震惊!研究发现:海底风电电缆竟能干扰鲨鱼感官系统

随着全球可再生能源转型中海上风电场的迅速扩张,科学家们正在研究这些大型海洋基础设施项目如何影响海浪下的生态系统。荷兰瓦格宁根大学及研究中心的研究表明,海上风电可能对统称为软骨鱼纲的鲨鱼和鳐鱼既带来风险也带来益处,这些鱼类对电磁场高度敏感。

一个名为“Elasmopower”的六年项目研究了海上风电场海底电缆产生的电磁场如何影响底栖鲨鱼和鳐鱼。这些物种依赖自然的电场和磁场进行关键行为,如导航、猎物探测、栖息地利用和长距离移动,尤其在低能见度环境中。作为Elasmopower项目的一部分,研究成果已发表在四篇论文中,另有三篇论文正在接受同行评审。

鲨鱼和鳐鱼拥有专门的电磁感受器,称为洛伦兹壶腹。瓦格宁根大学的科学家埃尔温·温特告诉Mongabay,它们头部和吻部周围充满胶状物的感觉管可以探测到来自猎物、捕食者、水流以及地球地磁场的极其微弱的电磁场。温特补充说,这套系统对狩猎和定向至关重要,这使得软骨鱼纲在研究海上能源基础设施产生的电磁场暴露方面特别相关。

在5月于斯里兰卡科伦坡举行的Sharks International 2026会议上,温特在介绍Elasmopower研究总结时指出,从海上风电场传输电力的高压海底电缆产生的电磁场在这些动物的可探测范围内,随着海上基础设施的扩张,这引发了关于可能的感觉干扰的问题。

为了调查这一点,研究人员将长期实地测量与实验室实验相结合。他们将两种欧洲物种——来自水族馆的小斑点猫鲨和刺鳐——暴露在类似于运行电缆附近的电磁场水平。研究测试了胚胎、幼体和成体,以捕捉生命阶段的差异。

主要研究员、瓦格宁根大学的博士生安妮米克·赫尔曼斯告诉Mongabay,总体而言,反应因物种和发育阶段而异,一些群体似乎比其他群体更敏感。

赫尔曼斯说,这些发现可能对其他底栖海洋生物也有参考意义,比如生活在海底电缆周围、可能暴露于类似环境变化的比目鱼。

电磁场如何影响鲨鱼和鳐鱼?

一个主要焦点是电磁场如何影响鲨鱼和鳐鱼的早期发育。许多软骨鱼纲将卵产在坚韧的保护性卵壳中,这些卵壳被称为“美人鱼的钱包”,附着在海床或海藻、岩石等结构上。在内部,胚胎在暴露于环境信号中发育。赫尔曼斯说,这些信号包括捕食者的电磁场,这会触发胚胎的“冻结反应”,减少运动并降低被捕食风险。

但在实验中,暴露于类似电缆产生的电磁场的刺鳐胚胎在发育过程中反而变得更加活跃。研究人员认为,这可能会增加它们在自然环境中对捕食者的可见度。然而,他们没有观察到孵化成功率、生长或发育时间的差异,表明在实验条件下没有明显的长期生理伤害。

研究人员还研究了交流电和直流电系统如何影响软骨鱼纲。交流电电缆通常用于风电场内部和较短距离的电力传输,而高压直流系统由于效率更高,用于长距离传输。两者都会产生电磁场,但特征不同,可能影响动物的反应。

在实验中,成年小斑点猫鲨在暴露于交流电场时没有表现出强烈的吸引或回避行为。但在直流电场下出现了细微变化,包括活动减少和与交流电及对照试验相比运动转换速度加快25%,这表明更微妙的行为效应。赫尔曼斯说,如果鲨鱼每次遇到电缆都反复减少活动,这可能会减少它们花在其他生态重要活动上的时间,比如觅食或寻找配偶。

为了补充实验,研究人员还在北海荷兰海上风电场周围进行了环境DNA调查。环境DNA是指生物通过皮肤细胞、粘液、鳞片、废物或卵脱落到水中的遗传物质。分析检测到四个地点有五种鲨鱼和鳐鱼物种的DNA。

调查显示,刺鳐最常见,还有姥鲨、星斑平滑鲨和淡鳐。其他研究也支持一个可能性,即海上风电场可能成为事实上的避难所,因为在这些区域内,底拖网和其他破坏性捕捞做法通常受到限制。

这些限制可能无意中创造出海底生态系统能够再生的保护区。然而,科学家警告说,长期生态结果仍不确定,尤其是结合其他压力因素如噪声、栖息地改变、船只交通和气候变化时。

是否可以做更多来减轻电磁场的影响?

温特说,关于电磁场如何影响捕食者-猎物互动、迁徙和繁殖,以及多种压力因素在近海环境中如何相互作用,仍然存在关键知识空白。潜在的缓解措施包括将电力电缆更深地埋入海床、捆绑电缆以减少电磁场的大小,以及将基础设施改道远离敏感栖息地。

瓦格宁根的科学家还强调,海上风电发展和海洋保护不一定冲突,但早期生态理解对于可持续性至关重要。

赫尔曼斯说:“随着海上可再生能源在全球范围内扩展,研究这些影响可以帮助确保向清洁能源的过渡不会无意中破坏敏感的海洋物种和生态系统。”

澳大利亚海洋科学研究所的安德鲁·吉尔曾担任Elasmopower项目指导小组负责人,他指出所有海底电力电缆——不仅是来自风电场的——都会产生电磁场,包括互联器和电网连接线。

吉尔补充说,由于相互作用的环境变量、具有挑战性的现场条件和监管限制,研究海洋系统中的电磁场本身就复杂,使得长期研究既困难又必不可少。

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