研究揭示人類活動對海洋影響深遠

唐鳳

海底洋流會將塑料顆粒集中在海底的某些位置? 資料圖

1平方米的區(qū)域就有190萬個塑料微粒，這是有記錄以來海底塑料微粒含量的最高值。

格陵蘭島冰原每年平均損失2000億噸冰，南極洲冰原損失1180億噸冰。1億噸冰足夠填滿40萬個奧運會標準大小的游泳池。

近日，刊登于《科學(xué)》的兩項研究聚焦了覆蓋地球表面3/4的“藍色領(lǐng)土”。研究人員發(fā)現(xiàn)，這個幽深而富饒的“王國”正遭受著人類活動的強烈影響。其中一項研究的主要作者、英國曼徹斯特大學(xué)的Ian Kane說：“我們對在深海海底發(fā)現(xiàn)的高濃度微塑料感到震驚?！?/p>

“新分析以前所未有的細節(jié)揭示了冰原為何以及如何對氣候變化做出反應(yīng)?！绷硪黄撐牡暮现摺⒚绹詈骄郑∟ASA）噴氣推進實驗室冰川學(xué)家Alex Gardner說。

遙遠的海底

每年有超過1000萬噸塑料垃圾進入海洋。其實，漂浮在海上的塑料垃圾還不到全球海洋塑料總量的1%。99%的失蹤塑料被認為藏在深海，但直到現(xiàn)在人們還不清楚它們到底在哪里。

“由于深海海底遙遠且難以到達，微塑料的運輸過程至今仍不為人知。而且，我們的研究是在水深900米的地方進行的，這意味著需要使用專業(yè)而昂貴的設(shè)備?！盞ane在接受筆者采訪時表示。

英國曼徹斯特大學(xué)、英國國家海洋學(xué)中心、德國不來梅大學(xué)等機構(gòu)研究人員，收集了來自第勒尼安海（地中海的一部分）海底的沉積物樣本，并將其與經(jīng)過校準的深海洋流模型和詳細的海底測繪相結(jié)合。

研究人員將微塑料從沉積物中分離出來，在顯微鏡下計數(shù)，然后用紅外光譜進一步確定塑料的類型。結(jié)果顯示，洋流可以將微塑料集中在巨大的沉積物堆積帶中，也就是所謂的微塑料熱點。這些熱點似乎是深海的垃圾帶。

海底的微塑料主要由紡織品和服裝纖維組成。這些在生活污水處理廠沒有得到有效過濾的污染物，很容易進入河流和海洋。在海洋中，它們要么緩慢沉降，要么被偶爾出現(xiàn)的渾濁洋流迅速輸送到海底深處。微塑料一旦進入深海，就很容易被持續(xù)流動的海底洋流收集和攜帶。

而這些深海洋流還攜帶著含氧水和營養(yǎng)物質(zhì)，這意味著海底微塑料熱點地區(qū)也可以容納重要的生態(tài)系統(tǒng)，這些生態(tài)系統(tǒng)可以消耗或吸收這些微塑料。

Kane表示，這項研究提供了這些洋流的運動和海底微塑料濃度之間的第一個直接聯(lián)系，這些發(fā)現(xiàn)將有助于預(yù)測其他深海微塑料熱點的位置，并指導(dǎo)研究微塑料對海洋生物的影響。

英國國家海洋學(xué)中心的Mike Clare說：“對海底洋流的詳細研究可以幫助弄清深海中的微塑料運輸通道，找到丟失的微塑料。這些結(jié)果強調(diào)了政策干預(yù)的必要性，從而在未來限制塑料流入自然環(huán)境，并盡量減少對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。”

俯視融化

海洋變暖、冰川消融、海平面上升……世界氣象組織日前發(fā)布了《2019年全球氣候狀況聲明》。這份報告顯示，2019年全球平均溫度比工業(yè)化前水平高出1.1攝氏度，僅次于2016年創(chuàng)下的高溫紀錄。2015年～2019年是有記錄以來最熱的5年，而2010年～2019年是有記錄以來最熱的10年。

Gardner與華盛頓大學(xué)冰川學(xué)家Benjamin Smith等人，利用NASA的冰、云和陸地高度衛(wèi)星2號（ICESat-2），對格陵蘭島和南極冰蓋在過去16年的變化進行了精確測量。ICESat-2于2018年秋天發(fā)射進入軌道，開始進行詳細的全球海拔測量。通過將新數(shù)據(jù)與2003年至2009年ICESat的另一顆衛(wèi)星原始數(shù)據(jù)進行比較，研究人員對冰蓋變化的復(fù)雜性進行了全面描述，并對格陵蘭島和南極洲的未來進行了深入分析。

“如果你觀察冰川或冰原1個月，或者1年，你不會了解氣候?qū)λ挠绊憽！盨mith告訴筆者，“現(xiàn)在，ICESat和ICESat-2之間有16年的跨度，我們更確信在冰層中看到的變化與氣候長期變化有關(guān)?！?/p>

加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校斯克里普斯海洋學(xué)研究所冰川學(xué)家Helen Amanda Fricker說，這些隨潮汐起伏的冰架很難測量，有一些表面粗糙，有裂縫和山脊，但ICESat-2的精度和高分辨率使研究人員可以測量其整體變化，而不必擔心這些特征會影響研究結(jié)果。

以前關(guān)于冰損失或增加的研究經(jīng)常分析來自多顆衛(wèi)星和機載任務(wù)的數(shù)據(jù)。這項新研究采用了一種單一的測量方法——用一種儀器利用冰面反射激光脈沖測量高度，最終提供了迄今為止最詳細和準確的冰蓋變化圖像。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，自2003年以來，南極冰層的凈損失，加上格陵蘭島冰蓋的萎縮，導(dǎo)致全球海平面上升了14毫米。

更脆弱的冰架

冰川的質(zhì)量變化是氣候變化最敏感的指標之一。Smith等人發(fā)現(xiàn)，在由冰蓋融水和冰山崩裂導(dǎo)致的海平面上升中，約2/3來自格陵蘭島，另外1/3來自南極洲。

在格陵蘭，沿海冰川明顯變薄。例如，Kangerdulgssuaq和Jakobshavn冰川的海拔每年下降4到6米。更溫暖的夏季融化了冰川和冰原表面的冰，溫度更高的海水也侵蝕了冰川和冰原前端的冰。ICESat-2的測量結(jié)果顯示，在南極洲，由于降雪增加，南極大陸內(nèi)部部分地區(qū)的冰蓋正在變厚。但是南極大陸邊緣尤其是南極西部和南極半島的冰損失，遠遠超過內(nèi)陸地區(qū)冰的增加。

這些結(jié)果與之前的研究數(shù)據(jù)相一致。之前有研究顯示，2009年至2017年，南極洲冰蓋每年減少2780億噸，冰川融化速度是20世紀80年代的6倍。自1961年以來，全球已失去9.6萬億噸冰雪。如今地球每年失去3690億噸冰雪，世界冰川的縮減速度是20世紀60年代的5倍。

從冰架上融化的冰不會使海平面上升，因為它已經(jīng)在漂浮了——就像裝滿水的杯子里的冰塊不會讓水溢出杯子一樣。但是冰架為它們背后的冰川和冰原提供了穩(wěn)定性。Fricker說：“它就像一座支撐大教堂的建筑扶壁。冰架支撐著冰原。如果你把冰架拿走，或者使冰架變薄，支撐力便也在減少，以至于擱淺的冰流失得更快?！?/p>

研究人員發(fā)現(xiàn)，南極洲西部的冰架正在失去質(zhì)量，那里有許多大陸上移動最快的冰川。其中，斯韋茨和克羅斯森冰架是變薄最多的，平均每年約流失5米和3米冰。