住「珊瑚媒人」嘅角色。佢喺實驗室控制嘅環境下培育珊瑚幼蟲,等佢哋生長到一定程度,然後再將呢啲實驗室培植嘅珊瑚移植到 Marco Barotti 製作嘅 3D 雕塑上面。
3. 全天候海底音樂會
當附有真實珊瑚嘅 3D 雕塑被放置到海底,緊貼住原本奄奄一息嘅珊瑚礁旁邊之後,團隊就會啟動水底喇叭。呢啲喇叭由浮喺海面嘅太陽能板提供電力,每日播放健康珊瑚礁嘅聲音長達 14 個鐘頭。
呢一連串嘅行動,係同一個名為 Alligator Head Foundation 嘅牙買加本地組織緊密合作進行。該組織一直致力於創建健康嘅水底生態系統,並推動當地社區與海洋和諧共存。佢哋派出專業潛水員,精準咁將水底喇叭同人工珊瑚礁放置到最需要修復嘅位置。
對華人地區海洋保育嘅啟示
睇完大堡礁同牙買加嘅例子,我哋不禁會諗,呢項技術對香港、台灣、新加坡等華人地區又有冇參考價值呢?
其實,香港嘅西貢海域、台灣嘅墾丁同綠島、以至中國南部沿岸,都分佈住唔少珍貴嘅珊瑚群落。近年來,呢啲地區同樣面對海水升溫同人類活動頻繁所帶來嘅白化威脅。傳統嘅珊瑚修復方法,多數依賴人手將珊瑚碎片重新種植落海底,過程耗費大量人力物力,而且如果周圍環境缺乏魚類協助清理海藻,種落去嘅珊瑚都好難健康成長。
「水底喇叭」技術提供咗一個低成本而有效嘅輔助方案。如果本地嘅海洋保育機構或者大學科研團隊,可以引入呢種「聲學豐富化」技術,配合現有嘅人工魚礁或者珊瑚修復區,播放適合本地海域嘅健康生態聲音,好大機會可以加速本地海域嘅生態多樣性恢復。呢個結合聽覺誘引同物理修復嘅跨學科方法,絕對值得各地環保部門同科研人員進一步探討。
總結
截至目前為止,牙買加水域嘅實驗依然處於觀察階段,要判斷佢能否完全複製大堡礁嘅成功,而家仲言之尚早。不過,整個團隊對前景保持樂觀,期望白化嘅珊瑚礁好快就可以重現生機,再次被繁盛嘅魚群包圍。
珊瑚礁作為地球上第一個到達氣候臨界點(Climate Tipping Point)嘅生態環境,我哋必須爭分奪秒去尋找拯救同修復佢哋嘅方法。水底喇叭技術證明咗,科學、藝術同本地社區嘅結合,可以為環境危機帶嚟創新嘅出路。對於一般公眾而言,雖然未必可以直接潛落海底裝喇叭,但了解呢啲嶄新嘅科學發展,並持續關注海洋保育議題,同樣係保護地球生態嘅重要一步。如果有意支持相關工作,唔少環保組織都有提供義工招募、保育研究培訓,甚至可以透過助養珊瑚等途徑,為保護海洋出一分力。