海面上出现巨型的绿色旋涡,千万别靠近 | |
www.wforum.com | 2024-07-25 12:01:18 环球科学 | 0条评论 | 查看/发表评论![]() |
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随着气温增加,海洋中的危险正在扩大化。 2018年7月中旬,美国航空航天局(NASA)的陆地卫星8号(Landsat 8)经过芬兰湾(波罗的海的最东端)时,其携带的陆地成像仪(Operational Land Imager,OLI)在海面拍摄到一个巨大的翠绿色螺旋形状。在暗绿色的海面上, 直径近40千米的绿色大螺旋蜿蜒盘旋,翠绿的条纹勾勒着它的轮廓,看上去就像一朵盛放的巨型绿色之花,隐隐然透露着诡异的氛围。对此,海洋学家会告诉你,这种直觉没有错,这个诡异的螺旋其实是一片巨大的死亡区,一旦有海洋生物进入这片海水区域,恐将有去无回,很快死去。 据这一时期芬兰环境研究所(Finnish Environment Institute)监测获得的信息,这个大螺旋其实是一片蓝细菌(cyanobacteria,也被称为蓝绿藻)和硅藻,它们几乎充满了整个芬兰湾,在洋流和风的双重作用下,流动形成了颇有艺术感的形状。 “这是十年来都没有过的情况,”芬兰环境研究所的高级研究员Seppo Knuutila描述道。他表示,这次藻类的暴发和2016年来自波罗的海深海盆地的高浓度磷有关。而磷正是致使藻类大规模繁殖的关键营养元素。 这些海面上的浮游生物对生存的要求并不高,只要有丰富的溶解营养物质、充足的夏日阳光和季节性温暖的海水,它们就可以在世界上几乎任何它们可以生活的地方大量繁殖。这也是为何在2022年和2023年夏季,芬兰湾再次出现了这样巨大的翠绿色藻华漩涡,且范围扩大到了波罗的海的其他区域。 芬兰湾海面上的蓝绿藻和硅藻覆盖了芬兰湾的大部分区域。 图片来源:NASA Earth Observatory/Landsat Landsat 8拍下的2022年8月芬兰湾水华暴发的场景,在巨大的蓝细菌水华中,船只只是一个小点。图片来源:NASA Earth Observatory/Landsat 在海洋中下毒 多数蓝细菌和硅藻都是单细胞生物,依靠光合作用将吸收到的二氧化碳转化为有机物,并释放出氧气。它们是海洋生物链的基础,也为大气提供了大部分的氧气。有关蓝细菌最早的化石记录可追溯到21亿年前,而据推测早在35亿年前,它们就开始在地球制造了氧气了,也由此塑造了地球的生态环境和丰富的生命多样性。 不过,科学家在数千种蓝藻和数万种硅藻中发现,二者均有一定比例的藻类(可能有数百种)会产生毒素。据美国环境保护局(EPA)的数据,蓝藻产生的常见毒素有9种。其中微囊藻毒素(Microcystins)和柱孢藻毒素(Cylindrospermopsin)都具有肝肾毒性,而还有不少毒素例如鱼腥藻毒素a(Anatoxin-a)具有神经毒性,会导致神经系统不适,严重情况下会引起死亡。此外,还有一些毒素会刺激人类的呼吸系统。 硅藻产生的毒素主要为多莫酸(Domoic Acid,也称为软骨藻酸)。海洋中的甲壳类动物、鱼类和贝类对多莫酸有较高的忍耐力,体内可以积累较高水平的多莫酸。不过,人类一旦食用这些受污染的海产,就可能出现胃肠炎症状和神经系统症状,例如头晕、运动无力或癫痫发作等。 除了这些藻类有毒之外,导致很多国家沿海地区出现“赤潮”的短凯伦藻(Karenia brevis,一种甲藻)也能产生一种名为双鞭甲藻毒素的化合物。这种毒素像多莫酸一样,会从贝类进入人或鸟类体内,造成神经毒性贝类中毒(NSP),而其带来的连锁反应是这些国家沿海野生贝类产业链的崩溃。 在这些有毒水华暴发的温暖季节,很多管理机构都会警告人们: 除了不食用受污染的野生贝类等海产品外,也不要冒险进入被水华污染的水域,因为它们可能会导致皮肤和眼睛刺激;此外,还应避免使用被藻类污染的水源。 不过即便是一些无毒的藻类大量繁殖,也会造成比较严重的生态问题。例如,美国科德角湾某些年份会暴发的棕囊藻(Phaeocystis)。这种藻类暴发正在威胁有严重灭绝风险的北大西洋露脊鲸的生存。北大西洋露脊鲸会前往科德角湾觅食名为桡足类的浮游动物,但大量的水华阻碍它们,让它们难以找到食物。除此之外,这些藻类还会覆盖海草床和珊瑚礁,影响很多幼年鱼类的生存。 死亡区 除了这些历时较长的危害之外,藻类疯狂繁殖带来的直接伤害是造成水体严重缺氧。在2018年拍摄的芬兰湾照片中,相关人员发现由蓝细菌和硅藻聚集成跨越数百千米、密不透风的粘稠团状物, 覆盖了约70 000平方千米的海洋区域——形成一个巨大的、严重缺氧的死亡区。 当这些藻类死亡,它们会往海洋深处沉降,海底的海洋细菌会消耗氧气,将它们完全分解。随着无数的蓝细菌达到海底,海洋下方的氧气就会被消耗,逐渐缺氧。一般来说,海水底部的缺氧水和表层的富氧水充分混合,就能缓解缺氧情况。但在夏季,温暖的表层水和较冷的底层水会出现分层,而河口和海湾等区域海水的分层会更加明显。这也导致垂直方向上的海水很少交换,导致海洋底部出现缺氧“死区”。 氧气的迅速耗竭会切断海洋动物的逃生之路,限制虾群等生物的洄游行为。 而比波罗的海缺氧情况更危急的是,仅通过狭窄的博斯普鲁斯海峡与地中海相连的黑海。 黑海是世界上唯一的双层海,表层水和深层水很少交换。据悉,其海面下220米以下的水层中几乎没有氧气,而这里的厌氧菌会将海水中的硫酸盐分解成硫化氢,制造一片充满黑色海水、广袤和沉寂的死亡区。20世纪中期,黑海的表层水中还有一些鱼类大量繁殖,但随着河水带来的工业污染流入黑海,水华大范围暴发,鱼类也大量减少,而海底也越发缺氧。 海洋升温 近年来,随着全球升温,全球水华的暴发或会更加频繁。据一项由南方科技大学在2023年发表于《自然》(Nature)的研究,从2003年到2020年,全球153个沿海国家中有126个国家发生了藻类暴发,而藻类暴发的地理范围(+13.2%)和频率(+59.2%)都显著增加。研究人员表示,这一期间,海表面温度上升对水华暴发具有促进作用。 而据BBC消息,欧盟哥白尼气候服务局公布的数据显示,自2023年3月以来,全球海洋的平均表面温度开始偏离正常值,并在8月达到了历史新高,而在今年2月和3月,海面平均日气温更是达到了21.09℃。虽然有一些海洋区域的升温可以用厄尔尼诺现象(从去年6月开始并于12月进入衰退期)来解释,但仍有一些海洋区域升温背后的原因需要进一步的探索。 今年3月,一篇发表于《自然·气候变化》(Nature Climate Change)的论文探究了人为原因对海洋表面温度的影响。研究显示,人类产生的气溶胶以及对臭氧层的影响,可能对海洋的表面温度产生了小但明显的影响。这也凸显了在全球变暖、陆地升温的大背景下,人类造成的其他影响也不容忽视。而随着不断上升的气温,今年海面上的绿色之花或将开得愈盛。 |
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