生長茂盛的紅藻群正在破壞全世界的冰層:使冰層更快融化。

在南極夏科港 (Port Charcot),巴布亞企鵝(Gentoo penguins)進出巢穴。PHOTOGRAPH BY ACACIA JOHNSON

藻類生態系出乎意料地繁盛又健康,不僅讓格陵蘭一部分的冰層變成粉紅色,也大幅導致世界上最大冷凍水體之一持續融化。

這種變色冰雪並非極地獨有的現象。布里斯托大學(University of Bristol)的生物地球化學家亞歷山卓.安尼西歐(Alexandre Anesio)說:「這其實在全球都有發生。」

「為了形成肉眼可見的藻華(algal bloom)並加速冰雪融化,這些藻類只需要適當環境,最起碼需要基本營養素與融冰。」安尼西歐說。「隨著氣候逐漸暖化,冰雪更容易融化形成液態水,有益於極地雪藻及冰藻的生長。」

安尼西歐說:「我認為在北極、阿爾卑斯山與喜馬拉雅山冰河,這個現象都逐漸成為問題。」因為藻華生長,南極也逐漸出現紅色的雪與褐色的冰。

雖然越來越多證據顯示顏色變深的雪正在影響全世界的冰河,但專家預測全球海平面上升時尚未將這種影響納入考量。

藻華效應

馬丁.川特(Martyn Tranter)是英國布里斯托大學的極地生物地球化學家,也是「黑與華」(Black and Bloom)計畫的主持人。黑與華是一項多年期計畫,旨在了解格陵蘭冰層融化的方式與原因。川特說:「光是氣溫上升無法解釋融冰為何增加,所以了解冰層融化的所有因素變得非常重要。」

他認為,其中一項因素是白雪覆蓋的格陵蘭冰層在每年夏季都有藻華生長,導致冰層顏色變深。

川特解釋說:「這些冰藻是光合生物,能製造生物性防曬分子來避免陽光照射,而在北極的夏季,太陽一天24小時都高掛在頭頂。」這會使冰層表面顏色變深。

較深色的表面會降低其「反照率」,亦即把陽光反射回太空的能力,因此冰層會吸收更多陽光,出現更多融冰。

隨著藻類在冰層上擴散得越來越廣,這種效應也會加劇,導致更多冰層融化。一項近期研究發現,藻華能讓一季內的融冰量增加高達13%的幅度。

約瑟夫.庫克(Joseph Cook)說:「這是個惡性循環,就跟氣候變遷常發生的現象一樣。」他是英國雪菲爾大學(University of Sheffield)的冰河研究人員,也是黑與華團隊的成員。「越多熱量就代表越多融冰的水,藻類就能有更大的生長範圍,造成更多冰的顏色變深,開始融化。」

格陵蘭冰層是北半球最大的冰塊。隨著地球暖化,它每年失去2700億噸冰,使全球海平面微微升高。融冰量正在逐年增加,如果整個冰層都融化,會使海平面上升約6公尺。

科學家擔心,如果格陵蘭冰層更快融化,從紐約到上海、邁阿密等沿海地區,以及孟加拉與印尼等低窪地區都會受到影響。

目前在北極冰層空前快速融化的影響因素中,藻華尚未被納入考量。舉例來說,聯合國氣候變遷政府間專家委員會於2013年發表的最新報告裡,對海平面上升的預測並未納入藻華的可能影響。

川特希望這種情況能有所改變。他說:「我們的任務是分析出確切數據--有多少冰的顏色變深?影響範圍多廣?造成多少冰融化?這些問題能讓我們預估可能有多少冰因藻華而融化,進而改善我們對海平面上升的預測。」

「黑與華」的故事

幾年前的一個夏季,川特正在格陵蘭冰層的西南方邊緣上工作,他發現周圍的融冰表面上有一道淡紫色陰影。

川特說:「我起初以為這是因為我戴著粉紅鏡片的自行車風鏡,而不是我平常戴的冰河護目鏡。但我越仔細看,就越能看清冰層表面裡的紋路。」

他逐漸發覺,冰層裡生長著微生物。但他跟研究團隊的其他成員提到這件事時,他們卻取笑他,因為一般認為北極冰雪是無菌且無生命的,而他的觀察結果與這種觀念相左。

川特並沒有動搖,他請當時在同樣地點工作的同事瑪麗安.亞勒普(Marion Yallop)在顯微鏡下檢視冰層,她是一位藻類專家。她的發現證實了川特的懷疑:在冰層表面下生長著紅藻,將冰層變成粉紅色。

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她的觀察結果成為啟動黑與華計畫的基石,黑與華是一項預算400萬美元、為期五年的跨領域計畫,目的是研究生活在融冰裡的產色素細菌與藻類等微生物如何讓格陵蘭冰層表面顏色變深,並加速冰層融化。

該計畫目前已進入第三年。該計畫預定去所謂的「暗區」進行四次田野探查,至今已進行三次。暗區是冰層西部邊緣上的一處廣闊區域,當地的反照率減少幅度最大。川特說,探查所得的資料已經公開呈現並發表,未來還會進行更多研究。

安尼西歐也是黑與華團隊的一份子,他說:「整體來說,我的確認為如果我們了解如何控制格陵蘭冰藻的生長,就能幫助我們預測地球上其他冰河地區的藻類生長。」

 

撰文:Marcello Rossi

編譯:涂瑋瑛

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