LEVANTAMENTOS SÍSMICOS MARINHOS – ESTUDO DE IMPLICAÇÕES AMBIENTAIS R.D. McCauley1, J. Fewtrell2, A.J. Duncan1, C. Jenner3, M-N. Jenner3, J.D. Penrose1, R.I.T. Prince4, A. Adhitya5, J. Murdoch6 and K. McCabe3 Centre for Marine Science and Technology Curtin University GPO Box U1987 Perth WA 6845 2 Aquatic Sciences Curtin University GPO Box U1987 Perth WA 6845 3 Centre for Whale Research (WA) PO Box 1622 Fremantle WA 6959 4 Department of Conservation and Land Management PO Box 51 Wanneroo WA 6946 5 Physics Department University of WA Nedlands WA 6907 6 NT Fisheries Department Day Street Darwin NT 0800 [email protected] 1 ABSTRACT Um programa experimental foi realizado pelo Centre for Marine Science and Technology da Curtin University, entre março de 1996 e outubro de 1999, para estudar as implicações ambientais do ruído de levantamentos sísmicos offshore. Este trabalho foi iniciado e patrocinado pela Australian Petroleum Production and Exploration Association. O programa: • caracterizou as medições de sinais de canhões a ar; modelou fontes de conjuntos de canhões a ar e propagação do sinal horizontal de canhão a ar; • desenvolveu um ‘modelo de exposição’ para prever a escala dos efeitos biológicos em potencial para um levantamento sísmico específico, durante o mesmo; • observou baleias jubarte atravessando um levantamento sísmico 3D; • fez experiências de aproximação de baleias jubarte com um único canhão a ar em operação; • realizou testes com um canhão a ar que se aproximou de uma gaiola contendo tartarugas marinhas, peixes e lulas; e • modelou a resposta dos sistemas auditivos dos peixes aos sinais dos canhões a ar. A resposta generalizada das baleias jubarte em migração à uma embarcação sísmica 3D foi realizar algumas manobras evasivas a >4km, e depois permitir a passagem da embarcação sísmica a não menos de 3km. Os grupos de baleias 1 jubarte nos quais havia fêmeas em comportamento de descanso, nos principais tipos de habitat, ao contrário de animais em migração, eram mais sensíveis e apresentavam uma resposta de evitação estimada em 7–12km, de uma fonte sísmica grande. As baleias jubarte macho eram atraídas por um único canhão a ar em operação devido ao que se acreditava ser a semelhança do sinal do canhão a ar e o evento do salto (saltando totalmente acima da água e chocando-se de encontro a água, no retorno). Com base na resposta de animais em cativeiro à aproximação de um único canhão a ar e na graduação destes resultados, as tartarugas-marinhas apresentaram uma resposta de ‘alarme’ geral a uma distância estimada de 2km de uma embarcação sísmica em atividade, e comportamento indicativo de evitação a 1km. Testes semelhantes com peixes em cativeiro apresentaram uma resposta de ‘alarme’ geral de nadar mais rápido, nadar para o fundo, compactação da estrutura do cardume, ou todos os três, a cerca de 2-5km de uma fonte sísmica. A modelagem do ouvido dos peixes permitiu prever que a alcances < 2km de uma fonte sísmica, o ouvido apresentaria um rápido aumento dos parâmetros de deslocamento. Foi observado que peixes em cativeiro expostos a sinais de curto alcance, de canhões a ar, apresentavam algumas estruturas auditivas lesionadas, mas não apresentavam evidências de aumento de estresse. As lulas em cativeiro apresentaram uma forte resposta de alarme no início das atividades de um canhão a ar próximo, e evidências de que alterariam significativamente seu comportamento a 2-5km (estimados) de uma grande fonte sísmica em aproximação. PALAVRAS CHAVE Sísmico, efeitos sonoros, peixes, baleias, lulas, tartarugas marinhas, som subaquático, canhões a ar. INTRODUÇÃO Os levantamentos sísmicos offshore envolvem o uso de fontes de ruído de grande intensidade energética, operadas na coluna d’água para fazer sondagens abaixo do leito do mar. Praticamente todas as fontes sísmicas usadas rotineiramente envolvem a liberação rápida de ar comprimido para gerar um sinal impulsivo. Estes sinais são direcionados para baixo, através do leito do mar, para serem refletidos para cima, novamente, por descontinuidade da densidade ou velocidade no estrato rochoso subjacente. Os sinais de retorno são recebidos, armazenados e processados por geofísicos para gerar perfis do leito do mar, geralmente até a profundidade de 10km. A técnica, fundamental para a exploração e o desenvolvimento de petróleo e gás está sendo rotineiramente usada para monitorar o fluxo de hidrocarbonetos de campos produtivos e, em formas alteradas, é amplamente utilizada em levantamentos de engenharia marítima. As fontes de alto nível envolvidas no levantamento sísmico têm aumentado a preocupação com os efeitos ambientais e possíveis efeitos nas operações de pesca comercial. Em resposta a esta preocupação, a Australian Petroleum Production and Exploration Association (APPEA) juntamente com a Energy Research and Development Corporation (ERDC) trabalharam ativamente para dar início a um projeto multidisciplinar sediado na Curtin University, para estudar as implicações ambientais das técnicas sísmicas offshore no contexto australiano. Este projeto foi realizado de março de 1996 a outubro de 1999. Uma discussão dos resultados é apresentada aqui. O projeto aqui descrito objetivava relacionar os aspectos físicos envolvidos na transmissão de sinais de canhões a ar, através do mar, a estudos sobre a resposta de uma série de espécies marinhas a sinais próximos de canhões a ar. Por tanto, teve uma abordagem multidisciplinar. O projeto: 2 • • caracterizou a medição de sinais de canhões a ar; modelou configurações de conjuntos de canhões a ar por nível de fonte, com aspecto e elevação; • modelou a propagação horizontal de sinais de canhões a ar; • descreveu grupos de medições em campo de um conjunto de canhões a ar simples e 3D; • desenvolveu um modelo para prever a exposição, com o passar do tempo, de uma determinada configuração de pesquisa, e o relacionou a tipos de efeitos, e regiões impactadas previstas para uma pesquisa específica; • monitorou o movimento e o comportamento de baleias jubarte em uma área na qual estava sendo feito um levantamento sísmico 3D; • fez 16 testes nos quais as baleias jubarte eram abordadas por um único canhão a ar, em funcionamento, para aferir as respostas; • realizou testes nos quais tartarugas-verdes e tartarugas-cabeçudas eram abordadas por um único canhão a ar em funcionamento; • fez testes de exposição de vários peixes ao ruído do canhão a ar e mediu os efeitos patológicos, fisiológicos e comportamentais; • modelou a resposta de peixes otólitos a sinais de canhão a ar usados; e • fez testes de exposição de lulas a abordagens de canhão a ar para aferir as respostas comportamentais. A discussão abaixo resume as descobertas listadas acima, e foi apresentada como relatório final deste programa. Os leitores devem procurar o relatório completo (McCauley et al, 2000) para obter detalhamento de métodos e resultados. Este relatório está disponível no website da APPEA, em http://www.appea.com.au. DISCUSSÃO Fatores físicos CARACTERIZAÇÃO DO SINAL DO CANHÃO A AR Vastos conjuntos de aferições feitas nos alcances de 5–6.000m de um único canhão a ar de 20 cui, usados em testes experimentais e de um conjunto de canhões a ar 3D de 2.678 cui com alcance de 1,5-64km revelaram que a medição mais consistente de sinais de canhão a ar recebidos, era a medição da energia dos mesmos. Isto foi sugerido por Richardson et al (1995) para sons em impulsos. O rms (ou quadrado da pressão média) ou a pressão de pico de sinais de canhão a ar têm sido relatados na literatura. Foi descoberto que, em determinadas circunstâncias, as medições que usam integração de tempo em relação ao pulso do canhão a ar que é recebido (ou seja, rms) eram degradadas devido a fatores que dificultavam uma medição repetida do início e fim dos sinais, ou da duração do impulso. Inconsistências na definição do comprimento do impulso influenciavam a medida de tempo integrado. Fatores que tendiam a alterar o comprimento do impulso medido: o impulso das bolhas do canhão a ar; ondas direcionadas ao leito do mar emparelhavam os hidrofones em um tipo de leito de mar adequado; ou para sinais distantes de canhão a ar, elevado ruído de fundo ou transientes biológicos tais como chamados de peixes e baleias. Apesar dos conjuntos de canhões a ar serem projetados para suprimir sinais de pulsos de bolhas direcionados para baixo, podem não fazer isso na direção lateral ou horizontal, o que é importante para os estudos dos efeitos biológicos. As headwaves são ondas sonoras canalizadas ao longo da interface de água do leito do mar. A presença de pulsos de bolhas ou de headwaves no 3 sinal recebido, geralmente aumenta o tempo calculado do sinal, contribuindo significativamente com o conteúdo energético total do sinal. Isso reduz a medição do tempo integrado. Neste trabalho, um método padronizado baseado em sinal digitalizado foi usado para gerar um conjunto de parâmetros que descrevem o sinal recebido de um canhão a ar. Dentre estes parâmetros, foi descoberto que a ‘energia equivalente’ em unidades dB re 1 µPa2.s é o melhor sinal descritor, e foi usado em toda a análise deste projeto. Note que esta medida não é uma unidade de energia, mas como é proporcional a energia, foi denominada ‘energia equivalente’ em todo este documento. Nas diversas fontes medidas, foram usadas correções derivadas empiricamente para converter estas unidades de energia equivalente em valores rms ou em valores de pico de pressão, para comparação com outros trabalhos. Converter as unidades de energia equivalente em valores de rms é válido desde que a pressão rms (em dB re 1 µPa) seja igual a medida da ‘energia equivalente’ menos 10*log10 (duração do impulso do canhão a ar, em segundos). Pelas medições feitas neste relatório, a pressão rms em dB re 1 µPa era igual a ‘energia equivalente’ mais 11,4 a 14,6 dB, dependendo da fonte e do meio ambiente local no qual as medições eram feitas. Note que a correção é possível desde que a duração do sinal do canhão a ar seja sempre inferior a um segundo. Converter medidas de rms ou ‘energia equivalente’ em unidades de pressão pico-a-pico não é tecnicamente válido, mas como muitos trabalhos têm usado unidades de pressão pico (ou alguma derivação das mesmas), para descrever níveis sonoros em seus resultados, não houve outra opção a não ser fazer isso. Foi descoberto que os fatores de correção empiricamente derivados de milhares de medições de canhão a ar, feitas neste relatório, eram consistentes em alcances de muitos quilômetros. Os níveis de pressão pico-a-pico de um sinal recebido de canhão a ar estavam 27,3 a 30,5 dB acima das unidades de energia equivalentes. Novamente, isso variou em função da fonte e do meio ambiente local onde as medições eram feitas. Para facilidade de comparação com outros estudos, esta discussão apresentará, preferencialmente, os níveis do canhão a ar em unidades rms. Para os resultados decorrentes deste relatório, estas unidades são medidas diretamente de conjuntos de dados de um sinal de canhão a ar ou derivadas de medições de energia equivalente, para o tipo adequado de fonte e meio ambiente local. Sinais medidos e modelados para canhão a ar Os conjuntos de sinais medidos do canhão a ar geraram muitas das complicações inerentes a descrição do nível recebido de um sinal, dentro do alcance de uma fonte de canhão a ar em água rasa. Tais complicações incluíram: • direcionalmente inerente ao conjunto de canhão a ar; • profundidade do receptor; • propriedades do leito do mar; • estado de operação do conjunto; • profundidade da fonte; • profundidade da água ao longo do caminho de propagação; e • perfil da velocidade do som na água e no leito do mar. Um conjunto 2D e outro 3D foram modelados para a direcionalidade da fonte. Ambos apresentaram amento na energia de alta freqüência ao longo do fluxo do conjunto, sendo que o conjunto 2D também teve os níveis mais elevados de energia de baixa freqüência irradiada da proa e popa relativas ao eixo de reboque do conjunto. As medições do conjunto 3D demonstraram que a direcionalidade de través aumentava com o alcance, de tal forma que o nível do sinal podia ser aumentado em até 10 dB em determinado alcance, quando o receptor ficava de través. Este foi o efeito mais elevado na coluna d’água. Medições e modelagens mostraram que em um alcance específico havia diferenças no perfil de intensidade sonora vertical. Foi observada uma tendência 4 consistente para níveis mais baixos de recepção, no deslocamento para a superfície. Por exemplo, o conjunto 3D medido em um alcance de 1,6–1,8km apresentou uma diminuição de 6 dB no nível, no deslocamento para 40–5m de profundidade. A modelagem de um único canhão a ar a 20m de profundidade de água mostrou que no alcance da fonte, o nível máximo se estendia aproximadamente da profundidade média da água até o fundo, e que os níveis próximos a superfície da água poderiam ser 10 dB ou menos. É sabido que as propriedades do leito do mar são cruciais para a propagação sonora horizontal. A energia sonora de uma fonte de ruído na água pode se refletir diretamente ao longo do fundo ou pode penetrar o fundo e, subseqüentemente, ser refletida ou refratada de volta a água. Devido as suas implicações militares, existe uma vasta literatura sobre a propagação sonora em águas rasas (ex.: análises em: Jensen et al, 1994; ou Medwin e Clay, 1998). Dependendo do tipo de fundo, das freqüências de interesse e da profundidade da água, pode haver a necessidade de uma definição precisa dos parâmetros físicos do leito do mar de, pelo menos, 50–100m abaixo do leito do mar, para definir acuradamente a propagação horizontal ao longo de qualquer caminho a ser percorrido. Este nível de detalhamento não costuma estar disponível nas águas australianas. A importância dos parâmetros do leito do mar foi enfatizada durante os testes com baleias jubarte, no Golfo Exmouth, na Austrália ocidental. Durante 16 testes em que baleias jubarte eram abordadas por um único canhão a ar em operação (Bolt 600B, câmera 20 cui, pressão operacional 10 ΜPa) para obter-se respostas, foram feitos nove conjuntos de medições do canhão a ar, ao longo de 0,17–6,8km. Todas as medições foram feitas em uma área de, aproximadamente, 20 x 30 km, em profundidades de água de 16–20m. Foi antecipado que, a partir destas medições empíricas, poderia ser derivada uma única curva exata para descrever o nível de impacto do canhão a ar recebido pelas baleias. Mas isso não ocorreu. Na verdade, foram medidos dois conjuntos gerais de perda de sinal com curvas de alcance, com condições de propagação ‘boas’ e ‘ruins’, apresentando diferenças no nível de banda larga do canhão a ar, de até 10 dB em uma extensão de um km. As curvas de propagação ‘boa’ retornavam uma energia de freqüência muito mais elevada (160-1.000 Hz) do que o conjunto de curvas de propagação ‘ruim’. Pesquisas na literatura disponível sugeriram que superfícies de calcário cimentado com distribuição fracionada eram comuns em toda a região. Por tanto, foram produzidos modelos de propagação sonora usando estimativas do tipo de leito de mar, com e sem superfícies cimentadas. Estes modelos equilibravam, no todo, as curvas recebidas, do nível de canhão a ar, e o conteúdo de freqüência observado, sugerindo que os dois conjuntos de curvas observadas, provavelmente se deviam a presença ou ausência de uma camada rasa cimentada. As grandes diferenças de nível, verificadas para a mesma fonte, em um alcance específico dentro da baía e sua distribuição irregular em um espaço relativamente pequeno, salientaram a importância localizada do tipo de leito de mar na determinação da propagação sonora. Durante as operações sísmicas 3D, dois conjuntos de canhão a ar são rebocados, um paralelo ao outro, e igualmente espaçados na direção do reboque. Eles são disparados em um padrão de oscilação repetida, com alternância entre os conjuntos de bombordo e estibordo. Geralmente, os conjuntos são idênticos, rebocados na mesma profundidade e operados com a mesma pressão. As medições de bombordo e estibordo do conjunto 3D de 2.678 cui revelaram que mesmo quando determinada a média dentre muitos sinais, não havia diferença líquida no nível recebido, no alcance entre bombordo e estibordo; os sinais consecutivos do canhão a ar eram consistentemente diferentes, com uma variação de até 9dB. Acreditava-se que pequenas diferenças na orientação dos receptores de cada conjunto, alinhamentos e profundidades dos componentes do conjunto e que o funcionamento dos canhões a ar, dentro de cada conjunto, contribuíam para gerar as diferenças medidas. Novamente, isto exemplificou a dificuldade de prever o nível recebido do canhão a ar para um conjunto específico de canhões a ar, e a necessidade de um estudo detalhado da fonte e do meio ambiente. A modelagem foi feita para determinar o efeito da profundidade da fonte do canhão a ar a propagação sonora horizontal. A profundidade da fonte desempenha um 5 papel crucial na determinação do desempenho descendente de um conjunto de canhões a ar, uma vez que dita o retardo no tempo do sinal refletido na superfície, o que, por sua vez, afeta o conteúdo de freqüência do sinal descendente, de interesse primário para o geólogo. A modelagem de um único canhão a ar no Golfo Exmouth, para a propagação sonora horizontal permitiu descobrir que aumentar a profundidade da fonte aumentava consistentemente o sinal recebido em qualquer profundidade de recepção e alcance horizontal especificado. Isso era função da estrutura modal inerente, em águas rasas, tanto que a posição ideal para a colocação da fonte foi no ápice do modo primário de cada freqüência. Para as freqüências predominantes no exemplo usado, este modo ocorreu perto da profundidade média da água (10m de profundidade em 20m de água). No modelo de produção usado, aumentar a profundidade da fonte de 2,5 para 6m gerava um aumento médio de sinal de 8 dB para um receptor a 10m de profundidade em alcances de 0,15-5km. Diferenças nos perfis da batimetria do caminho percorrido também desempenhavam um papel importante na determinação dos níveis recebidos. Foram feitos muitos grupos de medições do conjunto 3D 2.678 cui, por um receptor instalado no fundo, a 32m de água da fonte do conjunto, em 100–120m de água. Estes caminhos percorridos também envolviam a propagação ascendente. Devido ao número crescente de saltos do fundo para a superfície e aos ângulos cada vez mais abruptos envolvidos (perto do eixo vertical), quando a água fica mais rasa, este tipo de propagação acarreta atenuações de sinal muito maiores em comparação aos conjuntos de medições em alcances similares, porém com profundidades de água constantes. Em um exemplo, o sinal não era audível em um receptor em 10m de água, a 28km da fonte, em 130m de água. Medições em alcances similares em águas mais profundas devolviam sinais claramente audíveis. Foi construído um modelo para prever níveis de fonte de qualquer configuração de conjunto de canhões a ar, para elevação (aspecto vertical) e azimute (aspecto horizontal) específicos, e a presença ou ausência da fonte ghost. Tais modelos são rotineiramente usados por contratados geofísicos para desenvolver configurações específicas de conjuntos de canhões a ar, mas estes têm natureza proprietária e seus detalhes não estão disponíveis. O modelo fonte produzido estava fundamentado em uma versão alterada de um modelo de bolhas de canhão a ar, apresentado por Johnson (1994) e requeria algumas especificações de fonte do contratado geofísico para ‘sintonizar’ o output. Há muitos modelos numéricos disponíveis para o cálculo da propagação acústica horizontal. Eles incluem modelos de equação parabólica, modo normal e rastreamento de corrente. Cada um tem seus pontos fortes e fracos. Alguns são mais adequados a águas rasas, outros a águas profundas; alguns podem lidar com perfis batimétricos complexos, outros exigem uma profundidade de água fixa; alguns processam perfis de intensidade sonora vertical na coluna d’água, outros geram output somente para uma profundidade fixa; alguns podem lidar com ondas de cisalhamento, outros não podem. Por tanto, a escolha do modelo de propagação horizontal depende das circunstâncias ditadas pelo meio ambiente em questão. Todos esses modelos operam em uma única freqüência. Conseqüentemente, para caracterizar uma fonte com complexos componentes de freqüência, como por exemplo, um conjunto de canhões a ar, o modelo escolhido precisa operar em muitas freqüências e a energia resultante adicionada para dar o nível de sinal recebido em banda larga. Dados todos os fatores acima e outros que não foram discutidos, tais como perfis de velocidade sonora na coluna d’água, acredita-se que, atualmente, prever a propagação sonora horizontal a partir de uma fonte específica de conjunto de canhões a ar precisa ser feito caso a caso. Podem ser feitas algumas generalizações, como as listadas acima, mas níveis de previsão acurada em profundidades de água e alcances determinados requerem modelagem da fonte e do meio ambiente local. Espera-se que, com o tempo, grupos suficientes de modelagem e medições de sinais de canhão a ar se tornem disponíveis para os diversos ambientes australianos, para que conjuntos de dados históricos possam ser usados para prever e receber níveis de canhão a ar por 6 alcance. Atualmente, estão disponíveis somente as medições descritas acima, para duas regiões de exploração. Modelagem de exposição do canhão a ar Apesar de modelar a propagação horizontal de disparos de um único canhão a ar, ser um exercício valioso, ele nos diz pouco sobre as exposições recebidas com o tempo, com uma fonte sísmica que se desloca constantemente. As embarcações sísmicas navegam a aproximadamente 3–5 nós (1,5–2,5ms1) ao longo de linhas diretas de rastreamento, na região do levantamento, durante semanas ou meses, operando em um padrão de repetição 8–15s. O padrão de repetição é determinado pelo afastamento entre os hidrofones, nos streamers, de modo que um impulso ideal do canhão a ar é disparado neste afastamento. Um levantamento sísmico 3D pode concentrar as atividades em algumas centenas de km2 , durante mais de um mês, com uma cobertura de linha de rastreamento a cada 100m. Os resultados das pesquisas sobre a resposta dos animais marinhos, aqui e em outros locais, sugerem que acima do limiar dos sinais de canhão a ar, ocorrem mudanças comportamentais em muitas espécies, e que com níveis crescentes de canhão a ar essas mudanças comportamentais são cada vez mais significativas. Presumir que seja possível prever o limiar no qual o comportamento de um grupo específico de animais marinhos sofra algum tipo de alteração, sugeriu apresentar o histórico de exposição do levantamento sísmico, na proporção dos níveis experimentados em uma região, acima de um limiar determinado, no período de duração do levantamento sísmico. Assim sendo, foi desenvolvido um modelo de exposição que, para qualquer fonte de levantamento sísmico, configuração de linha de rastreamento e conjunto de parâmetros ambientais, apresentava uma estimativa de exposição com o passar do tempo, a medida que o número de sinais do canhão a ar ultrapassavam o limiar determinado, em uma grade espacial. Este exercício foi realizado para um exemplo de levantamento sísmico. O modelo produziu uma delineação do contorno do número de disparos de canhão a ar recebidos em uma profundidade específica do receptor, que ultrapassava o limiar, em toda a duração do levantamento sísmico (121 dias, no exemplo usado). Esta delineação do contorno podia ser interpretada como uma delineação de probabilidade, apresentando uma escala de perturbações em potencial para toda a região sísmica, em toda a duração do levantamento. O modelo armazenava dados para cada período de operações consecutivas (ou seja, cada período sem interrupção das atividades para rotações, dropouts, falhas de equipamentos, etc.). Assim, os dados podiam ser posteriormente processados e apresentados em uma escala de tempo diferente, talvez como o número de disparos que ultrapassava o limiar, por hora, por dia. Pretendia-se que este modelo de exposição pudesse ser usado para avaliar a escala ecológica em potencial dos efeitos biológicos. O exercício específico realizado, foi feito após o levantamento, mas poderia facilmente ser feito antes de qualquer levantamento sísmico e, assim, apresentaria algumas previsões da escala em potencial de todos os efeitos. Acredita-se que este tipo de modelagem seja uma ferramenta útil na avaliação de conflitos em potencial. Refinada e com uma considerável potencia de processamento computacional, a técnica também pode ser usada para otimizar as configurações das linhas de rastreamento de levantamentos sísmicos, para minimizar possíveis implicações ambientais. Resposta de baleias jubarte aos canhões a ar Foram observadas baleias jubarte migrando para o sul, passando pela região de um levantamento sísmico 3D. As baleias migravam para sudoeste, enquanto a embarcação sísmica percorria linhas de rastreamento leste-oeste, atravessando a rota da 7 migração. Complementando este trabalho, foram feitas 16 tentativas de aproximação, quando baleias jubarte foram observadas cerca de uma hora, abordadas por um único canhão de ar em operação e, depois, seguidas durante mais uma hora. Os padrões de movimentos e comportamento foram registrados, em busca de quaisquer alterações relacionadas a abordagem pelo canhão a ar. Os resultados preliminares deste trabalho foram apresentados em McCauley et al, 1998. MOVIMENTOS DE BALEIAS JUBARTE PERTO DE UMA EMBARCAÇÃO SÍSMICA EM OPERAÇÃO A região do estudo para as operações da embarcação de levantamento sísmico foi nordeste de North West Cape, no litoral de Exmouth. Baleias jubarte que transitavam pela região sísmica pareciam mover-se para o sul, das Ilhas Monte Bello rumo a North West Cape em um mar de águas azuis, em um grande grupo que se entendia, pelo menos, tão longe no mar quanto o esforço de amostragem empreendido. Isto foi a 240m de água, a 38km do contorno de 20m de profundidade. Os animais vistos nesta região estavam migrando, o que envolvia natação contínua em curso sudoeste ou natação rumo sudoeste interrompida por períodos de descanso, curtos ou longos. Um número considerável de baleias apresentava a tendência de cruzar para águas rasas, dentro da cadeia de ilhas que se entende a nordeste de North West Cape, entre a Ilha Bessieres e as Ilhas Murion. Poucos animais foram vistos em águas rasas a leste da Ilha Bessieres, enquanto muitos foram vistos a oeste da mesma. Acredita-se que depois de passar da zona offshore para águas mais rasas, estes animais nadavam para o Golfo Exmouth. Os animais vistos no Golfo Exmouth apresentavam padrões natatórios muito mais aleatórios do que os animais em migração avistados nas águas azuis, apresentando comportamento de descanso de cortejar. Esta distinção comportamental foi importante na avaliação dos resultados. Também deve ser salientado que baleias jubarte adultas não se alimentam quando estão em águas tropicais australianas, durante a migração. A alimentação significativa que ocorre é de fêmeas alimentando filhotes. Na região do levantamento sísmico, os grupos de baleias avistados durante os levantamentos aéreos feitos antes do começo do levantamento sísmico, durante o levantamento sísmico, e de grupos avistados da embarcação de levantamento sísmico pareciam estar uniformemente distribuídos pelos contornos de profundidade. Não havia evidência óbvia de que as baleias fossem deslocadas para zonas inshore ou offshore, pelo levantamento sísmico. Usando dados de todas as observações de baleias feitas da embarcação de levantamento sísmico, não havia diferenças perceptíveis no número de baleias avistadas por bloco de observação (período de 40 minutos), entre blocos de observação com canhões ativos ou inativos para o bloco como um todo. Quando divididos por categoria de alcance, os índices de avistamento com canhões inativos foram consideravelmente mais elevados para alcances perto da embarcação até 3km, do que os avistamentos com canhões ativos na mesma categoria de alcance. Esta observação sugere evitação localizada da embarcação do canhão a ar ativo, durante períodos com os canhões a ar ativos, concordando com descobertas publicadas. Elas indicam que, em algum grau, a maioria das baleias evitará uma embarcação sísmica em operação. Richardson et al (1995) resume as descobertas de muitos pesquisadores que descobriram que baleias cinzentas e baleias bowhead geralmente evitam embarcações sísmicas nas quais o nível de som recebido está entre 150–180 dB re 1 µPa rms. O nível a 3km da embarcação sísmica, do qual foram feitas as observações de baleias jubarte estava no alcance 157–164 dB re 1 µPa rms para um receptor a 32m de profundidade, o que está em conformidade com o nível de afastamento encontrado para baleias-cinzentas e bowhead. 8 A >3km da embarcação sísmica em operação, o índice de avistamento com canhões ativos foi consideravelmente mais elevado do que as observações com canhões inativos em categorias de alcance similar. Os índices mais elevados de avistamento observados a alcances >3km durante as observações com canhões ativos sugeriram que nestes alcances existe propensão a disponibilidade de animais para avistamento durante os períodos de canhões ativos, ou que as baleias tenham sido atraídas pelo canhão a ar em operação. Uma possível propensão de avistamento foi a tendência das baleias usarem a sombra sonora próxima a superfície para reduzir a carga sonora recebida. Foram feitos quatro acompanhamentos de baleias jubarte que se moviam perto da embarcação sísmica. Dois ‘acompanhamentos’ envolveram baleias que passaram um enorme período de tempo na superfície. No acompanhamento 1, um único animal nadou totalmente na superfície para atravessar 1,5km ao largo da proa da embarcação sísmica em operação. No acompanhamento 2, uma fêmea e um macho permaneceram descansando na superfície enquanto a embarcação sísmica em operação passou 3km ao norte deles. É bem sabido que quando alguém se aproxima da superfície do mar, o nível de ruído de uma fonte sonora próxima diminuirá substancialmente devido ao cancelamento de fase dos sinais diretos e refletidos da superfície. Este efeito é exemplificado para fontes sonoras rasas (os conjuntos de canhões a ar foram rebocados a 7m de profundidade). É plausível que estas baleias estivessem usando este efeito para reduzir a carga sonora recebida do canhão a ar e, por conseguinte, aumentando sua disponibilidade de avistamento. Foi descoberto, durante exposições experimentais, que se acreditava que as baleias jubarte macho eram atraídas por um único canhão a ar, em operação, possivelmente devido a semelhança do mesmo com o som produzido por baleias jubarte saltando (discutido abaixo). Por tanto, podem ter havido diversos motivos para o aumento do índice de avistamento em alcances >3km , quando a embarcação sísmica estava com seus conjuntos de canhões a ar em funcionamento. Os índices de avistamento de grupos de baleias observados durante blocos, quando os canhões a ar passavam do estado ativo para inativo ou inativo para ativo, eram mais elevados do que os índices de avistamento nos blocos de observação para períodos em que os canhões estavam continuamente ativos ou continuamente inativos, para as categorias de alcance de 0,75–3km. Estes índices mais elevados podem ser explicados por: 1. uma resposta de alarme que leve os animais a superfície quando os canhões a ar são ativados depois de estarem inativos durante um longo período; ou 2. uma resposta investigativa na qual as baleias tendem a vir à superfície quando os canhões a ar são desligados depois de estarem ativos durante um longo período de tempo. Respostas de alarme aos sons de levantamentos sísmicos têm sido registradas para baleias jubarte nos níveis de 150-169 dB re 1 µPa (pressão efetiva do impulso, que se acredita ser equivalente a medição em rms) por Malme et al (1985). O primeiro ‘acompanhamento’ de baleias que se deslocavam perto de embarcações sísmicas em operação mostrou que em algumas ocasiões as baleias passavam deliberadamente por uma embarcação sísmica em operação, a um alcance comparativamente pequeno (1,5km), em uma manobra um tanto radical. Dois acompanhamentos envolveram grupos de baleias em curso de interceptação com a embarcação sísmica. Estes grupos alteravam consistentemente o curso e a velocidade a cada 4-5km para evitar a embarcação sísmica em operação, mantendo-se a uma distância de 3-4km, em um nível de recepção estimado em 157-164 dB re 1 µPa rms. A manobra mais consistente de grupos de baleias em interceptação, vista dos quatro acompanhamentos e da embarcação sísmica foi o grupo alterar curso e velocidade para passar atrás da embarcação em operação. Durante o acompanhamento 2, foi visto um par de machos reagir nadando vigorosamente para o conjunto de canhões a ar, dando início a um curso de interceptação quase direto, a 11km e nível de recepção de 139 dB re 1 µPa rms. Mas este grupo nadou somente para uma posição 3km ao sul da linha de rastreamento da embarcação que se aproximava, e ficou ali, descansando calmamente, 9 na superfície, enquanto a embarcação passava rumo norte e depois partiu. Com base nos índices de esguicho os animais não pareciam coagidos. TENTATIVAS DE APROXIMAÇÃO DE BALEIAS JUBARTE As 16 tentativas de aproximação feitas no Golfo Exmouth revelaram que os grupos de baleias jubarte que continham fêmeas evitavam consistentemente a aproximação de um único canhão a ar em operação (Bolt 600B, câmera de 20 cui) a um alcance médio de 1,3km. As manobras de evitação ficaram evidentes antes da paralisação a 1,22–4,4 km. Em um caso foi observada uma resposta de alerta. O nível médio do canhão a ar para evitação foi 140 dB re 1 µPa rms, o alcance médio para paralisação 143 dB re 1 µPa rms e a resposta de alerta observada em 112 dB re 1 µPa rms. Estes níveis são consideravelmente menores do que os observados nas observações da embarcação sísmica em operação, feitas fora do Golfo Exmouth e das publicadas para baleias-cinzentas e bowhead. Trabalhos mais recentes sobre baleias bowhead em migração têm mostrado níveis de canhão a ar para evitação inferiores aos observados para as baleias jubarte em repouso (W.J. Richardson, LGL. Ltd. Canada, pers. comm.). Para as observações de baleias jubarte, feitas aqui, acredita-se que as diferenças no comportamento dos animais, nos momentos das respectivas exposições eram responsáveis pela diferença dos níveis de resposta. Os grupos nos quais havia fêmeas e dentro do Golfo Exmouth estavam, invariavelmente, em descanso ou tentando descansar. O descanso era um estado comportamental particularmente importante para grupos com fêmeas e machos. Acredita-se que as baleias empenhadas neste comportamento sejam mais sensíveis a aproximação de canhões a ar do que os animais em comportamento de natação migratória, avistados quando passavam pela região do levantamento sísmico, para nordeste de North West Cape. Apesar dos grupos que continham fêmeas manterem algum nível de afastamento do canhão a ar, durante os testes no Golfo Exmouth, em nove dos 16 testes baleias jubarte, em sua maioria, maduras, grandes, sozinhas se aproximaram do canhão a ar em operação, 100–400m, o investigaram e se afastaram. Estas aproximações foram deliberadas, diretas e, muitas vezes, velozes, sendo que uma baleia em aproximação foi cronometrada a 8kn. Estas baleias receberam sinais máximos do canhão a ar, a 100m, 179 dB re 1 µPa rms (ou 195 dB re 1 µPa pico-a-pico). Este nível é equivalente ao nível pico-a-pico mais elevado da fonte (nível a um metro) dos componentes do canto medidos no canto da baleia jubarte, em 1994, na Baía Hervey, por McCauley et al (1996), ou fornecido por Thompson et al (1986) para sons de baleias jubarte no Alaska, 192 dB re 1 µPa pico-a-pico a um metro. Sinais fortuitos de saltos produzidos por um macho grande, saltando total ou parcialmente fora da água e colidindo com a água no retorno, foram medidos após uma das séries de tentativas de aproximação. Estes sinais de salto foram medidos a uma distancia superior a 0,1–1km. Os sinais subaquáticos produzidos pelo saltar deste animal eram audivelmente similares aos sinais do canhão a ar. O autor observara isso antes do registro de séries na Baía Hervey, em Queensland (‘disparos de espingarda’, McCauley et al, 1996) e em séries com baleias jubarte cantando continuamente e saltando na região de Kimberley, na Austrália ocidental (observação pessoal). Na análise dos sinais de saltos foi descoberto que eles poderiam ser equiparados a sinais de canhão a ar em forma de onda, conteúdo de energia e espectro de freqüência. Exemplo: um sinal de salto gravado a 100-200m se equiparava a um sinal de um conjunto sísmico 3D, gravado por um hidrofone a 20m de profundidade, 6,8km de distância, com base nos níveis de energia equivalente. Especulamos que, dadas as semelhanças entre os sinais do salto e do canhão a ar, as baleias jubarte macho podem identificar os sinais de um canhão a ar como os de um ‘competidor’. É possível que as canções que a maioria das baleias 10 jubarte macho produz sejam usadas para atrair fêmeas e/ou avisar aos outros machos a sua presença e a intenção de acasalar. Sinais mantidos, de canhão a ar, podem apresentar uma ‘ameaça’ acústica à integridade de um cantor ou um evento que valha a pena ser investigado. Por tanto, acreditamos que os animais que investigaram o único canhão a ar durante as tentativas de aproximação no Golfo Exmouth eram machos que investigavam um ‘competidor’ em potencial, ou o que eles percebiam como um evento de salto. Salientamos que isto é uma mera especulação. IMPLICAÇÕES DE GESTÃO PARA BALEIAS MISTICETO Na experiência do autor, é mais provável que pares de fêmea/macho apresentem uma resposta de evitação aos sons produzidos pelo homem, aos quais não estejam acostumados. Por tanto, qualquer gestão de questões relativas a levantamentos sísmicos deve levar em consideração as respostas de fêmeas/machos como limites de definição. As baleias jubarte macho, adultas, que tencionam acasalar, geralmente perseguem as fêmeas disponíveis. Nadar rumo a ou em torno de uma embarcação sísmica em operação pode ser um pequeno obstáculo para uma baleia jubarte macho que percebeu uma fêmea sexualmente disponível do outro lado. Isto foi corroborado pela observação de um macho nadando transversalmente à proa de uma embarcação sísmica em operação. Para fins de gestão, foi feita distinção entre baleias em migração ou trânsito versus baleias que permanecem em uma área comum para socialização, descansar, dar cria, acasalar, alimentar-se ou para outra finalidade (‘habitat chave’). Baleias migratórias são as envolvidas em deslocamento; no caso das baleias jubarte australianas, isso é extremamente deliberado para as baleias que viajam rumo norte e mais complexo para as baleias que viajam rumo ao sul. Para grupos de baleia jubarte que migravam rumo ao sul, fora do contorno de 20m de profundidade, a principal implicação da embarcação de levantamento sísmico operando através da rota de migração parece ter sido um deslocamento localizado a um lado da embarcação sísmica. Essencialmente, os animais em curso de interceptação mantinham seu curso até 4–5km, quando alteravam o curso e aceleravam para passar pela embarcação em operação, deixando uma distância de evitação de cerca de 3km. Alguns animais se aproximaram mais da embarcação, sendo que em uma ocasião um único animal foi visto passando deliberadamente pela proa das embarcações, nadando a grande velocidade; e, em duas ocasiões, a embarcação paralisou o trabalho quando animais sozinhos foram avistados a 1–2km. Não houve evidência de mudanças drásticas na rota de migração rumo ao sul, na região do levantamento sísmico, como deslocamentos para as zonas inshore ou offshore durante a operação da embarcação. Como foi vista somente evitação localizada de baleias em migração, podese concluir que qualquer ‘fator de risco’ relacionado ao levantamento sísmico esteve confinado a um intervalo de tempo comparativamente pequeno e deslocamento de curto alcance. Os níveis pico-a-pico do conjunto sísmico 3D, medidos, foram da ordem de 182 dB re 1 µPa at 1,6 km, o que estava abaixo do nível da fonte para os componentes mais elevados dos sons de saltos/pancadas na água ou do canto da baleia jubarte (ex.: pico de 192 dB re 1 µPa, Thompson et al 1986 para pancadas, 192 dB re 1 µPa pico-apico McCauley et al 1996 para alguns componentes do canto). O sinal do salto medido no alcance 100–200m gerou o nível pico-a-pico recebido de 160 dB re 1 µPa. Usar propagação esférica e alcance de 150m dá um nível incipiente de fonte, para este sinal, de 182 dB re 1 mPa pico-a-pico a um metro. Por tanto, a 1,6km o sinal 3D recebido do canhão a ar estava dentro do limite que se estima ser psicologicamente tolerado pelas baleias jubarte, uma vez que seria difícil argumentar que o canto da baleia jubarte ou que os eventos naturais de salto possam causar problemas psicológicos nestes animais. 11 McCauley et al (1996) relataram uma baleia jubarte cantando persistentemente a 20–50m de outras baleias e, durante a observação, em Exmouth, da fêmea que saltava, o macho estava sempre a 20–50m da fêmea que caia n’água. Esta exposição natural a sinais intensos, somada ao fato das baleias jubarte terem sido vistas usando ativamente a ‘sombra sonora’ perto da superfície, nas vizinhança de operações sísmicas, implica ser provável que as baleias jubarte não sofram risco psicológico, exceto a curta distância de um grande conjunto de canhões a ar. Usando um algoritmo gerado para estimar o nível recebido de um conjunto 3D a 32m de profundidade, responsável por padrões de fluxo, o alcance no qual o sinal pico-a-pico do conjunto de canhões a ar equivaleu o nível-fonte conhecido dos sons das baleias jubarte foi calculado a 0,95–1,4km para um receptor a 32m de profundidade. Isto presumiu uma correção de 30 dB para deslocar as unidades de canhão a ar da energia equivalente para a pressão pico-a-pico, e o nível máximo pico-a-pico do componente do canto da baleia jubarte de 192 dB re 1 µPa. A curva gerada com angulação do conjunto de canhões a ar é apresentada na Figura 1. Figura da página 8 do original Range 3D array matches humpback SL = Distância de equivalência conjunto 3D / nível do canto da baleia jubarte Range (m) = alcance angle from bow (degrees) = ângulo em relação a proa (graus) Figura 1. Distância calculada na qual o nível recebido do canhão a ar, de um conjunto 3D 2.678 cui a 32m de profundidade, equivale ao nível mais elevado registrado no canto da baleia jubarte. Dados estes dois fatores: que os deslocamentos de animais migratórios eram comparativamente curtos em tempo e envolviam mudanças de curto alcance, e a pequena probabilidade de efeitos psicológicos, parece haver baixo risco para os animais migratórios expostos a atividade sísmica. O mesmo não pode ser dito das baleias jubarte que não estão migrando, e que estão relativamente sedentárias, em uma área, envoltas em alguma atividade comportamental que seja importante do ponto de vista populacional (habitats chave). Para as baleias jubarte ao longo da costa ocidental australiana, tais áreas incluem, pelo menos: Kimberleys meridional, entre Broome e o extremo norte de Camden Sound; Golfo Exmouth; Baía Shark; águas ao norte e nordeste da Ilha Rottnest; e Baía Geographe, durante os meses do final do inverno e primavera. C e M-N Jenner identificaram a região meridional de Kimberley, particularmente, como local de procriação usado por grande parte da população de baleias jubarte do oeste da Austrália. Nestas áreas de habitat chave, pode-se esperar que a possibilidade de um limiar mais baixo de resposta aos sinais de canhões a ar acarrete deslocamentos decorrentes da operação de embarcações de levantamento sísmico, em alcances maiores do que os observados para animais fora deste tipo de habitat. Graduar os resultados de nível do canhão a ar, das tentativas de aproximação usando um único canhão a ar, quando a evitação ocorreu a 1,3km em um habitat chave, para os níveis das medições descritas para o conjunto 3D, forneceu um alcance potencial de evitação de uma embarcação sísmica em operação, de 7–12km. Este alcance de 7–12km se aplicaria apenas a baleias em um habitat chave, sendo que pode ser menor, dadas as diversas condições de propagação do som. 12 O deslocamento em função de uma embarcação sísmica em operação contínua, em um habitat chave, poderia ter efeitos muito mais profundos e graves sobre animais individuais e sobre a população, do que a exposição de animais em migração, que não se encontram em um habitat chave. Exemplo: o Golfo Exmouth é usado como área de descanso por baleias jubarte que viajam rumo ao sul – especificamente por fêmeas em descanso e alimentando filhotes de 4-8 semanas de idade. Neste estágio da vida, os filhotes são pequenos, comparativamente fracos e possivelmente vulneráveis a predação e exaustão. O deslocamento contínuo, em potencial, destes animais em uma área confinada interromperia este estágio de descanso e alimentação, tendo conseqüências potencialmente mais graves do que qualquer resposta localizada de evitação a uma embarcação sísmica em operação, como visto durante o comportamento de natação migratória. Da mesma forma, qualquer perturbação ou deslocamento repetitivo de animais em seus locais de procriação, no período em que estão presentes (ex: Kimberleys meridional para as baleias jubarte do oeste da Austrália, de julho ao final de setembro), pode ter graves conseqüências no nível populacional. Resposta das tartarugas marinhas aos canhões a ar Foram realizados dois testes com tartarugas marinhas em gaiolas e um único canhão a ar que se aproximava e se afastava (Bolt 600B, câmara 20 cui) para aferir as respostas comportamentais. Os testes foram realizados com tartarugas-verdes (Chelonia mydas) e tartarugas-cabeçudas (Caretta caretta), com dois dias de intervalo. O primeiro teste envolveu 2:04 hrs de exposição ao canhão e o segundo 1:01 hr. Cada teste usou o índice de repetição 10s. Os testes foram consistentes e mostraram que acima do nível de canhão a ar de 166 dB re 1 µPa rms as tartarugas aumentavam notadamente sua atividade natatória, em comparação a períodos em que o canhão a ar não estava operando e acima de 175 dB re 1 µPa rms o comportamento ficava mais errático, indicando, possivelmente, um estado de agitação das tartarugas. O aumento no comportamento natatório acompanhava o nível recebido do canhão a ar, sendo que as tartarugas passavam cada vez mais tempo nadando quando o nível do canhão a ar aumentava. O ponto no qual as tartarugas mostraram comportamento mais errático deveria quase igualar o ponto no qual ocorreria evitação em tartarugas que não estivessem em cativeiro. Há relato de dois testes semelhantes na literatura. O’Hara (1990) relatou que tartarugas-cabeçudas mantidas em cativeiro de 300 x 45 m, em um canal com 10m de profundidade, mantiveram um nível de afastamento de 30m de um canhão a ar, Bolt 600B, com câmara 10 cui, e dois poppers Bolt, todos operando a 2.000 psi (14MPa), suspensos a 2m de profundidade e ativado a intervalos de 15s. O’Hara não mediu os níveis de ar recebido dos canhões. O estudo indica que o canhão a ar Bolt produziu a maior quantidade de energia do sinal recebido. Em experiências conduzidas neste relatório, um canhão a ar Bolt 600B, idêntico, com uma câmara 20 cui posicionado a 5m de profundidade em 10m de água, usando uma pressão operacional de 1.500 psi (10 MPa), gerou um sinal de 176 dB re 1 µPa rms, alcance 30m, estando o receptor a 3m de profundidade. Descobrimos que para cada aumento MPa da pressão operacional do canhão a ar, foi obtido um aumento aproximado de 1 dB no nível do sinal. Por tanto, presumindo, em conformidade com a experiência de O’Hara, que o sinal significativo de energia recebido fora produzido primariamente apenas pelo canhão a ar Bolt, que o nível de aumento esperado da câmara de tamanho maior (dos nossos testes) fosse compensado pela menor pressão operacional (diferença: 3–4 dB), e que a propagação sonora fosse semelhante para profundidades de água semelhantes (uma pressuposição razoável em um alcance tão pequeno), poderíamos esperar que o nível no qual O’Hara viu evitação fosse cerca de 175–176 dB re 1 µPa rms. Isto está de acordo com o valor observado em nossos testes, no qual o comportamento da tartaruga se torna mais 13 errático e reforça o ponto de vista de que neste nível deve ocorrer a evitação ativa da fonte canhão a ar. Moein et al (1994) usando tartarugas-cabeçudas encerradas em uma gaiola de 18 m x 61 m x 3,6 m em um rio, mensurou o comportamento de evitação, a resposta psicológica e fez medições de eletroencefalograficas da capacidade auditiva, em resposta a um canhão a ar em operação. O(s) canhão(ões) a ar fora(m) posicionados e eram operados das extremidades da malha, a intervalos de 5–6s, durante períodos de cinco minutos. Eles cotaram três níveis de canhão a ar recebidos pelas tartarugas, 175, 177 e 179 dB, mas não informaram as unidades nem as distâncias da fonte a que estes níveis se referem. Detalhes sobre o canhão a ar, sua pressão operacional, profundidade de posicionamento e níveis sonoros experimentados pelas tartarugas, no cercado, não foram informados. Considerando os resultados de todas as tartarugas testadas (11 indivíduos, seis testes com cada) foi vista evitação durante a primeira apresentação da exposição ao canhão a ar, a médio alcance, 24m. Testes adicionais, vários dias depois, não explicitaram uma evitação estatisticamente significativa. As medições psicológicas mostraram evidência de aumento do estresse, mas os efeitos de manusear tartarugas para amostragem não foram considerados, por tanto, o aumento do estresse não pode ser atribuído às operações do canhão a ar. Uma redução temporária da capacidade auditiva ficou evidente, a partir das medições neurofisiológicas, mas este efeito foi temporário e, em duas semanas, a audição das tartarugas retornou aos níveis anteriores ao teste. O comportamento de evitação descrito por Moein et al (1994) concorda parcialmente com as descobertas daqui. As evidências dos testes em cativeiro, daqui e de O’Hara, foram de que em algum nível as tartarugas apresentariam evitação do canhão a ar em operação. Os resultados comportamentais em nossos testes em cativeiro foram consistentes entre testes com dois dias de intervalo, usando as mesmas tartarugas. Os resultados de Moein et al (1994) mostraram que o comportamento de evitação não era estatisticamente significativo para as tartarugas-cabeçudas repetidamente expostas ao canhão a ar, vários dias após a primeira exposição. Eles concluíram que isso era conseqüência de habituar-se ou de uma mudança temporária na capacidade auditiva das tartarugas. Havia diferenças na apresentação dos sinais de canhão a ar, nestas experiências. Nos testes relatados aqui, o sinal do canhão a ar foi aumentado pelo cenário usado de aproximação-partida do canhão a ar. Isso significava que as tartarugas recebiam apenas uma pequena quantidade de sinais do canhão a ar, de nível moderado a muito elevado. Este tipo de exposição é semelhante ao que seria experimentado com a aproximação e o afastamento de uma embarcação de levantamento sísmico. As experiências de Moein et al usaram uma fonte de canhão a ar fixa operada a distância constante. Apesar dos detalhes da fonte dos testes de Moein et al não terem sido especificados, para dar uma idéia dos níveis experimentados, um canhão a ar Bolt 600B com câmara 20 cui, canhão a 5m de profundidade, pressão operacional 10 MPa para um receptor a 3m de profundidade em 10m de profundidade da água, produz um nível recebido de 176 e 172–175 dB re 1 µPa rms a 24 e 64 m respectivamente (24m sendo a distância média de evitação para a primeira exposição, fornecida por Moein et al, 64m sendo o comprimento máximo da gaiola). Comparamos isto aos níveis recebidos de disparo do canhão a ar para o primeiro teste com tartarugas marinhas, relatado aqui; depois, um teste completo das experiências de Moein et al expôs as tartarugas a ~180 disparos > 172 dB re 1 µPa rms (assumindo três períodos de cinco minutos com 5s de índice de operação e nível de 64m a 172 dB re 1 µPa rms), enquanto o primeiro teste daqui, com tartaruga marinha, expôs as tartarugas a apenas 97 disparos > 172 dB re 1 µPa rms. Por tanto, as mudanças temporárias nos limiares auditivos, observadas por Moein et al, que podem ter desempenhado um papel importante na ausência de evitação vista em testes repetidos vários dias após a primeira exposição de uma tartaruga a um canhão a ar, podem ser menos importante nos testes feitos aqui, possivelmente em função dos diversos regimes de canhão a ar usados nos intervalos entre os testes. Lenhardt (1994) reportou uma resposta natatória de tartarugas-cabeçudas em grandes tanques rasos quando da apresentação de tons em baixa freqüência (< 100 14 Hz). Apesar dos resultados não serem diretamente aplicáveis a sinais impulsivos de canhão a ar, sugeriram que o aumento do comportamento natatório visto em nossos testes e por Lenhardt (1994) podem ser uma resposta genérica de ‘alarme’ da tartarugamarinha. Implicações de operações sísmicas para as tartarugas-marinhas As evidências disponíveis a partir destes testes e da literatura sugerem que as tartarugas-marinhas podem começar a apresentar respostas comportamentais a um conjunto de canhões a ar em aproximação, quando o um nível recebido está em torno de 166 dB re 1 µPa rms e evitação em torno de 175 dB re 1 µPa rms. Das medições de uma embarcação sísmica operando conjuntos de canhões a ar 3D em profundidades de água de 100–120m, isto corresponde a mudanças comportamentais a cerca de 2km e evitação a cerca de 1km. Os habitats importantes de tartarugas-marinhas ocorrem principalmente em águas rasas, geralmente a menos de 20m de profundidade. A propagação de um conjunto de canhões a ar em tais profundidades de água pode ser muito diferente do que a do conjunto medido a 120m de profundidade de água. Poderiase esperar que, em geral, a propagação do som em água < 20m de profundidade fosse significativamente pior, ou seja, que o sinal não fosse tão longe. Porém, em determinadas circunstâncias ditadas pelas propriedades do leito do mar, isso pode diferir. Por tanto, essa resposta e evitação com alcance de um e dois km é apenas uma orientação, podendo ser maior ou menor, dependendo da fonte e de condições ambientais específicas. Um curinga para a resposta da tartaruga-marinha aos sinais do canhão a ar são os sinais de headwave de origem sedimentas. Estes podem ser significativos em alguns tipos de leito de mar, tal como visto no Golfo Exmouth. Para hidrofones acoplados no fundo em algumas áreas do Golfo Exmouth, a energia headwave dos sinais de canhão a ar ultrapassou a energia transmitida pela água com um alcance considerável. Inversamente, alguns tipos de leito do mar não suportam headwaves. Acredita-se que as tartarugas-marinhas tenham alguma forma de audição conduzida por ossos (Lenhardt et al 1983) e geralmente passam muito tempo deitadas, quietas, no fundo (observação pessoal). Talvez possam receber sinais headwave gerados por um canhão a ar, através de condução óssea. Não se sabe se isso ocorre; mesmo que ocorresse, não se sabe qual seria a resposta delas a componente headwave de um canhão a ar em aproximação. Resposta de peixes a canhões a ar Os métodos e resultados completos que descrevem os 10 testes realizados com peixes, sobre a resposta em uma gaiola de 10 x 6 x 3 m, a um canhão a ar próximo, em operação, são apresentados em McCauley et al (2000). Os resultados incluíram medições comportamentais, fisiológicas e patológicas a partir de experiências, e a produção de um modelo otolítico simples para peixes, usando sinais de canhão a ar como input, para prever as respostas. Os testes mostraram que a reposta dos peixes às operações de um canhão a ar, próximo, incluíram: • resposta de alarme a ignição a pequena distância ou a níveis elevados de sinais de canhão a ar; • uma grande resposta de alarme de peixes pequenos, com aumento do nível recebido do canhão a ar acima de 156–161 dB re 1 µPa rms; • redução do rigor da resposta de alarme com o tempo (habituação); • aumento do uso da parte inferior da gaiola durante os períodos de operação do canhão a ar; 15 • tendência, em alguns testes, de natação mais rápida e formação de grupos apertados relacionados a períodos de níveis elevados do canhão a ar; • resposta geral comportamental de peixes se deslocando para o fundo, para o centro da gaiola, em períodos de exposição elevada ao canhão a ar (~ >156–161 dB re 1 µPa rms); • retorno aos padrões normais de comportamento 14–30 minutos depois que as operações com o canhão a ar cessaram; • ausência de aumento de estresse fisiológico significativo que pudesse ser atribuído a exposição ao canhão a ar; e • para peixes em cativeiro: algumas evidências preliminares de lesão ao sistema auditivo de peixes expostos, sob a forma de células ciliadas lesionadas e extirpadas, apesar de um protocolo de exposição necessário para gerar tais lesões não ter sido determinado; acredita-se que tais lesões requereriam exposição a sinais de nível elevado de canhão a ar, a pequena distância da fonte. O trabalho de modelagem usou uma equação simples de oscilador harmônico para modelar o movimento relativo da mácula otolítica, conforme descrito por de Vries (1950), Kalmijn (1988), Karlsen (1992) e Fletcher (1992), e usando constantes de diversas fontes. Este modelo presumiu apenas a onda sonora diretamente impingida ao sistema otolítico, e não incluiu energia re-irradiada de uma vesícula natatória ou acoplada ao otólito através de ligação mecânica de vesícula natatória ou bolha de gás próxima. Por tanto, é uma primeira aproximação e não se aplica a peixes com audição especializada e adaptações morfológicas para aumentar a sensibilidade auditiva, com o aumento de pressão na recepção. O modelo sugeriu que: • acima do limiar do canhão a ar de cerca de 171 dB re 1 µPa rms o sistema de mácula otolítica do peixe começa a apresentar aumento rápido dos parâmetros de deslocamento absoluto (deslocamento, velocidade, aceleração), sugerindo que respostas comportamentais relacionadas e a suscetibilidade a lesões mecânicas aumentarão na mesma proporção; • otólitos menores rastrearam o sinal de input do canhão a ar melhor do que os otólitos maiores, porém demonstraram parâmetros menores de deslocamento absoluto e voltaram mais rapidamente a posição de descanso, sugerindo que sistemas otolíticos menores podem sofrer menos riscos mecânicos à exposição de canhão a ar do que os maiores; e • o sistema otolítico respondeu primariamente à energia do canhão a ar <150 Hz, que circundou a freqüência de máxima energia dos sinais de input do canhão a ar. As experiências comportamentais foram consistentes no seguinte: aumentando o nível do canhão a ar, alguns peixes persistentemente aumentavam primeiro a velocidade natatória, depois iam para a parte mais baixa da gaiola, depois ‘se amontoavam’ no centro da gaiola. Esta resposta geral é apresentada na Figura 2. Figura 2 da página 10 do original fish response to air gun = resposta dos peixes ao canhão a ar normal = normal air gun approach >= 156 dB = abordagem do canhão a ar >= 156 dB air gun approach >= 161 dB = abordagem do canhão a ar >= 161 dB Figura 2. Resposta comportamental generalizada de peixes à aproximação de um canhão a ar. Unidades em dB re 1 mPa rms 16 Uma resposta semelhante a apresentada na Figura 2 foi amplamente relatada para muitos peixes que evitavam embarcações em aproximação (Olsen et al, 1983; Ona 1988; Misund, 1993; ou reavaliado em Olsen 1990). Pearson et al (1992) fizeram experiências expondo cantarilhos (Sebastes spp.) em cativeiro, em uma gaiola octogonal de 4,6m, a 3,6m de profundidade posicionada na superfície da água, a sinais produzidos por um canhão a ar 100 cui (1639 cm3) posicionado a 6m de profundidade e operado em um padrão de 10s. Eles observaram comportamentos similares aos descritos acima com S. mystinus comprimindo-se em cardumes cada vez mais compactos com o aumento do nível do canhão a ar; cardumes de S. melanops tombando no fundo quando as operações do canhão a ar tiveram início, nas proximidades, e cardumes de S. miniatus e S.serranoides permanecendo estacionários perto do fundo ou subindo na coluna d’água, quando do surgimento de sinais de canhão a ar. Para os níveis recebidos de 161 dB re 1 µPa (valores de pressão no nível da média dos picos, definido como valor em dB da soma da média do máximo positivo e valor absoluto do mínimo negativo) eles apresentaram mudanças sutis de comportamento; e para as respostas de ‘alarme’ (definidas como aumento geral da atividade e mudanças no cardume ou posição na coluna d’água) em 180 dB re 1 µPa (nível da média dos picos). Usar fatores de conversão para os resultados apresentados aqui, para os níveis das médias dos picos, apresentou níveis para mudanças significativas no comportamento de cardumes no nosso experimento, sendo 168–173 dB re 1 µPa a média dos picos. Este nível é menor do que o apresentado para mudanças nos cardumes por Pearson et al (1992), 180 dB re 1 µPa como média dos picos, mas encontra-se entre os limites deles para mudanças ‘sutis’ de comportamento para 161 dB re 1 µPa como média dos picos, e o que eles encontraram como resposta de ‘alarme’, em 180 dB re 1 µPa como média dos picos. Os níveis mais baixos de respostas de ‘alarme’ registrados aqui podem se dever a diferenças nas definições comportamentais, diferenças de espécies, uma vez que os experimentos relatados aqui usaram peixes aclimatados à gaiola durante muitos dias, enquanto os peixes dos testes de Pearson et al foram capturados com anzol e linha na véspera do teste, ou porque os testes significativos relatados aqui usaram um canhão a ar que se aproximava e partia em vez de um canhão a ar estacionário usado como uma escada, como ocorreu nos testes de Pearson et al trials. A pesar da diferença dos níveis, necessária para mudanças comportamentais similares entre os dois estudos, eles são consistentes no seguinte: em algum nível recebido do canhão a ar, o estado comportamental dos peixes é significativamente alterado, até o ponto em que apresentam o que poderia ser chamado resposta ‘genérica’ de alarme do peixe, de buscar proteção em cardumes compactos perto do fundo. Dalen e Raknes (1985) também sugeriram que o bacalhau (Gadus morhua) também pode responder a sinais sísmicos nadando rumo ao fundo. Pearson et al (1992) registraram respostas de alarme, definidas como resposta C-turn (resposta involuntária na qual todos os músculos laterais de um dos lados do peixe se contraem e o peixe arremete naquela direção, Blaxter et al 1981) nos níveis de 200 e 205 dB re 1 µPa como média dos picos. Nos testes relatados aqui, as respostas de alarme, definidas como nado mais rápido e errático, movimentos abruptos coincidentes com disparos de um canhão a ar ou expansão instantânea dos cardumes se tornaram cada vez mais evidentes acima de 168 dB re 1 µPa como média dos picos. As respostas C-turn foram menos comuns em peixes maiores a níveis recebidos de até 203 dB re 1 µPa como média dos picos. No entanto, foram observados de forma consistente em pequenos (50–55mm SL) Pelates sexlineatus entre o nível recebido de canhão a ar de 182–195 dB re 1 µPa como média dos picos. Em um estudo recente, Wardle et al (na imprensa) operaram três canhões a ar 150 cui (2,5 L) perto de um pequeno sistema de recifes em Loch Ewe, Escócia. Observaram o comportamento dos peixes através de um sistema de vídeo subaquático, e os movimentos de indivíduos selecionados, usando um sistema de rastreamento pinger ultra-sônico, sete dias antes, durante e quatro dias após as operações com canhão a ar. Foram usadas oito exposições ao canhão a ar, em um período de quatro dias. Estas 17 variaram de 17 a 86 minutos em comprimento, usando intervalos de disparo de 57–188s. Todas as exposições usaram um canhão a ar fixo (alcance constante). Wardle et al observaram respostas de alarme de peixes em imagens em câmera para cada disparo do canhão a ar, em níveis de 195–219 dB re 1 µPa de pico, recebido na câmera de observação. Novamente, as unidades precisam de conversão. O nível no qual as respostas de C-turn foram observadas no P. sexlineatus nos testes relatados aqui foi 183–196 dB re 1 µPa de pico, que se justapõe aos limites nos quais Wardle et al observaram respostas similares. Wardle et al não viram nenhum efeito significativo além das respostas de C-turn para cada disparo do canhão. Não houve alteração no comportamento do cardume, na observação da câmera, e nenhuma mudança significativa nos padrões comportamentais rotineiros dos peixes que transitavam pelo campo de visão da câmera, nem dos que eram acusticamente rastreados, apesar de haver algumas aberrações pequenas. Estas podem ter ocorrido por causa da fonte estacionária do canhão a ar e do pequeno número de disparos do canhão a ar. O índice de repetição mais rápida utilizado foi cerca de uma vez por minuto, que é muito menor do que em um levantamento sísmico convencional, de um disparo a cada 5–15s. O canhão a ar também tinha uma posição fixa, diferentemente do sinal típico que aumenta rapidamente, esperado para uma fonte de canhão a ar em aproximação. Por tanto, o fato de Wardle et al não terem visto a resposta genérica de ‘alarme’ de peixes relatada por Pearson et al (1992), nem o aumento das respostas de alarme/susto, nem o comportamento de ‘amontoamento’ visto com o aumento do nível do canhão a ar, descrito aqui, pode ser sido resultante do regime de exposição. O espacejamento dos disparos deveria ter sido suficientemente grande para que os peixes se recuperassem totalmente da resposta de alarme que dera início ao C-turn, e o fato da fonte ser estacionária significa que a mesma não constituiria uma ameaça em aproximação. Conseqüentemente, os resultados comportamentais aqui e em outros trabalhos publicados mostram alguma consistência e, possivelmente, previsibilidade. Resumindo, em um nível recebido do canhão a ar, de uma embarcação em aproximação, pode-se esperar que os peixes demersos comecem a mudar seu comportamento aumentando a velocidade e nadando em profundidades maiores na coluna d’água. A medida que o nível do canhão a ar aumenta, estima-se que tais peixes formem cardumes compactos, provavelmente perto do fundo da plataforma continental (<200m). Eventualmente, podem ser alcançados níveis nos quais respostas involuntárias de alarme ocorram na forma do clássico C-turn. Pode-se prever que neste ou próximo a este nível os peixes comecem a apresentar evitação, ou que os peixes ligados a um local comecem a procurar refúgio. Engas et al (1996) em um teste de campo, elegante e bem conduzido, em águas da plataforma continental, expuseram que em algumas espécies a evitação ocorre claramente, perto de uma embarcação sísmica em operação. Em águas mais profundas (> 200m) é esperado que quaisquer efeitos sejam reduzidos com o aumento da profundidade, porque o nível do sinal do canhão a ar diminui proporcionalmente. O limiar para os aumentos iniciais de comportamento natatório pode ser da ordem de 156 dB re 1 µPa rms, conforme os resultados apresentados aqui. Para o conjunto 3D medido (2678 cui a 100-120m de profundidade da água), o que corresponde a um alcance de cerca de 3–5km. Em níveis em torno de 161-168 dB re 1 µPa rms (resultados nossos e de Pearson et al 1992 usando conversão para canhão a ar Bolt, de média dos picos para unidades rms) seria esperado que ocorresse evitação ativa da fonte do canhão a ar. Isso corresponde a uma distância de 1–2km do conjunto 3D. Temos de salientar que tais alcances podem variar dependendo do conjunto específico de canhão a ar e do meio ambiente local. Para a avaliação de risco, estes valores de nível do canhão a ar podem ser usados na modelagem de exposição para prever impactos, em uma região e em um levantamento específico, conforme descrito abaixo. O trabalho de modelagem otolítica, realizado aqui, mostrou que acima de um nível de canhão a ar de aproximadamente 171 dB re 1 µPa rms a resposta do sistema mácula otolítico dos peixes aumentou drasticamente. Isso sugeriu que a resposta 18 comportamental aumentaria na mesma proporção. Isto está em conformidade com a previsão de evitação de nível superior do conjunto do canhão a ar. A descoberta preliminar de lesão patológica do sistema auditivo do Chrysophrys auratus leva a muitas perguntas. Os peixes usados nos testes estavam em cativeiro e foram abordados, a pequena distância, por um canhão a ar em operação, ao contrário dos peixes nas vizinhanças de uma embarcação sísmica comercial em operação. Poder-se-ia esperar que ocorresse evitação antes que os sinais do canhão a ar atingissem níveis suficientes para gerar algum tipo de lesão auditiva. O dano observado consistia de células ciliadas lesionadas ou extirpadas na mácula do otólito sagital. A contagem de células extirpadas nos peixes expostos foi comparativamente pequena (menos de 1% em cada região de amostragem, de uma grade de 23,500 µm2), apesar de se acreditar que as células extirpadas indicavam lesões mais amplas às células ciliadas, o que não poderia ser facilmente quantificado. É sabido que os peixes podem recuperar células ciliadas lesionadas (Lombarte et al, 1993). Mas não se sabe quanto tempo este processo demora, nem o quão eficiente é para determinados níveis de lesão. Fizemos amostragens de peixes expostos repetitivamente (46 dias entre as exposições) e, regularmente, durante um período de recuperação de até 44 dias após a exposição mas, no momento em que estávamos redigindo este ensaio, tal amostragem ainda estava em andamento. Neste estágio, tais estudos devem ser considerados preliminares. Apesar de peixes terem sido vistos sobrevivendo a exposições de curto alcance, a ruídos de canhão a ar (por tanto, níveis elevados) para períodos de até várias semanas após a exposição, nenhuma dessas experiências ou conclusões considerou a condição física do animal, do ponto de vista de lesões semiletais em potencial. A descoberta aqui, de peixes expostos a canhão a ar, a distâncias muito pequenas, com lesões evidentes no sistema auditivo, tais como células ciliadas lesionadas ou extirpadas, implica que alguns peixes podem ter piora da condição física após a exposição. IMPLICAÇÕES DAS OPERAÇÕES SÍSMICAS PARA A PESCA Há muito tempo, os pescadores comerciais consideram que as operações de levantamento sísmico offshore desequilibram suas operações de pesca. Este não é um fenômeno peculiar a nenhum país específico, e sim um ponto de vista defendido por inúmeros pescadores, em todo o mundo. Engas et al (1996) demonstraram, em um protocolo experimental, que o bacalhau (G. morhua) e o hadoque (Melanogrammus aeglefinus) se afastavam de uma região de 3 x 10 milhas marítimas (5,6 x 18 km) na qual estavam sendo realizadas operações sísmicas, em um período de cinco dias. Eles observaram diminuição na quantidade de peixes além do limite de amostragem, a 33km. Løkkeborg (1991) analisou capturas com redes grandes de bacalhau (G. morhua) feitas na presença de análises sísmicas e concluiu que houvera uma redução no índice de captura, assim como Skalski et al (1992) em um teste experimental com cantarilhos (Sebastes spp.). Estas observações sugeriram que os peixes responderam de forma a evitar o campo de som de embarcações sísmicas em operação, a partir de determinado alcance, ou que o estado comportamental mudava de tal forma que eles não estavam mais disponíveis para as técnicas de pesca testadas. Por outro lado, Løkkeborg e Soldal (1993) sugeriram que as mudanças comportamentais que forçavam os peixes para o fundo levavam a aumentos temporários nos índices de captura de bacalhau na pesca de arrasto de escamudosnegros, durante atividades sísmicas. Devemos observar que tais estudos foram realizados em regiões com muitos peixes e podem não se relacionar necessariamente a pesca australiana. Observações na literatura apóiam as descobertas apresentadas aqui e justificam o embasamento lógico no qual foi realizado o exercício de modelagem de 19 exposição. Acredita-se que os valores de limiar usados na modelagem de exposição (161 e 166 dB re 1 µPa rms) fornecerão uma boa indicação do nível no qual efeitos comportamentais começam a ocorrer em peixes das proximidades. Este tipo de modelo seria particularmente útil para a interpretação da escala e da probabilidade de perturbações em potencial, de um determinado levantamento sísmico, sobre os vertebrados aquáticos da superclasse Pisces no tempo e no espaço. Por tanto, a interpretação de qualquer distúrbio precisa ser considerada no nível da pesca comercial e no nível ecológico. O nível ecológico deve ser específico por espécie e considerar fatores tais como agregações para desova, a parte da população impactada, e o efeito sucessivo para predadores de nível mais elevado. Estas questões são posteriormente discutidas por McCauley (1994). É necessário salientar que quaisquer efeitos sísmicos em potencial sobre os peixes não precisam necessariamente se traduzir em efeitos de escala populacional nem perturbação da pesca. Para muitas espécies de peixes, quaisquer mudanças comportamentais ou efeitos de evitação podem envolver poucos ou nenhum fator de risco. Por tanto, um entendimento amplo da resposta dos peixes aos riscos inerentes aos procedimentos de levantamento sísmico e uma boa comunicação entre operadores sísmicos e pescadores pode anular quaisquer problemas notados ou em potencial. Resposta das lulas ao canhão a ar Foram realizados três testes com lulas (Sepioteuthis australis) em cativeiro para aferir a resposta das mesmas a operações próximas de canhão a ar. No primeiro teste várias lulas apresentaram forte resposta de alarme a um canhão a ar próximo, primeiro esguichando os sacos de tinta e/ou fugindo em grande velocidade da fonte do canhão a ar, em um nível recebido de 174 dB re 1 µPa rms. Durante todo este teste a lula apresentou evitação ao canhão a ar, mantendo-se perto da superfície da água, na extremidade da gaiola mais afastada do canhão a ar. O nível do canhão a ar nunca ficou abaixo de 174 dB re 1 µPa rms, durante todo este teste. Durante dois testes com lulas e usando um sinal de aproximação/partida do canhão a ar (em vez de uma partida repentina), não foi vista a forte resposta de alarme; no entanto, um aumento perceptível nas respostas de alarme era visto depois que o canhão a ar ultrapassava 156–161 dB re 1 µPa rms. Não foram vistas respostas consistentes de evitação nestes testes, mas houve uma tendência geral da lula aumentar sua velocidade natatória na aproximação do canhão a ar, e depois diminuir na aproximação mais próxima, e ficar perto da superfície da água durante as operações do canhão a ar. As lulas são particularmente capazes de aprender a relacionar o naviotênder usado para levar comida a gaiola. Elas retiveram essa associação imediatamente após o término das operações do canhão a ar, indo ao navio-tender para serem alimentadas, possivelmente indicando um pequeno limiar de mudanças auditivas. As lulas foram os únicos animais observados durante os testes em cativeiro que parecem ter usado a sombra sonora próxima a superfície da água (foi medida uma diferença de quase 12 dB entre os hidrofones a 3m e 0,5m de profundidade nos testes 13 e 14, ao longo da lateral da gaiola). A resposta genérica dos peixes ao canhão a ar foi oposta, ir para o fundo que, por causa das peculiaridades de propagação do som as levaria para a parte da coluna d’água com os níveis mais elevados de sinais do canhão a ar. A resposta da lula aos sinais do canhão a ar não fora relatada antes, na literatura. Elas são um componente extremamente importante da cadeia alimentar de muitos predadores de ordem mais elevada, e mantêm pescadores dedicados em muitas partes do mundo. As respostas vistas nas gaiolas sugerem que, assim como nos outros animais observados, as mudanças comportamentais e a evitação à um canhão a ar em operação ocorreriam a alguma distância. Por tanto, é provável que operações sísmicas impactem as lulas e que a abordagem de modelação da exposição usando limiares de 20 161–166 dB re 1 µPa rms forneça indicações da extensão dos distúrbios para levantamentos sísmicos específicos. Resumo geral Apesar de muitos autores terem enfatizado este ponto, fica reiterado aqui, que ainda não há uma forma padronizada de descrever o sinal impulsivo de um canhão a ar. Isso causa inúmeras confusões na comparação de trabalhos de autores diferentes, e pode facilmente levar a conclusões errôneas através da comparação de trabalhos diferentes com sistemas de unidades distintos. Foi descoberto aqui que o método mais consistente para descrever o sinal de um canhão a ar era alguma medição da energia total do mesmo, obtida acima do ruído de background. Foi descoberto que as medições que requerem integração de tempo além do sinal apresentavam determinados tipos de tendências, que podem estar presentes ou não. Também foi descoberto que muitos fatores podem causar grandes diferenças no nível recebido de sinal de um canhão a ar da mesma fonte, operando na mesma área. Por tanto os descritores do sinal de um canhão a ar precisam ser definidos com precisão, as situações das medições precisam ser especificadas, e devem ser fornecidas as conversões ideais para unidades diferentes, para aquela fonte, naquele meio ambiente. Tabela 1. Resumo dos efeitos das operações de um canhão a ar, próximo, sobre a fauna marinha da área, a partir da literatura e deste estudo. Note que todas as unidades são dB re 1 mPa rms. Quando adequado, foram feitas conversões de conjuntos de medidas empíricas derivados aqui. Sobrescrito: a – distância de afastamento é a distância mínima de aproximação de uma embarcação em operação, permitida pelos animais; b – nível derivado de canhões a ar similar ao usado neste estudo; vide seção de tartaruga-marinha acima; c – convertido da média dos picos para rms usando a correção de -12 dB a partir de 7.712 registros do canhão a ar Bolt 600B; d – correção aplicada de -12 dB (pico para rms); note que o limite mínimo para concluir um C-turn não foi determinado; e – exposição conhecida com precisão mas, em função da natureza oscilante não permitiu que fosse determinado o nível das lesões. Fonte Nível (dB re 1 Grupo de Animais Efeitos mPa rms) Malme et al 1985 160 baleias-cinzenta distancia geral de afastamento Richardson et al 1995 150–180 baleias-cinzenta e bowhead distancia geral de afastamento – resumo dos resultados de muitos trabalhos Este estudo 157–164 baleias jubarte distancia de afastamento para baleias jubarte em migração Este estudo 140 baleias jubarte grupos em descanso com fêmeas em habitats chave dão início a evitação Este estudo 143 baleias jubarte grupos em descanso com fêmeas em a habitats chave; distancia de afastamento Este estudo 179 baleias jubarte nível máximo tolerado por baleia jubarte, provavelmente macho, investigando canhão a ar único; é possível que seja decorrente de indícios visuais 21 Este estudo 166 tartarugas-verdes e cabeçuda aumento observável do comportamento natatório Este estudo 175 tartarugas-verdes e cabeçuda o comportamento das tartarugas fica cada vez mais errático O’Hara b 175–176 tartarugas-cabeçudas evitação Este estudo 156–161 diversos vertebrados aquáticos da superclasse Pisces comportamento comum de ‘alarme’ de ‘amontoar-se’ no centro inferior da gaiola; aumento observável de comportamentos de alarme tem início no nível inferior Pearson et al (1992) c 149 cantarilho (Sebastes spp) começo de mudanças sutis de comportamento Pearson et al (1992) c cantarilho resposta de alarme significativa Este estudo > 171 modelo do ouvido de peixes início do aumento rápido do estímulo auditivo Este estudo 182–195 peixe P. sexlineatus C-turn de alarme persistente Pearson et al (1992) 200–205 espécies selecionadas de cantarilho respostas C-turn de alarme claras Wardle et al (na imprensa) d diversos vertebrados aquáticos da superclasse Pisces respostas C-turn de alarme Este estudo 146–195 diversos vertebrados aquáticos da superclasse Pisces sem aumento significativo do estresse fisiológico Este estudo e peixe Chrysophrys auratus e outros evidências preliminares de lesão patológica aos sistemas auditivos de peixes em cativeiro Este estudo 174 lula alarme (esguicho do asco de tinta) e evitação de início de atividade do canhão a ar, nas proximidades Este estudo 156–161 lula aumento observável dos comportamentos de alarme Este estudo 166 lula alteração significativa dos padrões de velocidade natatória, possível uso da sombra sonora perto da superfície da água 168 183–207 ???? Uma tabela de níveis (em unidades rms) para os diversos efeitos das operações do canhão a ar, nas proximidades, sobre animais marinhos, da literatura e deste estudo é apresentado na Tabela 1. A despeito dos diversos grupos de animais relacionados, existem semelhanças impressionantes nos limiares de resposta a um canhão a ar próximo. Várias espécies de baleia misticeto estão relacionadas como apresentando evitação geral de uma fonte sísmica em operação a 150–164 dB re 1 µPa rms (excluindo grupos de fêmeas em repouso dentro do Golfo Exmouth deste estudo); as tartarugas-marinhas foram vistas começando a aumentar visivelmente seu comportamento natatório em 166 dB re 1 µPa rms; muitos vertebrados aquáticos da superclasse Pisces apresentavam sua resposta de ‘alarme’ geral com aumento da velocidade natatória, comprimindo os cardumes e rumando para o leito do mar a 156–168 dB re 1 µPa rms; e foram vista alterações comportamentais em lulas a partir do nível 156–166 dB re 1 µPa rms. Os sistemas auditivos de baleias misticeto, tartarugasmarinhas, peixes e lulas são fundamentalmente distintos; porém o alcance do nível recebido do canhão a ar acima do qual as respostas se tornam significativas está entre 18dB para estes diversos grupos. Isso suscita questões: 22 • existem pressões evolucionárias comuns que tenham moldado a elevada resposta auditiva de uma vasta gama de animais marinhos? ou • existe uma limitação comum aos sistemas auditivos dos animais marinhos? Apesar do mecanismo de transmissão de energia ao ouvido interno (ou sistema estatocisto, nos moluscos) variar muito, talvez as limitações da mecânica das células ciliadas possam moldar a resposta comportamental a sons de intensidade elevada. AGRADECIMENTOS A Australian Petroleum Production and Exploration Association (APPEA) deu início a, patrocinou e apoiou o trabalho aqui descrito. A APPEA é o representante nacional do setor de petróleo e gás, na Austrália. Nos dois primeiros anos do projeto, uma organização do Governo australiano, a Energy Research and Development Corporation (ERDC), financiou parcialmente o projeto e geriu o contrato. Até que uma mudança de Governo levou a extinção da ERDC; a ERDC geria os investimentos diretos do Governo Federal Australiano em inovações energéticas. Uma série de empresas de exploração e desenvolvimento de petróleo e outros grupos comerciais patrocinaram diretamente o projeto, a saber: Western Atlas; WMC Petroleum; Geco-Prakla; Shell Development Australia; Austal Ships; e o aquário comercial Underwater World. Foi obtida uma bolsa de estudos para PhD. do Australian Research Council para ampliar o escopo dos testes com peixes e lulas. O WA Museum ajudou na taxonomia, enquanto funcionários da Environment Australia, Curtin University Animal Ethics Committee e WA Conservation and Land Management ajudaram com as autorizações adequadas. Contribuíram com a operacionalização do projeto: Doug Cato (Defence Science and Technology Organisation); Les Denison, Bronwyn Denison, Ann Smith e Mal Perry do Centre for Marine Science and Technology; e Rebecca Donaldson, Michelle Dyer, Peter Mazzucato, Matthew Marshall, Ross McLaren-Nicole, Chris Burton, Ben Kennard, Chris Lally, Julie Castro, Elizabeth Howell, Sarah Dighton, Mandie Thompson, Paul Van Reekan e Steve Salmeri. Este documento e o relatório completo no qual o mesmo se baseia se beneficiaram muito dos inputs construtivos dos revisores: W.J. Richardson da LGL. Ltd, Canada; C. Greene da Greeneridge Sciences California; e A. Popper da University of Maryland. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BLAXTER, J.H.S., GRAY, J.A.B. AND DENTON, E.J., 1981—Sound and startle response in herring shoals. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom. 61, 851–69. DALEN, J. AND RAKNES, A., 1985—Scaring effects on fish from 3D seismic surveys. Institute of Marine Research. Rep. 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WARDLE, C.S., CARTER, T.J., URQUHART, G.G., JOHNSTONE, A.D.F., ZIOLKOWSKI, A.M., HAMPSON AND G., MACKIE, D., (in press). Effects of seismic air guns on marine fish. Continental Shelf Research. de VRIES H.L., 1950—The mechanics of the labyrinth otoliths. Acta Oto-laryngologica. 38 (3), 262–73. 25 26 OS AUTORES Robert McCauley é Research Fellow do Centre for Marine Science and Technology da Curtin University deste o começo de 1996, depois que se transferiu da James Cook University, em Queensland, onde era docente. Em 1986 obteve o grau de Bacharel em ciências pela James Cook University, e está concluindo o PhD, em regime de meioexpediente, em comportamento acústico de peixes tropicais. Desde 1987 Rob tem trabalhado na produção, recepção e ecologia do ruído marinho biológico australiano, e nos efeitos do ruído no meio ambiente marinho. Alec Duncan é Senior Research Fellow do Centre for Marine Science and Technology da Curtin University. Em 1979 concluiu o Bacharelado em Ciências Aplicadas pelo RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology) e em 1988 recebeu grau de Mestre em Ciências Aplicadas pela Curtin University. Seus principais interesses de pesquisa são acústica marinha, movimento de veículos superficiais e subsuperficiais e instrumentação. É membro de: IEEE, Acoustical Society of America, Australian Acoustical Society, Australian Institute of Physics. Jane Fewtrell está concluindo o PhD sobre o efeito do ruído do levantamento sísmico em invertebrados e peixes marinhos na Curtin University, na Aquatic Science Research Unit, com o apoio de uma bolsa de estudos de APA(I) e APPEA. Em 1995, Jane obteve o grau de Bacharel em Ciências em Biologia, com Louvor, pela Curtin University, sendo que o tema de sua tese (com louvor) foi a resposta do estresse de peixes, enfocando peixes envolvidos em aquacultura. Em 1995, ganhou uma bolsa de pesquisa da Neville Stanley Studentship, e passou o ano de 1996 gerenciando as instalações da incubadora marinha, na Curtin University e realizando pesquisas sobre a resposta do estresse de peixes na indústria de exportação de peixes vivos. Curt Jenner é cofundador e Principal Pesquisador do Centre for Whale Research (WA) Inc., que realiza estudos sobre a biologia da população de baleias jubarte que freqüenta a costa da Austrália ocidental. É Bacharel em Ciências pela Universidade de Alberta, Canadá, e está matriculado na University of WA, trabalhando na biologia da população de baleias jubarte para obter o Mestrado em Ciências. Curt participa de estudos de campo sobre baleias desde 1987, sendo que desde 1990, junto com sua sócia, Micheline-Nicole, tem estudado baleias jubarte ao longo da costa australiana ocidental. A pesquisa de Curt enfoca: estrutura da população, biologia da população e padrões de migração das baleias jubarte. Micheline-Nicole Jenner é cofundadora e Principal Pesquisadora do Centre for Whale Research (WA) Inc. Em 1984 obteve o grau de Bacharel em Ciências, em Zoologia, e em 1987 obteve o grau de Mestre em Ciências, em Biologia Marinha, pela University of Auckland. Micheline-Nicole estuda populações de baleias desde 1989, e desde 1990, junto com seu sócio, Curt, tem estudado baleias jubarte ao longo da costa ocidental da Austrália. A pesquisa de Micheline enfoca: reprodução, histórico de vida, comportamento e padrões de pigmentação de baleias jubarte. Prof. John Penrose é diretor do Centre for Marine Science and Technology, na Curtin University. Detém um Associateship em Ciência Aplicada conferido pelo Perth Technical College e PhD em Física pela City University, de London. É Editor Associado do Journal of Oceanic Engineering. É membro de: The Australian Institute of Physics, The Acoustical Society of America, Institute of Electrical and Electronic Engineers Inc., e da Australian Acoustical Society. Robert I .T. (Bob) Prince tem trabalhado em questões de gestão ambiental, vida selvagem e conservação da natureza em agências governamentais de Western 27 Australian, desde 1969. Atualmente é cientista sênior de pesquisas no Department of Conservation and Land Management (CALM). Após deixar os estudos para trabalhar no sistema bancário, se matriculou como aluno externo e, posteriormente, obteve os graus de Bacharel em Ciências (Agricultura – com louvor) e PhD (Zoologia) pela University of Western Australia. Seus primeiros trabalhos enfocaram a gestão do canguru, que na época era uma questão pública muito importante. Na esfera marinha, em 1977 deu início a estudos independentes de populações de dugongos, em WA. Desde 1989, a CALM assumiu um grande envolvimento formal com os levantamentos da população de dugongos desta região. Um trabalho de preservação da tartaruga-marinha regional, complementar ao trabalho anterior sobre o enfoque de gestão ambiental e o ecossistema de gramíneas marinhas e dugongos, foi desenvolvido através do Western Australian Marine Turtle Project (WAMTP), o qual teve em 1986. Buscou ativamente o compromisso participativo e apoio externo para o WAMTP, apoio que recebeu da indústria, da comunidade e do público. Anita Adhitya está estudando Ciências/Engenharia na University of Western Australia. Atualmente encontra-se em seu terceiro ano de estudos e espera concluir o Bacharelado em Ciências em 2000, especializando-se em física. Julie Murdoch está trabalhando no Northern Territory Fisheries Department, em avaliação biológica de reservas de peixes. É Bacharel em Ciências (ecologia) pela Griffith University, de Brisbane, e Mestre em Ciências pela Cook University, de Townsville, pela pesquisa sobre o histórico dos primeiros tempos de vida dos peixes dos recifes de corais. Julie é ecologista marinha, e seus interesses de pesquisa são: dinâmica das populações de peixes, ecologia de recifes de corais e preservação dos recursos marinhos. Kathryn McCabe colabora com o Centre for Whale Research (WA) Inc. Katie obteve o diploma de Associate em Ciências Aplicadas com especialização em Reservas da Natureza e Vida Selvagem pela Queensland University. Tem vastíssima experiência marinha prática, obtida no tempo que passou em embarcações a vela por todo o mundo. Tem um interesse apaixonado pela biologia e pelo comportamento das baleias jubarte. 28