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揭开海洋深处神秘声音 展潮汐能源发电潜力方式

http://www.kexue.com 2013-05-24 11:21:42 凤凰网  发表评论


书籍《动态地球:探索地球的气候引擎》中的截图

  国外媒体报道,海洋是个非常喧嚣的地方:虾类的劈啪声,鱼类的叫声、海豚嘀嗒声、座头鲸的歌声以及很多物种相互交流声,还有人类驾驶着响亮的船只经过水面产生的噪声。根据美国华盛顿大学一名研究生的研究,即使是布满碎石的海底也加入了这不和谐的交响乐队,尤其是潮汐汹涌时。的确,碎石噪声非常大以至于它常常淹没其它噪声,使得科学家几乎无法听到海洋的其它声音,如果他们不把扩音器足够贴近动物的话。

  由于科学家对治理气流和潮汐用于可再生能源日益浓厚的兴趣,他们需要尽可能多的了解海洋环境,而海洋噪声是其中的一大干扰。“我这个研究项目的主要初衷是科学家为了探索这些海洋气流用于可再生能源发电而开始密切关注海洋环境。”机械工程学的博士研究生克里斯多夫·巴西特(Christopher Bassett)这样说道。“研究海洋声音是展示潮汐能源发电潜力的一种方式。”

  研究声音也有助于更好地了解海底的物质。巴西特的这项研究被发表在期刊《地球物理学研究:海洋》上。

  在有些海洋世界里,例如加拿大的沿海诸省,潮汐力非常强,如果能够捕捉到这些能量将产生大量的可再生能源。

  巴西特和两名同事将声学监测设备放到阿德默勒尔蒂湾,阿德默勒尔蒂湾连接了普吉特海湾和胡安·德·富卡海峡,后者是前往西雅图港口的通道。所有的潮汐流都会从此经过,速度有时候高达8英里每小时。该处距离大洋航线不到半英里。

  海下200英尺处的海底则相对平坦,它主要是由鹅卵石铺成的,宽度从7.6厘米至1.2米不等。海底沙子非常少,巴西特说道,主要是由于强烈的气流会将其冲走。

  当气流经过时,鹅卵石彼此碰撞产生的咔嗒声是海底的主要噪声。整个海底并不会发出噪声,而是海底各处产生的。

  巴西特表示他的这项研究时第一个展示气流能够规则性的流经较大的物体。这些噪声听起来并不像鹅卵石互相撞击的声音,更像气流的喧嚣声,尽管偶尔它听起来又类似某人向一堆砂砾倾倒大量碎石产生的噪音。

  巴西特和他的同事发现移动的砂石产生的声音频率与逆戟鲸彼此交流产生的声音频率相同,大约介于2至40千赫兹,该范围已经延伸到超声波波段,超出了人耳能够听到的声音范围。这些砂石限制了科学家检测大多数逆戟鲸声音的能力,而如果逆戟鲸靠近砂石时,它们很难听到同伴的声音。“无论从哪一个客观角度讲,这里都是个喧嚣的地方。”巴西特说道。

  大多数砂石都被生物物质覆盖,例如藻类和海绵生物。很有可能那些没有被生物覆盖的砂石到处移动的最频繁,因为碰撞往往会将上面的覆盖物撞落。

  这项研究尤为有价值,尤其是当工程师准备尝试治理潮汐并将其转化为可再生能源时,加拿大新斯科舍哈利法克斯达尔豪斯大学的海洋生物学家琳蒂·韦尔加特(Lindy Weilgart)这样说道。这类项目的最佳地点之一是介于加拿大新斯科舍省和新不伦瑞克省之间的芬迪湾,它拥有世界上最高的潮汐能。

  由于发电的涡轮机“类似于搅拌器”,韦尔加特说道,它将给该地区的海洋生物造成致命的威胁。涡轮机会产生大量的噪音吓退海洋生物,但如果海底的噪声淹没了涡轮机的噪音,那么海洋生物可能变得易受攻击。

  “我并没有意识到这个问题,” 韦尔加特这样说道,她的专长是鲸鱼的声音行为。海底作为更大的噪音源可能会使得她的研究变得更加艰难。“你必须考虑这些噪音,因为它是可以预测的;你应该能够就此建立一个模型,这是可以控制解决的问题,” 韦尔加特说道。“但如果它淹没了所有其它噪声,那么你可能无法获得可靠的信息。”(编译/严炎刘星)

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