Tema: Seismikk

Seismikkoppsett.jpg
Fotograf: Morten Svendsen / Western Geco

Seismikk er kraftige, lavfrekvente lydbølger som brukes til å kartlegge og forstå undergrunnen under havbunnen i kartlegging av olje- og gassforekomster. Frekvensområdet til denne støyen overlapper med frekvensområdet hvor fisk hører, og kan virke forstyrrende.

Seismiske data er avgjørende for å gjøre nye funn av olje- og gass, og gjør det også mulig å få ut mer olje og gass fra produserende felt. Undersøkelsene foregår ved at mange luftkanoner avfyres samtidig, noe som skaper en kraftig lydbølge som kan trenge langt ned i undergrunnen. Ved å analysere ekkoet av denne lyden, får geologene et bilde av havbunnens sammensetning og mulige olje- og gassforekomster. 

Disse lydbølgene overlapper med frekvensområdene hvor fisk hører. Lyd er viktig for fisk for å kommunisere, finne mat, finne partner og reprodusere seg og for å oppdage fiender. Siden fisk er så avhengig av lyd i alle deler av livet, er det derfor mulig at den kraftige støyen fra seismiske undersøkelser kan forstyrre dens normale aktivitet, for eksempel ved at den svømmer unna, at den forhindrer viktig kommunikasjon eller overdøver parringsrop eller lyden av en fiende som nærmer seg. 

Konsekvenser for gyting

Det er påvist at enkelte fiskearter kan forflytte seg betydelige avstander bort fra områder med seismikk. En slik forflytning er i utgangspunktet ikke så farlig dersom det nye habitatet er av samme kvalitet som det de forlot. 

I gyteperioden er det derimot litt annerledes, da samles ofte hele bestanden i et svært begrenset område, som ikke er tilfeldig plassert, men slik at gyting i dette området på denne tiden fører til at eggene driver med havstrømmene til de klekkes på et sted og til en tid hvor det er gunstig med mat og gode overlevelsesmuligheter. En stor forflytning av gytebestanden bort fra gyteområdet kan muligens gi en negativ påvirkning på gyting og rekruttering til bestanden. 

Fraråder undersøkelser i visse områder

Derfor fraråder Havforskningsinstituttet seismikkundersøkelser i områder med aktiv gyting hos viktige fiskebestander hvor vi har god kunnskap om hvor og når gyting foregår, samt konsentrerte gytevandringer inn mot disse gyteplassene. I tillegg frarådes seismikkundersøkelser i en sone rundt selve gyteområdet, basert på at fisk kan reagere minst 18 nautiske mil (33 km) fra en fullskala kilde. Vi anbefaler ikke fullskala undersøkelser nærmere enn 20 nmi fra et gyteområde, og såkalte borestedsundersøkelser (BSU) med mindre kilder 5 nmi fra gyteområder.

Rådgivende organ

Havforskningsinstituttet er rådgivende organ for Oljedirektoratet for alle seismiske undersøkelser som foregår i norske farvann. Hvert år gis det råd til et forholdsvis høyt antall såkalte meldinger og endringsmeldinger om seismiske undersøkelser som gjennomføres av ulike kommersielle aktører. I tillegg gjennomføres et mindre antall vitenskapelige undersøkelser hvert år. Havforskningsinstituttet blir bedt om å gi råd om påvirkning av seismikk på biologi, mens Fiskeridirektoratet gir råd knyttet til konflikter med fiskeriaktivitet.

Seismikkprosjekter

Seismikkfartøyet

Seismikkfartøyet "Geo Pacific" på oppdrag for HI utanfor Vesterålen sommeren 2009.

 

Fotograf: Kjartan Mæstad / Havforskningsinstituttet

Havforskningsinstituttet fikk i januar 2018 tilslag på et stort forskningsprosjekt hos Norges forskningsråd for å undersøke hvordan seismikk potensielt påvirker reproduksjon hos torsk: SpawnSeis. Prosjektet startet opp februar 2018 og vil gå over tre år.

Pågående prosjekter:

Påvirkning av seismikk på gyting hos torsk (SpawnSeis)

SpawnSeis-prosjektet har som målsetning å undersøke om, og eventuelt hvordan seismikk, som brukes for å kartlegge olje- og gassressurser, påvirker torskens reproduksjon. Dette skal gjøres ved å undersøke eventuelle endringer i gyteadferd og bruk av gyteområder, samt se på lengden av gyteperioden og befruktnings- og klekkesuksess for egg og larver. Torsk er en av de vanligste fiskeartene i Norge, og av svært høy viktighet både økonomisk, kulturelt og som nøkkelart i økosystemet. Torsken er også en svært vokal fisk, hvor hannen lager høylytte “grynt” for å tiltrekke seg hunner, og det antas at hunnene tiltrekkes til gytestimer på lang avstand ved hjelp av hannens «rop». Hva skjer så om hunnene ikke finner en partner grunnet at hannens rop overdøves av seismikk-lyd? Vil hun avvente å gyte til seismikken er avsluttet? Kanskje både hanner og hunner skremmes vekk og umiddelbart forlater området? I så fall, når – og kommer de tilbake? Og om de velger å bli til tross for sesimikk-støyen, hvordan vil dette påvirke valget av partner, antall egg de gyter og ikke minst kvaliteten og klekkesuksessen på disse eggene? Denne typen spørsmål er det vi ønsker å besvare i “SpawnSeis”-prosjektet. 

Gjennom to gytesesonger skal vi overvåke gyteadferd og samle inn egg på daglig basis for torsk som holdes i merder; halvparten av merdene blir utsatt for sesismikk, halvparten er kontroll som ikke får seismikk. Ved å bruke 3D telemetri-teknologi skal vi undersøke hvordan torsk i det fri oppfører seg på et gyteområde når den utsettes for seismikk, for å se om adferden endres og/eller torsken forsvinner.

Prosjektet er viktig for å få en bedre vitenskapelig bakgrunn for rådgivning av hvordan seismiske undersøkelser bør gjennomføres for å minimere negativ påvirkning på fiskerier og økosystemer. 

JOint MOnitoring Programme for Ambient Noise in the North Sea (JOMOPANS)

Dette er et internasjonalt prosjekt med deltagere fra Norge, Sverige, Danmark, Storbritannia, Nederland, Belgia og Tyskland, som sammen skal ha et overvåkningsprogram i ulike regioner i Nordsjøen for å måle undervannsstøy over en lengre periode. Prosjektet har som målsetning å levere et verktøy til myndigheter og forvaltere for å inkludere effekter av støy i havet i vurderingen av Nordsjøens miljøstatus.
 
Lyd finnes overalt i havet, og lages av både naturlige (f.eks. bølger, vind, dyr som vokaliserer) og menneskeskapte (f.eks. skip, seismikk, vindparker) kilder. Den økte støyen i havet som skyldes menneskelig aktivitet kan påvirke livet i havet, og dette temaet har etter hvert fått økt internasjonalt fokus. Spørsmål om lydkilder, lydforplantning og fordeling av ulike dyregrupper (fisk og sjøpattedyr) må håndteres internasjonalt, og er håndtert i EUs «Marine Framework Directive» og gjennom OSPAR-konvensjonen.  

JOMOPANS har som målsetning å utvikle «lydkart» for ulike lydkilder for Nordsjøen. Dette skal gjøres ved å kombinere målinger på stasjoner plassert på ulike steder i Nordsjøen sammen med modellering av lydforplanting fra ulike kilder. Videre skal man utvikle et forvaltningsverktøy som kombinerer utbredelsen av sensitive arter med slike lydkart, for å få en oversikt over risikoområder. Forvaltere kan da bruke dette til å evaluere såkalt «Good environmental status» for undersjøisk lyd, som et slags «støyvarsel» for Nordsjøen. Verktøyet viser da hvor det er mye støy og hvor man har sårbare habitater. Verktøyet kan videre brukes til å fatte tiltak for å redusere risiko for negativ påvirkning av menneskeskapt støy på marint liv. Dette kan foregå for eksempel ved å flytte skipsleder eller begrense aktivitet i gitte perioder. 

Deltagere fra Norge er Havforskningsinstituttet (HI) og Forsvarets Forskningsinstitutt (FFI), som sammen skal bidra med data på lyd fra et kablet havobservatorium utenfor Lofoten–Vesterålen (LoVe). Problemet med Nordsjøen er at det er svært mye støy overalt og stort sett hele tiden. Bidraget fra LoVe, som befinner seg i et område med mye mindre menneskelig aktivitet, vil derfor være å gi en indikasjon på hvor mye støy vær og vind alene genererer. 

Prosjektet startet opp i 2018 og vil pågå over tre år. 

Prosjekter i avslutningsfasen:

Litteratur-studium av hvordan lyd kan påvirke reproduksjon hos fisk

I prosjektet «Response relationship for fish» har målsetningen vært å finne ut hvilken type menneskeskapt støy som er mest forstyrrende for fiskens reproduksjon, og hvilken fase av reproduksjonen som er mest sensitiv for slike forstyrrelser. 

Forskere på Havforskningsinstituttet har sammen med forskere fra Nederland, Portugal og USA gått gjennom publiserte studier av hvordan ulik menneskeskapt støy påvirker fisk. Påvirkning ble gruppert i tre kategorier; stress (som kan føre til endret adferd), maskering av lydsignaler og hørselstap. Først gjennomførte vi en metaanalyse for å teste hvilke støykilder som mest sannsynlig kunne gi en signifikant negativ påvirkning i de ulike kategoriene. I neste steg ble det gjennomført en litteraturstudie for å finne ut hvordan stress, maskering og hørselstap kan påvirke reproduksjon. Ut ifra disse to stegene kan vi forutsi hvordan forskjellige lyder muligens kan påvirke reproduksjon og lage prediksjon om dette. Prediksjonene fra denne analysen ble deretter sammenliknet med publiserte studier av hvordan en slik respons vil påvirke fiskens reproduksjon. Et vitenskapelig manuskript om dette er forventet innsendt til et vitenskapelig tidsskrift i løpet av våren 2019.

Makrell og seismikk (MackSeis)

Makrellstim i garn, Havforskningsinstituttet
Foto: Havforskningsinstituttet

Hørselstudium

Det har ikke tidligere vært undersøkt hva makrellen hører, men den er antatt å høre over relativt lave frekvenser siden den mangler svømmeblære. For å forstå hvordan makrellen påvirkes av seismikklyd, er det viktig å ha en god forståelse av hvilke frekvensområder den hører og hvor den er mest sensitiv. I dette studiet ble mikrofoniske potensialer i makrellens ørestein (sacculus) målt mens fisken ble eksponert for vibrasjoner til ulike frekvenser. Høyest sensitivitet (best hørsel) ble målt i frekvensområdet 40–160 Hz. Makrellen hadde lav sensitivitet, under 20 Hz, og var ikke sensitiv over 320 Hz. Dette viser at makrellen har god hørsel i frekvensområdet hvor seismikken har mest energi. 

Dette studiet er rapportert ved Universitetet i Oslo, og en publikasjon er under utarbeiding.

MackSeis I

Høsten 2015 gjennomførte vi et pilotprosjekt på Forskningsstasjonen Austevoll for å undersøke adferdseffekter av lydeksponering av makrell i. Målsetningen var i første omgang å teste det eksperimentelle oppsettet, og å undersøke forskjeller i reaksjon til ulike lydkomponenter av et seismisk lydsignal.

Makrell i merd ble eksponert for tilbakespilling av opptak av seismikk skalert i forhold til hverandre for å ha ulikt maksimalt trykk og totalt energiinnhold, med frekvensområdet under 50 Hz fjernet. I tillegg eksponerte vi dem for to rene toner av ulik frekvens (112 og 14 Hz). Resultatene viste at makrellen reagerte langt sterkest til den rene tonen av 14 Hz, såkalt infralyd. I tillegg til å skille seg fra de andre eksponeringene ved å inneholde slik infralyd, hadde denne eksponeringen det høyeste nivået av partikkelakslerasjon av alle eksponeringene.

Dette tyder på at lav frekvens og/eller høy partikkelakslerasjon er viktig for å igangsette adferdsresponser hos makrell. Eksponeringen som gav nest sterkest reaksjon var den med det høyeste energinivået (lyddosen), noe som tyder på at også dette kan være viktig for å indusere adferdsresponser.

Det eksperimentelle oppsettet fungerte svært godt, og videoopptak av adferdsresponser viste seg å være den målemetoden som gav de tydeligste bildene på hvordan en adferdsrespons utartet seg. 

Rapport fra forsøket finner du her.
Studien er også under arbeid som en vitenskapelig publikasjon som forventes ferdigstilt i løpet av våren 2019. 

MackSeis II

Dette studiet var en videreføring av MackSeis II, hvor samme type, men dypere merder ble brukt og lokalisert midtfjords og eksponert til seismikk for en autentisk, nedskalert luftkanon. Målsetningen var å undersøke om de samme adferdsresponsene som dokumentert i MackSeis I oppsto i respons til reell, gradvis opptrappende seismikklyd, og ved hvilke lydnivåer slike adferdsresponser inntreffer, samt å evaluere hvordan de potensielt kan påvirke dens fangbarhet. Villfanget makrell i merd ble studert ved hjelp av ekkolodd og videoovervåkning i merden mens den ble eksponert for gradvis økende lyd fra en luftkanon som ble tauet etter et fartøy som kjørte mot merden. Lydnivået inne i merden i form av trykk og partikkelakslerasjon ble målt med hydrofoner og en partikkelakslerasjons-sensor. Fiskens adferd be analysert i form av svømmehastighet, vertikal fordeling i merden, gruppedynamikk og stimadferd. Vi ønsket å gjøre forsøket som et dose-eskaleringsforsøk for å kunne identifisere ved hvilke lydnivåer ulike adfersresponser inntraff. Imidlertid fant vi ikke noen tydelige adferdsresponser i respons til seismikklyden, slik at noen slik terskel for respons ikke kan fastsettes basert på våre resultater. I tillegg til adferdsreaksjon hos makrell, undersøkte vi også tilsvarende hos laks og ørret på tre nærliggende oppdrettsanlegg, hvor adferd ble observert ved hjelp av videoovervåkning i merdene. Ingen endring i adferd hos oppdrettsfisk kunne verifiseres. 

Rapport fra forsøket finner du her.

Analyse av innsamlede fangstdata for å studere effekter av seismiske undersøkelser på fiskeriene i Lofoten og Vesterålen sommeren 2008

Havforskningsinstituttet har på oppdrag fra Oljedirektoratet gjennomgått Landings- og sluttseddelregisteret over fiskefangster som ble levert i Lofoten/Vesterålenområdet sommeren 2008 mens Oljedirektoratet samlet inn seismiske data i havområdene utenfor. Med unntak av i garnfiske etter sei og hyse, kan det ikke dokumenteres påvisbare negative effekter av seismikkinnsamlingen.

Reaction of sandeel to seismic shooting: a field experiment and fishery statistics study

Atferden hos tobis (Ammodytes marinus) ble undersøkt ved å stenge fisken inne i stålbur og overvåke den under seismisk skyting fra et seismikkfartøy i Nordsjøen. Til dette ble det anvendt en ROV påmontert videokameraer, og opptakene ble senere analysert. Det ble påvist atferd som kan tolkes som fluktreaksjoner, men tobisen svømte ikke mot bunnen for å grave seg ned. Det ble heller ikke påvist skade eller død som skyldtes seismikk. Under eksperimentet syntes fiskeflåten i noen grad å søke vekk fra området og de leverte fangstene sank midlertidig et par dager.

Seismiske undersøkelser til havs: En vurdering av konsekvenser for fisk og fiskerier

I denne rapporten oppsummerer vi kunnskaper om effekter på fisk og fiskerier fra luftkanonskyting. Dette omhandler atferdspåvirkninger fra seismiske undersøkelser på fisk og hva dette kan bety for fangsttilgjengelighet for ulike redskaper og for gyting og vandring til gytefelt. Det omhandler videre direkte og indirekte dødelige effekter på larver og yngel som er satt inn i en verstetilfelle-vurdering og en forventningsverdivurdering for å beregne konsekvenser for dødelighet å bestandsnivå. På bakgrunn av det har vi vurdert totale konsekvenser for fiske og fiskeressursene. Dette danner så utgangspunkt for tilrådinger om reviderte forvaltningsmessige tiltak.

Seismiske undersøkelser og skader på fiskeegg og larver. En vurdering av mulige effekter på bestandsnivå.

Denne rapporten belyser i hvilken grad skader på egg- og larvestadiet av seismiske undersøkelser vil kunne gi målbare effekter på bestandsnivå hos fisk. Ut fra en verste tilfelle betraktning vil en typisk seismisk undersøkelse maksimalt kunne drepe ned 0.45 % av en larvebestand. Det er også beregnet en "realistisk forventningsverdi7' for mulige skader. Denne reflekterer det man i gjennomsnitt ville forvente ble neddrept. I en slik vurdering finner en at 0,3 promille av larvebestanden vil kunne dø som følge av en typisk 3D seismisk undersøkelse. De forventede dødelighetsratene en larvebestand kan påføres av en seismisk undersøkelse, er så lave i forhold til de naturlige, at virkningen på bestandsnivå må ansees som ubetydelig. Det er derfor ingen grunn til å legge restriksjoner på seismiske undersøkelser ut fra hensyn til skader på fiskeegg, - larver og yngel.

Effekter av luftkanonskyting på egg, larver og yngel

I dette prosjektet har vi utført forsøk med egg, plommesekklarver, larver, postlarver og yngel av fem arter i forbindelse med luftkanonskyting. Deretter har vi observert hvilke effekter dette måtte få for klekkesuksess av egg, for dødelighets, artrofieringssuksess, vekst, flyteevne, vevsskader og for atferd. Grad og type av effekter varierte mellom artene og de ulike utviklingsstadier. Knyttes de observerte effekter til utsendt energi fra luftkanonene eller avstand mellom fisken og luftkanonene, kan effektene karakteriseres som næravstandshendelser. Høyest dødelighetsrate og hyppigst forekommende skader er observert for avstander ut til ca. 1,4 m. Lavere dødelighetsrater og mer sjeldent forekommende skader er observert ved opptil 5 m avstand.
Fisken og havet nr. 3–1996

Seismisk aktivitet og fiskefangster: analyse av innsamlede fangstdata

Det er samlet inn fangstdata fra kommersielle fiskefartøyer som har fisket i områder hvor det samtidig har foregått seismisk skyting med luftkanoner. Opplysningene fra fiskefartøyene er relatert til posisjon for de seismiske linjene som er skutt og tidspunkt for skyting. Data fra tre ulike fiskerier er analysert: Vinterfisket etter torsk med line utenfor Finnmark, ferskfisktråling på Storegga og reketråling i Barentshavet. Fra vintertorskefisket med line er det samlet inn fangstdata fra fire autolinebåter. Det ble funnet en reduksjon i linefangstene av torsk (Gadus morhua) fra 55 til 80% for stubber som var satt nær ved de seismiske linjene. Fangstene ble redusert ut til en avstand på minst 5 nautiske mil. Fangstdata fra seks ferskfisktrålere på Storegga viste at fangstene av sei (Pollachius virens) gikk ned med i gjennomsnitt 33 % under kortvarig seismisk skyting i april 1991. Fangstene fortsatte å synke i to døgn etter at skytingen opphørte.
 
En tilsvarende analyse fra samme område i juni, da et større skyteprogram ble gjennomført viste ikke reduksjon i seifangstene. Bifangsten av torsk økte til omtrent det tredoble under den kortvarige skytingen i april. Etter få timer var imidlertid fangstratene tilbake til nivået før skyting. Fangstdata fra to reketrålere som fisket i Barentshavet er analysert. Det ene fartøyet hadde en økning i fangstene av reke (Pandalus borealis) lå næmme 60 % da skytingen tok til, mens det ikke ble observert noen forandring i rekefangstene på det andre. Det ble heller ikke funnet noen endring i bifangsten av blåkveite (Reinhardtius hippoglossoides) da skytingen startet. Imidlertid ble bifangsten av torsk kraftig redusert på begge fartøyer(80 - 85 %).
 
Det ble konkludert med at fangstratene i ulike fiskerier ser ut til å bli påvirket av seismisk aktivitet. Retningen og graden av påvirkning er svært forskjellig i ulike fiskerier og for ulike arter. Analyser av innsamlede fangstdata fra kommersielle fartøyer har mange svakheter fordi en ikke har kontroll over forsøksbetingelsene. Sikrere konklusjoner om hvordan seismisk aktivitet påvirker fiskefangster kan bare trekkes etter at kontrollerte feltforsøk er gjennomført.

Effekter av seismisk skyting på fangst og fangsttilgjengelighet av torsk og hyse (Nordkappforsøket)

I mai 1992 ble det på Nordkappbanken, Barentshavet, gjennomfert fiskeforsøk med trål og line og akustisk kartlegging av fiskefordelingen før, under og etter seismisk aktivitet for å finne svaret på følgende problemstillinger:
1) Har seismisk luftkanonskyting effekt på fangst og fangsttilgjengelighet av torsk og hyse?
2) Hvor langt fra det seimiske området kan en påvise en eventuell effekt?
3) Hvor lenge etter endt seismisk aktivitet kan en påvise en eventuell effekt?
Fiskeforsøkene ble gjennomført med en tråler og et autolinefartøy innenfor et område på 40 x 40 nautiske mil (nm) før (7 døgn), under (5 døgn) og etter (5 døgn) seismisk aktivitet.

Gytekart

Da Havforskningsinstituttet fraråder seismikk i gyteområder og -perioder, er det svært viktig å ha gode og oppdaterte gytekart, som gjenspeiler dagens beste kunnskap.

Gytekart for aktuelle bestander gjennomgås årlig og oppdateres dersom ny kunnskap er kommet til; enten om hvor eller når bestander gyter. 

Her finner du våre offisielle gytekart som brukes i seismikkrådgivningen. Kartgrunnlaget kan lastes ned her

Fra høsten 2018 har vi også gjort det enklere for aktører som planlegger seismikkundersøkelser. For å få en mer gjennomsiktig rådgivning har vi slått sammen alle kartlag som vi fraråder, basert på 2-ukersperioder gjennom året. Det vil si at vi for eksempel for perioden 1.–15. januar har slått sammen gytekart for alle bestander som har aktiv gyting i dette tidsrommet til et felles frarådingskart (figur 1). 

Kart over gyteområder i Nordsjøen
Figur 1. Kartet til venstre viser opprinnelige gytekart med flere kartlag for de ulike bestandene som alle aktivt gyter i perioden 1.-15. januar, indikert av ulike fargenyanser. Til høyre vises frarådingskartet som består av bare ett kartlag, som da angir hvilke områder som helhet frarådes i den angitte perioden.

I tillegg er det lagt på frarådingssoner rundt gyteområdene som bruker for vanlige undersøkelser med fullskala kilder (20 nmi) og for borestedsundersøkelser med mindre kilder (5 nmi) (figur 2). 

Eksempel på et frarådningskart i Nordsjøen
Figur 2. Frarådingskart med buffersone rundt for 20 nmi (ytterste stiplede linje) og 5 nmi (innerste stiplede linje).

Både gytekart og frarådingskart brukes av planleggingsverktøyet Sam-X (www.sam-x.no), som i tillegg inneholder informasjon om fiskeriaktivitet, og planlagt og pågående seismikkaktivitet.

En grundig gjennomgang av kunnskapsgrunnlag, vurdering av grunnlaget, samt spesifikke råd for 2019 finnes i Havforskningsinstituttets rådgivningsdokument for menneskeskapt støy i havet.