Sound radiation of seafloor-mapping echosounders in the water column, in relation to the risks posed to marine mammals

Type Article
Date 2011-11
Language English
Author(s) Lurton Xavier1, Deruiter Stacy2
Affiliation(s) 1 : IFREMER, IMN/NSE/AS, BP 70, 29280 Plouzané, France.
2 : Woods Hole Oceanographic Institution, MS #50, Woods Hole, MA 02543, USA
Source International Hydrographic review (0020-6946) (International Hydrographic Bureau), 2011-11 , N. 6 , P. 7-17
French abstract De plus en plus d‘attention est portée aujourd'hui à l‘impact du bruit d‘origine humaine sur la vie marine, et spécialement les mammifères marins. Un certain nombre d‘échouements accidentels de cétacés ont été, au cours des dernières années, reliés à l‘utilisation de sonars de forte puissance. L‘hydrographie et la cartographie des fonds marins font un large usage d‘émetteurs acoustiques ; cet article vise à présenter les ordres de grandeur des sons émis par ces sondeurs, et à estimer leur impact potentiel sur les mammifères marins. On présente d‘abord les grandes lignes décrivant les risques acoustiques pour la vie marine, et on rappelle les caractéristiques et la géométrie des sondeurs. Les résultats numériques pour plusieurs cas typiques sont ensuite comparés aux valeurs acceptées couramment pour les seuils d‘exposition sonore des mammifères marins. Cette comparai-son fait apparaître que, bien que certains sondeurs puissent émettre des signaux de forte intensité, la brièveté des émissions et leur forte directivité spatiale rendent improbables des lésions aux systèmes auditifs des mammifères marins, d‘après les connaissances actuelles. Il reste la possibilité que les sondeurs puissent affecter le comportement des mammifères marins, sur des distances kilométri-ques ; la possibilité et les conséquences biologiques des tels effets comportementaux sont encore peu connus.
Abstract Currently, more and more attention is focusing on the impact of anthropogenic sound sources on marine life, particularly marine mammals. Indeed, several unusual cetacean strandings linked to the use of high-power sonar have been observed over the past years. Hydrography and seafloor-mapping make extensive use of acoustic sources; this paper aims to present the order of magnitude of sound radiated by such echosounders, and hence estimate their potential impact on marine mammals. The paper begins with a presentation of the main issues related to sound-mediated risks to marine life and a reminder of echosounder characteristics and geometry. Next, the numerical results from several case studies are compared with currently accepted threshold values for marine mammal sound exposure. This comparison makes clear that, while echosounders may transmit at high sound pressure levels, the very short duration of their pulses and their high spatial selectivity make them unlikely to cause damage to marine mammal auditory systems, according to current knowledge. There remains a possibility that echosounders may affect marine mammal behaviour at ranges on the order of kilometres; however, the likelihood and biological effects of such behavioural responses to sound remain poorly understood at present.
Abstract Actualmente, se dedica cada vez más atención al impacto de las fuentes sonoras antropogénicas en la vida marina, particularmente en los mamíferos marinos. Se han observado durante los últimos años varias varadas poco comunes causadas por cetáceos, vinculadas al uso de sonares de alta potencia. La hidrografía y la cartografía del fondo marino utilizan de forma considerable las fuentes acústicas; el objetivo de este artículo es presentar el orden de la magnitud del sonido radiado por similares sondas acústicas y por tanto estimar su impacto potencial en los mamíferos marinos. Este artículo empieza con una presentación de los principales temas relativos a los riesgos causados por el sonido a la vida marina y con un recordatorio de las características de las sondas acústicas y la geometría. Luego se comparan los resultados numéricos de varios casos prácticos con los valores de umbral corrientemente aceptados para la exposición al sonido de los mamíferos marinos. Esta comparación deja claro que, aunque las sondas acústicas pueden transmitir a niveles de presión de alta intensidad, la muy breve duración de sus impulsos y su alta selectividad espacial hacen que sea muy poco probable que causen daños a los sistemas auditivos de los mamíferos, según los conocimientos que se poseen actualmente. Queda la posibilidad de que las sondas acústicas puedan afectar al comportamiento de los mamíferos marinos en campos de cobertura del orden de kilómetros; sin embargo, actualmente siguen entendiéndose muy poco la probabilidad y los efectos biológicos de dichas reacciones del comportamiento.
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How to cite 

Lurton Xavier, Deruiter Stacy (2011). Sound radiation of seafloor-mapping echosounders in the water column, in relation to the risks posed to marine mammals. International Hydrographic review, (6), 7-17. Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00115/22607/