Welche Auswirkungen hat Lärm auf die polare Tierwelt?

Die Polargebiete zählen zu den empfindlichsten Ökosystemen der Welt und reagieren entsprechend anfällig auf Änderungen. Beide Gebiete nehmen für viele Tiere eine entscheidende Schlüsselfunktion in der Nahrungssuche und Fortpflanzung ein, sodass sich trotz der extremen Umweltbedingungen vielfältige Arten dort aufhalten – die meisten von ihnen sind hochspezialisiert [1].

Die Lebewesen der Arktis und Antarktis sind an die teils hohen natürlichen Lärmpegel gewohnt, die durch die natürliche biotische und abiotische Geräuschkulisse erzeugt wird: Viele Tiere produzieren selbst Geräusche, Wellenschlag und Regen sind wahrnehmbar und Teile der Gletscher schmelzen und bersten. Mit diesen Klängen hat sich das Leben dort entwickelt und diese Geräusche sind für viele Tiere sogar überlebenswichtig. Neue Signale in diesen empfindlichen Gebieten verändern die über Jahrtausende entwickelte natürliche Geräuschkulisse und können die akustische Wahrnehmung ihrer Umwelt für die Meeresbewohner stören. Die physiologischen Effekte und Veränderungen im Verhalten der Tiere, die durch Unterwasserlärm entstehen, werden hier näher beschrieben.

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Eselspinguine, im Hintergrund ein Eisbrecher
Störungen durch menschengemachten Lärm gehören mit zu den weitreichendsten Umweltbelastungen in den polaren Gebieten. | Copyright: LA(Phot) Jay Allen - Royal Navy Media Archive, Flickr (CC BY-NC 2.0)

Die akustische Landschaft der polaren Regionen ist für die meisten der dort lebenden Arten von entscheidender biologischer Bedeutung. Störungen durch anthropogenen Lärm gehören mit zu den am weitesten reichenden Umweltbelastungen in diesen Gebieten [2]. Gerade Meeressäugetiere sind sehr anfällig für Störungen durch Lärm, denn sie nutzen ihr sensibles Gehör zum Beispiel auch dafür, um unter einer kilometerweiten Eisdecke eine passende Stelle zum Auftauchen und Atmen zu finden.

Viele der bisherigen Untersuchungen zum Unterwasserlärm in der Arktis und Antarktis beschäftigen sich mit den Meeressäugetieren. Buckelwale jagen ihre Nahrung mithilfe einer ausgeklügelten Jagdtechnik, der Seitenrolle. Eine Studie hat gezeigt, dass Buckelwale diese Technik seltener einsetzen und die Nahrungssuche reduzieren, sobald sie von Schiffslärm gestört werden [3]. Weitere Studien zeigen, dass der Einsatz von seismischen Luftpulsern (Airguns) Finnwale verscheucht und zu Modifizierungen ihrer Rufe [4] führt und Grönlandwale mit Veränderungen im Tauchverhalten reagieren [5]. Zwergwale beschleunigen ihr Schwimmtempo, um Sonargeräuschen auszuweichen [6]. Bei Belugas wurde eine erhöhte Atemfrequenz und Herzschlag [7] und eine temporäre Hörschwellenverschiebung [8] als Reaktion auf Unterwasserlärm festgestellt.

Trotz vieler Einzelerkenntnisse besteht noch großer Forschungsbedarf: Für viele Arten ist weder bekannt wie gut und in welchen Frequenzbereichen sie überhaupt hören können, noch wie sie auf akustische Störungen reagieren [9]. In dem Projekt Hearing in Penguins wird untersucht, wie verschiedene Pinguinarten über und unter Wasser hören können und ob sie durch Unterwasserlärm gestört werden.

[1] WWF, Packeiser, T (2013). "Hintergrundpapier - Lebensraum Antarktis und der Südliche Ozean". Hamburg.

[2] Erbe, C, Dähne, M, Gordon, J, Herata, H, Houser, DS, Koschinski, S, ... and Janik, V (2019). "Managing the Effects of Noise From Ship Traffic, Seismic Surveying and Construction on Marine Mammals in Antarctica." Frontiers in Marine Science 6:647. DOI: 10.3389/fmars.2019.00647.

[3] Blair, HB, Merchant, ND, Friedlaender, AS, Wiley, D, and Parks, SE (2016). "Evidence for ship noise impacts on humpback whale foraging behaviour." Biology letters 12(8). DOI: 10.1098/rsbl.2016.0005.

[4] Castellote, M, Clark, C, and Lammers, M (2012). "Acoustic and behavioural changes by fin whales (Balaenoptera physalus) in response to shipping and airgun noise." Biological Conservation 147(1):115–122. DOI: 10.1016/j.biocon.2011.12.021.

[5] Robertson FC, Koski WR, Thomas TA, Richardson, WJ, Würsig, B, Trites, AW(2013). "Seismic operations have variable effects on dive-cycle behavior of bowhead whales in the Beaufort Sea." Endangered Species Research 21(2):143-160. DOI: 10.3354/esr00515.

[6] Kvadsheim, PH, DeRuiter, S, Sivle, LD, Goldbogen, J, Roland-Hansen, R, Miller, PJO… and Southall, B (2017). "Avoidance responses of minke whales to 1-4 kHz naval sonar."  Marine Pollution Bulletin 121(1-2). DOI: 10.1016/j.marpolbul.2017.05.037.

[7] Lyamin OI, Korneva SM, Rozhnov V and Mukhametov, LM (2011). "Cardiorespiratory changes in beluga in response to acoustic noise." Doklady Biological Sciences 440(1):275-8. DOI: 10.1134/S0012496611050218.

[8] Finneran, JJ (2016). "Auditory weighting functions and TTS/PTS exposure functions for marine mammals exposed to underwater noise." In: National Marine Fisheries Service (ed) Technical Guidance for Assessing the Effects of Anthropogenic Sound on Marine Mammal Hearing: Underwater Acoustic Thresholds for Onset of Permanent and Temporary Threshold Shifts. U.S. Department of Commerce, NOAA. NOAA Technical Memorandum. NMFS-OPR-55. pp 38-110.

[9] Protection of the Arctic Marine Environment (PAME) (2019).  "Underwater Noise in the Arctic: A State of Knowledge Report. " Roveniemi, Akureyri.