科學

北冰洋越過了一個養分臨界點,也許再也回不去

Peter Finch

北冰洋正在耗盡那種其他一切都賴以為生的養分。硝酸鹽——這種讓微小浮游植物綻放、並供養其上的魚類、海鳥和鯨的肥料——多年來在北極水域穩步下降,而一份長期的採樣記錄如今把這一下降同海冰的消失聯繫了起來。研究者描述了一個已從一種狀態跨入另一種狀態、且不大可能滑回去的系統。

這一變化不是一片熟悉海洋的緩緩黯淡。它是那裡限制生命之物的一次易位。北極過去主要被光所束縛:漫長的極夜為浮游植物能長多少封了頂。就在海冰損失驟然加速的那個點附近,剎車換了:如今最先耗盡的是硝酸鹽。受光所限的海洋,太陽回來便可復原。受一種正在消失的養分所限的海洋,則不能。

這一機制把慣常的氣候敘事翻了個個兒,因為在這裡,融化的冰反倒讓系統挨餓。隨著海冰退卻,陽光照進環繞北極、覆蓋其近一半面積的大陸棚上的淺水。那道光在海底驅動起一種活動,把硝酸鹽變成氮氣,而氮氣則徹底逸出水體。這種養分不只是被稀釋或挪走。它是被移除了。

證據來自在弗拉姆海峽逾二十年的海水採樣——那是格陵蘭與斯瓦爾巴之間的深邃門戶,北冰洋的大部分都經此排出。在流出的水中,硝酸鹽濃度自2000年代末以來逐年下降,而這一下降的時間,緊緊貼合著海冰損失的加速。單獨一年也許只是雜訊;同一方向上的二十年,便是一種趨勢。

一旦食物網的根基變薄,影響便會向上攀升。硝酸鹽更少意味著浮游植物更少,而浮游植物更少意味著留給磷蝦、魚類、海鳥和海洋哺乳動物的食物更少——北極以及其外的漁業都依賴牠們。同樣的浮游植物還從表層海洋裡抽走碳,因此一場更弱的綻放,意味著北極吸收的、那本就在推動變暖的二氧化碳也更少。

這一解讀,依賴於讓一道海峽的外流去代表整片海洋,依賴於硝酸鹽下降與海冰收縮之間的相關,而非一項受控實驗——沒有人能在一整片海上做這種實驗。海底的過程是從化學推斷出來的,而非在所有大陸棚上被直接看見。這一格局連貫而漫長,但每一個氮分子究竟去了哪裡的完整帳目,尚未合上。

這項工作由愛丁堡大學的研究者完成,並發表在《通訊-地球與環境》(Communications Earth and Environment)上。他們如今打算把養分測量擴展到北極更多的陸棚海,以繪出這種貧化已經蔓延了多遠、又仍在以多快的速度推進。

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