Hval og sonar hvorfor driver Forsvaret hvalforskning?

Transkript

1 Hval og sonar hvorfor driver Forsvaret hvalforskning? Petter Kvadsheim, Lars Kleivane og Patrick Miller 36 Forsvaret finansierer forskning på hval for å undersøke om de langtrekkende sonarene på våre nye fregatter har negative miljøeffekter. Hvordan reagerer hvaler når de hører sonarpulser? Oppfattes lyden som venn eller fiende, kan den være en matklokke eller er den bare støy? Vår forskning danner grunnlaget for å lage retningslinjer for bruk av militære sonarer i norske farvann. Vannets fysiske egenskaper gjør at lys absorberes mye raskere i vann enn i luft, slik at det ikke når langt. Derimot forplanter lyd seg både raskere og lengre i vann enn i luft. Derfor har høytstående marine organismer ofte ekstremt godt utviklet lydoppfatning, mens synet ikke alltid er så godt utviklet. Hos landdyr derimot, er ofte synet den viktigste sansen. Under vann er det lyd som gir dyrene mest informasjon om miljøet rundt dem, og hvalene lever mer i en verden av lyd enn bilder. De kan høre «lyden av landskapet», kan høre hverandre over betydelige avstander, og de hører lyder fra sine byttedyr. En stim av krill som svermer frem gjennom havet lager et øredøvende leven for en hval. For å illustrere forskjellen mellom betydningen av lys og lyd i havet kan man tenke seg en blåhval som befinner seg på 50 m dyp utenfor norskekysten, der den roper ut sine langstrakte brøl mot vest. Selv om det er dagslys på overflaten kan blåhvalen nesten ikke se noe selv på såpass grunt vann. Dens lyd vil derimot forplante seg over enorme avstander. Om ikke kontinentene lå som barrierer for lyden og om ikke vi mennesker forurenset havmiljøet med støy, ville blåhvalen etter 2,5 timer kunne høre seg selv fra øst! Vi vet etter hvert en del om hvalers hørsel og om hvilke typer lyd de lager. Vi vet også at nivået av bakgrunnsstøy i havet har økt betydelig de siste årene. Støyen kommer fra en gradvis økende skipstrafikk, seismikk som brukes til leting etter olje og gass, vindmøller som bygges til havs og militære sonarsystemer for overvåking under vann. Hvordan påvirker et økende støynivå hvalenes evne til å orientere seg, til å kommunisere med Illustrasjon: FFI.

2 Illustrasjon: FFI. hverandre, til å forplante seg og til å finne mat? Slike problemstillinger forskes det nå stadig mer på. Hval og sonar En sonar fungerer som en radar under vann. Vi bruker imidlertid ikke radarstråler fordi de absorberes raskt i vann i likhet med lys, i stedet benytter sonaren lyd. Den kan være «passiv» eller «aktiv». En passiv sonar innebærer at man lytter etter lyder i omgivelsene og brukes både av store bardehvaler og marinefartøyer. En aktiv sonar innebærer at det sendes ut en lydpuls og at ekkoet mottas, en metode som brukes av både tannhvaler og marinefartøyer. De nye norske fregattene i Nansen-klassen er utstyrt med moderne sonarsystemer som kan overvåke havet og finne ubåter på flere titalls kilometers avstand. Slike Hørselskurver for spekkhogger, hvithval, nise og delfiner er målt på dyr som holdes i fangenskap (mørkeblå kurver). Sammenlignet med menneskets hørselskurve (svart kurve) ser vi at deres hørsel strekker seg langt inn i ultralydområdet (høyere frekvens). Vi kjenner ikke hørselskurven for de store hvalene, men det er rimelig å anta at de hører godt i det frekvensområdet (tonehøyden) hvor de selv lager lyd. De horisontale strekene indikerer lydfrekvensen for bardehvaler (lyseblå) og tannhvaler (mørkeblå). Sonarene på de nye fregattene sender aktive lydpulser i en tonehøyde som kan høres av alle hvalarter. sonarer sender ut lydpulser med høye energinivåer og i en tonehøyde som alle våre hvaler hører godt. Det er ikke bare Forsvaret som bruker sonar, fiskeflåten bruker sonar og ekkolodd til å finne fisk. Disse sonarene kan sende ut like høy lyd som Forsvarets, men de har ikke samme rekkevidde. For en sonaroperatør kan hvaler være en stor utfordring og skape forvirring. Enkelte hvaler lager lyder som kan forveksles med menneskeskapte lyder. Ekkoet fra hvalene kan se ut som en fiskestim på skjermen eller ligne en ubåt. Under Falklandskrigen forsøkte britiske marinefartøy flere ganger å torpedere spermhval fordi sonarsystemet deres tolket dem som fiendtlige ubåter. Hvalene forstyrrer altså vår bruk av sonar, men kan vår sonar forstyrre, eller til og med skade, hvalene? Dette spørsmålet er det fokusert mye på i de senere årene, etter flere episoder med strandete hvaler i områder hvor militære sonarer nettopp var brukt. I norske farvann har vi ikke opplevd slike hendelser, men Forsvaret er ved flere anledninger beskyldt for å skremme bort hvaler ved bruk av sonar, spesielt spekkhoggere fra områder hvor det foregår hvalsafari. Internasjonal atferdsforskning i norske farvann Vi er ikke alene i Norge om å forske på hvordan moderne, militære sonarer påvirker sjøpattedyr, NATO har også satt fokus på dette på vegne av sine medlemsland. Norge er imidlertid et forgangsland når det gjelder satsing på slik forskning. Vi går også foran når det gjelder å etablere rutiner i Forsvaret som skal redusere risikoen for skadelige virkninger på miljøet, både for sjøpattedyr, fisk, fiskerier og havbruk. 37

3 38 Forsvarets forskningsinstitutt leder en gruppe forskere fra Nederland (TNO), USA (Woods Hole Oceanographic Institution) og Skottland (Sea Mammal Research Unit, SMRU), som i perioden har gjennomført tre omfattende tokt i norske farvann. Formålet var å undersøke hvordan spekkhogger, grindhval og spermhval endrer atferd når de utsettes for sonarpulser. Denne forskningen har i hovedsak vært finansiert som et spleiselag fra det norske, nederlandske og amerikanske sjøforsvaret, men også Verdens Villmarksfond (WWF) har gitt bidrag. Havforskningsinstituttet har vært Forsvarets forskningsinstitutts (FFI) norske samarbeidspartner, gjennom et prosjekt som er finansiert av Norges forskningsråd. Det trengs spesiell utrustning til å studere atferd hos dyr som befinner seg under vann mer enn 90 % av tiden. Vi trengte akustisk utstyr for å kunne lytte etter hval og et komplett militært sonaranlegg for å kunne sende ut realistiske sonarsignaler. For å studere hvalenes atferd bruker vi en spesialutviklet pakke på størrelse med en mobiltelefon, som Øverst: Merking av spekkhogger med sensorpakke. Sensorpakken skytes på hvalen med trykkluftkanon og fester seg med sugekopper. Styreraketten faller av i det den treffer hvalen og bare den lille sensorpakken blir sittende. Nederst: FFIs forskningsfartøy HU Sverdrup II på hvalforskning (grindhval). Foto: Sanna Kuningas.

4 Illustrasjon: FFI/SMRU. Foto: Sanna Kuningas. inneholder ulike måleinstrumenter. Denne festes til hvalens hud med sugekopper og inneholder samme type sensorer som ubåter bruker til navigasjon. Disse registrerer svømmehastighet, dybde, kurs og til og med om dyret snur seg rundt. I tillegg gjør enheten kontinuerlig opptak av hvalens egne lyder, av lyder som andre hvaler i nærheten lager og av sonarsignaler som vi lager under eksperimentene. Den inneholder også en radiosender slik at vi hele tiden vet hvor dyret er. Sensorpakken sitter på i timer, deretter er den programmert til å slippe taket i hvalen og flyte opp til overflaten. Vi finner den igjen ved å peile radiosenderen og kan dermed laste ned dataene som ligger lagret. Deretter kan pakken brukes om igjen på en ny hval. Dette kan høres veldig enkelt ut, men mye kan gå galt og vi er avhengige av godt vær. Selv om vi planlegger alt ned til minste detalj, kan værforholdene alltid forpurre hele eller deler av planen. Selv under perfekte forhold er det ikke helt enkelt å få plassert en slik sensorpakke på en hval. Da prosjektet startet i 2006 ble det brukt en seks meter Spekkhogger med sensorpakke (øverst til venstre). Spektrogrammet (øverst til høyre) fra lydsensoren på dyret viser at hvert sonarping utløste intens kommunikasjon mellom spekkhoggerne i flokken. Under sonareksponeringen sluttet dyrene å dykke (nederst til høyre) og økte svømmehastigheten (nederst til venstre) for å komme raskt bort fra sonarskipet. lang seilbrettmast til å feste pakken på hvalen, men i dag brukes oftest en trykkluftkanon som skyter merket mot hvalen. Denne er utviklet i Norge ( og gjør at vi kan skyte ut pakken fra meters avstand. På tokt med HU Sverdrup Hovedplattformen for disse studiene har vært FFIs forskningsfartøy HU Sverdrup II, oppkalt etter den berømte norske oseanograf Harald Ulrik Sverdrup. I tillegg har man leid inn et mindre støttefartøy som brukes til å spore de merkede hvalene. Et tyvetalls forskere fra åtte nasjoner har vært involvert i disse prosjektene. Et eksperiment starter når vi oppdager en hval som skal studeres, enten oppdages den av observatører eller av høyteknologisk lytteutstyr. Selve hvalmerkingen foregår fra lettbåter som settes ut fra moderfartøyet. Når merket er festet, er det viktig å få gode bilder for å dokumentere hvordan det sitter på dyret, slik at vi seinere kan rekonstruere dykkeprofil og bevegelser. Sporingsbåten følger etter dyret som er merket. Dersom dette er et flokkdyr, som spekkhogger eller grindhval, benyttes en adferdsprotokoll der alle typer aktivitet i overflaten registres, både før, under og etter at vi sender ut vår egen sonarlyd (sonareksponering). Dyrets normale atferd registreres først i flere timer før selve sonareksponeringen starter. HU Sverdrup starter sonaren ved først gradvis å øke lydnivået seks km fra hvalene, og kjører deretter mot hvalene i relativt høy hastighet for å etterligne et 39

5 militært fartøy. Vi har tillatelse til å styre sonarskipet inn mot dyrene, men fra én km avstand holdes en fast kurs slik at dyrene kan komme seg unna om de ønsker det. Hele tiden observeres hvalenes reaksjon fra sporingsbåten og sensorpakken registrerer i detalj hva den merka hvalen foretar seg. Vi har hittil til sammen montert 42 sensorpakker på spermhval, spekkhogger og grindhval og gjennomført samme antall sonareksperimenter. Dette datasettet er større enn hva som fantes i hele verden før dette prosjektet. Det er en kjempejobb å analysere et så stort og komplekst datasett, og det gjenstår mye arbeid før vi får oversikt over hvilke resultater som kan høstes. Vi har gjort en rekke interessante enkeltobservasjoner, men det trengs grundige analyser for å forstå betydningen for dyrene og kanskje ytterligere feltforsøk. Ulike arter reagerer forskjellig De ulike artene som er studert ser ut til å reagere svært forskjellig på sonar. Grindhval ser ikke ut til å bry seg før man omtrent kjører over den med sonaren, mens vi har gjort flere observasjoner av at spekkhogger reagerer på flere kilometers avstand. Reaksjonen kan innebære at dyrene endrer dykkadferd, det vil si at de mer eller mindre slutter å dykke, endrer kurs og setter opp hastigheten for å komme bort fra sonarkilden. Spekkhoggeren er et sosialt flokkdyr, og slike reaksjoner er alltid forbundet med intens kommunikasjon mellom dyrene. Man kan spekulere over om de gjør hverandre oppmerksomme på faren eller om de gir hverandre beskjed før de stikker. Ved ett tilfelle observerte vi at en flokk spekkhoggere svømte så raskt unna sonaren fra HU Sverdrup at de rett og slett svømte fra en liten kalv. Sonaren forstyrrer spekkhoggerens primære tonehøyde for kommunikasjon mellom individer, men i dette tilfellet skiftet dyrene tonehøyde slik at de kunne opprettholde kontakt med kalven. Dermed fant flokken snart kalven igjen etter at sonarskipet hadde passert. Resultatene fra disse studiene, sammen med resultater fra tilsvarende studier av sonarens virkning på fisk og sel, danner grunnlaget for Forsvarets nye retningslinjer for bruk av sonar i norske farvann. Disse retningslinjene blir fortløpende endret etter hvert som kunnskapsnivået øker. Forskningen har vist at sonarene har liten effekt på fisk og fiskerier, samt at man med enkle rutiner kan unngå konflikter. For sjøpattedyrene er det fortsatt mange spørsmål som står ubesvarte. Spesielt lite vet vi om hvordan bardehvaler reagerer på militære sonarer. Likevel er det innført rutiner for planlegging og gjennomføring av sonarøvelser som skal minimalisere eventuelle negative miljøpåvirkninger. Dette innebærer blant annet at man skal unngå unødig sonarbruk i områder hvor det er store konsentrasjoner av sjøpattedyr, og spesielt i områder hvor det foregår hvalsafari. Forfatterne: Petter Kvadsheim er sjefsforsker ved Forsvarets forskningsinstitutt og forsker på effekter av sjømilitær aktivitet på havmiljø. E-post: Petter- Helgevold.Kvadsheim@ffi.no Lars Kleivane er spesialkonsulent med eget firma (LKARTS) og jobber for tiden for Forsvarets forskningsinstitutt med studier av effekten av militære sonarer på hval. E-post: Lars.Kleivane@ffi.no Adresse: Forsvarets forskningsinstitutt, Karljohansvern, 3191 Horten. Patrick Miller er forsker ved Sea Mammal Research Unit og er interessert i hvalers atferdsbiologi. E-post: pm29@st-andrews.ac.uk Adresse: Sea Mammal Research Unit, University of St. Andrews, Saint Andrews, Fife KY16 8LB, UK. 40