【澳洲海軍遭解放軍「聲納」傷】專家拆解聲納脈衝如何水底傷人

澳洲政府在周末時透露，上星期二（11月14日）有海軍潛水員遭受「輕傷」，可能是一艘中國海軍艦艇的聲納脈衝造成。

澳洲皇家海軍護衛艦圖文巴號 (HMAS Toowoomba) 。 Credit: VNA

聯邦政府在周末時披露，上星期二（11月14日）有海軍潛水員遭受「輕傷」，可能是一艘中國海軍艦艇的聲納脈衝造成。

潛水員當時正在日本近海附近的國際水域，清理海軍護衛艦圖文巴號 (HMAS Toowoomba) 螺旋槳上的漁網。據副總理理馬利士 (Richard Marles) 發表的聲明說，儘管圖文巴號已經以國際通用的信號進行溝通，中國艦艇仍然靠近並開啓聲納，驅逐澳洲潛水員離開水面。

24/11/202307:07

何謂聲納？

光線在水中傳播欠佳 — 即使在清澈的水中，也許能見度只有幾十米。然而，聲音在水中傳播得很好，而且很遠，原因是水的密度比空氣大得多，因此，對聲壓波（音波）的反應更快更佳。

由於這些特性，船隻利用聲納在海洋中導航並「觀察」水底。「聲納」(sonar) 一詞代表「聲音導航及測距」（Sound Navigation And Ranging）。

聲納設備發出短聲波脈衝或聲響，然後分析接收的回音波。根據設備接收到音波的時間、震幅、相位和方向，可以知道水中情況，包括海底、峽谷壁、珊瑚、魚類，當然還有船隻和潛水艇。

大多數船隻，從小型私人船隻到大型商業油輪，都使用聲納。然而，與巿面有售的用來尋覓魚類的聲納相比，海軍用聲納威力更強。

聲納對潛水員有甚麼影響？

這是一個很難探究的話題，因為你不想故意令人暴露在有害的聲音水平。然而，以往曾有來自各國海軍的軼事和意外曝光。此外，又有一些研究關於人類在水底聽到甚麼聲音，無論是否有穿著潛水衣、頭罩或頭盔。

我們在水中的聽力欠佳，並不出奇，因為我們已經進化到可以在陸地上生活。話雖如此，你會在水中聽到聲納聲音（一種中高音調的噪音），並且知道你已經暴露在聲納探測之下。

至於海軍用聲納，潛水員將大約 150dB re 1 µPa（相對於一微帕斯卡參考壓力的分貝，水中聲音的標準參考值）的聲音評級為「令人不快至嚴重」，這可能距離軍用聲納大概 10 公里。要注意的是，我們無法將水中暴露的聲音跟透過空氣接收到的聲音作比較，因為兩者之間存在太多的物理差異。

人類可忍受的極限約為 180dB re 1 µPa，距離軍用聲納約 500米。在這個水平，人可能會感到頭暈、迷失方向、記憶和注意力短暫受影響，或暫時失去聽力。我們不知道澳洲潛水員受到甚麼程度的傷害，但據形容是受輕傷。

若接收水平較高、距離較近或暴露時間較長，則可能會出現更嚴重的生理或健康影響。在極端情況下，尤其是對於脈衝、突然的聲音（聲納則不然），則會對人體組織和器官造成損害。

聲納對海洋生物有甚麼作用？

關於水底噪音可能對人類造成的影響，可見於一些來自對動物的研究和觀察。

雖然哺乳類海洋生物通常沒有外耳（海獅除外），但其內耳的功能與人類相似。像我們一樣，牠們的聽力也會因噪音而受損，可能是短暫的，例如在一場嘈吵的演唱會後，你可能會感到耳鳴或靈敏度下降；亦有可能是永久性的。

生活在漆黑海洋中的哺乳類海洋生物，比人類更依賴聲音和聽覺。

牠們靠聲音來導航、獵食、互相溝通和尋覓伴侶。齒鯨和海豚進化成有生物迴音測深功能或生物聲納，會發出一連串的點擊聲並接聽迴音。因此，干擾牠們的聲音或影響其聽力，可以擾亂牠們的關鍵行為。

總括來說，聲音也有可能影響非哺乳類動物群，例如魚類，牠們有許多生存功能是依賴聲音而不是視覺。

本文作者為科廷大學（Curtin University）海洋科技研究中心總監厄布 (Christine Erbe) 教授。