极地变粉红色:生长茂盛的红藻群正在破坏全世界的冰层

在南极夏科港 (Port Charcot),巴布亚企鹅(Gentoo penguins)进出巢穴。 PHOTOGRAPH BY ACACIA JOHNSON

在南极夏科港 (Port Charcot),巴布亚企鹅(Gentoo penguins)进出巢穴。 PHOTOGRAPH BY ACACIA JOHNSON

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:Marcello Rossi 编译:涂玮瑛):生长茂盛的红藻群正在破坏全世界的冰层:使冰层更快融化。

藻类生态系出乎意料地繁盛又健康,不仅让格陵兰一部分的冰层变成粉红色,也大幅导致世界上最大冷冻水体之一持续融化。

这种变色冰雪并非极地独有的现象。布里斯托大学(University of Bristol)的生物地球化学家亚历山卓.安尼西欧(Alexandre Anesio)说:「这其实在全球都有发生。」

「为了形成肉眼可见的藻华(algal bloom)并加速冰雪融化,这些藻类只需要适当环境,最起码需要基本营养素与融冰。」安尼西欧说。 「随着气候逐渐暖化,冰雪更容易融化形成液态水,有益于极地雪藻及冰藻的生长。」

安尼西欧说:「我认为在北极、阿尔卑斯山与喜马拉雅山冰河,这个现象都逐渐成为问题。」因为藻华生长,南极也逐渐出现红色的雪与褐色的冰。
虽然越来越多证据显示颜色变深的雪正在影响全世界的冰河,但专家预测全球海平面上升时尚未将这种影响纳入考量。

藻华效应

马丁.川特(Martyn Tranter)是英国布里斯托大学的极地生物地球化学家,也是「黑与华」(Black and Bloom)计画的主持人。黑与华是一项多年期计画,旨在了解格陵兰冰层融化的方式与原因。川特说:「光是气温上升无法解释融冰为何增加,所以了解冰层融化的所有因素变得非常重要。」

他认为,其中一项因素是白雪覆盖的格陵兰冰层在每年夏季都有藻华生长,导致冰层颜色变深。

川特解释说:「这些冰藻是光合生物,能制造生物性防晒分子来避免阳光照射,而在北极的夏季,太阳一天24小时都高挂在头顶。」这会使冰层表面颜色变深。

较深色的表面会降低其「反照率」,亦即把阳光反射回太空的能力,因此冰层会吸收更多阳光,出现更多融冰。

随着藻类在冰层上扩散得越来越广,这种效应也会加剧,导致更多冰层融化。一项近期研究发现,藻华能让一季内的融冰量增加高达13%的幅度。

约瑟夫.库克(Joseph Cook)说:「这是个恶性循环,就跟气候变迁常发生的现象一样。」他是英国雪菲尔大学(University of Sheffield)的冰河研究人员,也是黑与华团队的成员。 「越多热量就代表越多融冰的水,藻类就能有更大的生长范围,造成更多冰的颜色变深,开始融化。」

格陵兰冰层是北半球最大的冰块。随着地球暖化,它每年失去2700亿吨冰,使全球海平面微微升高。融冰量正在逐年增加,如果整个冰层都融化,会使海平面上升约6公尺。

科学家担心,如果格陵兰冰层更快融化,从纽约到上海、迈阿密等沿海地区,以及孟加拉与印尼等低洼地区都会受到影响。

目前在北极冰层空前快速融化的影响因素中,藻华尚未被纳入考量。举例来说,联合国气候变迁政府间专家委员会于2013年发表的最新报告里,对海平面上升的预测并未纳入藻华的可能影响。

川特希望这种情况能有所改变。他说:「我们的任务是分析出确切数据--有多少冰的颜色变深?影响范围多广?造成多少冰融化?这些问题能让我们预估可能有多少冰因藻华而融化,进而改善我们对海平面上升的预测。」

「黑与华」的故事

几年前的一个夏季,川特正在格陵兰冰层的西南方边缘上工作,他发现周围的融冰表面上有一道淡紫色阴影。

川特说:「我起初以为这是因为我戴着粉红镜片的自行车风镜,而不是我平常戴的冰河护目镜。但我越仔细看,就越能看清冰层表面里的纹路。」

他逐渐发觉,冰层里生长着微生物。但他跟研究团队的其他成员提到这件事时,他们却取笑他,因为一般认为北极冰雪是无菌且无生命的,而他的观察结果与这种观念相左。

川特并没有动摇,他请当时在同样地点工作的同事玛丽安.亚勒普(Marion Yallop)在显微镜下检视冰层,她是一位藻类专家。她的发现证实了川特的怀疑:在冰层表面下生长着红藻,将冰层变成粉红色。

她的观察结果成为启动黑与华计画的基石,黑与华是一项预算400万美元、为期五年的跨领域计画,目的是研究生活在融冰里的产色素细菌与藻类等微生物如何让格陵兰冰层表面颜色变深,并加速冰层融化。

该计画目前已进入第三年。该计画预定去所谓的「暗区」进行四次田野探查,至今已进行三次。暗区是冰层西部边缘上的一处广阔区域,当地的反照率减少幅度最大。川特说,探查所得的资料已经公开呈现并发表,未来还会进行更多研究。

安尼西欧也是黑与华团队的一份子,他说:「整体来说,我的确认为如果我们了解如何控制格陵兰冰藻的生长,就能帮助我们预测地球上其他冰河地区的藻类生长。」




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