格陵蘭島巨大的冰蓋正在以每年約2930億噸的速度消融。
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在消融高峰期,每秒有超過1200立方米的淡水從雅各布港冰川底部涌入海洋。
這些融水與海水交匯,在海面以下數百英尺處形成湍流。
而正是這看似破壞性的自然過程,卻意外地在北極水域引發了一場生命革命。
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格陵蘭島的冰蓋有些地方厚達一英里,正因氣候變暖而加速融化。
但令人意想不到的是,這種融化竟給海洋生命帶來了意想不到的生機。
NASA支持的研究人員發現,冰川徑流正從海洋深處攪起營養物質,促進了浮游植物的生長。
這些微小的類植物生物雖然尺寸遠小于針尖,卻是海洋食物網的重要組成部分。
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從熱帶到極地海域,無處不在的浮游植物滋養著磷蝦等食草生物,進而支撐了包括魚類和鯨類在內的大型動物。
冰川融水羽流比周圍海水更淡、浮力更強。
當這些融水從冰川底部噴涌而出,它會像一臺巨大的天然電梯,將鐵和硝酸鹽等營養物質從深海提升到陽光照射的海面。
這些營養素是浮游植物生長的關鍵限制因素,特別是在夏季。
那時,多數養分已被春季水華消耗殆盡。
在夏季,來自深海的硝酸鹽注入對格陵蘭島的浮游植物尤為重要。
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2017年的一項研究顯示,從格陵蘭東南和西南出口冰川到達的淡水排放,恰好與拉布拉多海大規模水華時間吻合。
這種夏季水華在7月初冰川融水抵達后約一周開始形成,持續到8月或9月冰川融水輸入減慢,約占該地區年凈初級生產的40%。
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先前利用NASA衛星數據的研究發現,僅1998至2018年間,北極水域浮游植物增長率飆升了57%。
這一數字令科學家們感到驚訝,因為在過去,人們更多關注的是冰川融化對海平面上升的影響,而非其對海洋生態系統的潛在促進作用。
2024年6月,NASA的Aqua衛星拍攝到的圖像顯示,在格陵蘭東部和冰島南部之間的北大西洋海域,出現了一個寬約800公里的大規模浮游植物繁盛區。
這一壯觀景象直觀地展示了冰川融化對海洋生命的巨大影響。
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冰川融水促進浮游植物生長的假說,在沿海地區難以驗證,因為偏遠地形與城市規模的冰山使長期觀測變得異常復雜。
為了解開這一謎團,研究團隊運用了噴氣推進實驗室與麻省理工學院聯合開發的海洋模型。
該模型吸納了過去三十年間船載與星載儀器采集的幾乎所有可用海洋測量數據,總計涉及數十億數據點。
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借助NASA艾姆斯研究中心的超級計算機,他們計算出冰川徑流抬升的深水營養物質足以使研究區域夏季浮游植物增長率提高15%至40%。
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浮游植物增加會造福格陵蘭海洋生物與漁業嗎?
Carroll表示,厘清對生態系統的影響需要時間。
預計未來幾十年格陵蘭冰蓋消融將加速,影響范圍涵蓋海平面、陸地植被乃至沿海水域鹽度。
某些變化似乎對碳循環同時產生正負影響。團隊計算出冰川徑流改變峽灣海水溫度與化學特性,降低其溶解二氧化碳的能力。
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但這一損失被浮游植物大量繁殖所抵消,它們通過光合作用從空氣中吸收更多二氧化碳。
2010年格陵蘭海北部的異常早期和強烈的浮游植物水華研究提供了更多證據。
那年春季,生物量高峰出現時間更早,達到了衛星檔案記錄中比大多數其他年份更高的值,這是由于當年更早和更廣泛的海冰融化。
科學家們目前尚不確定浮游植物的增長是否會對海洋生物和漁業產生長期的積極影響。
隨著格陵蘭冰川融化速度預計將加快,其對生態系統的影響仍需進一步研究。
研究團隊計劃擴展模擬范圍,以了解格陵蘭沿岸及更廣泛地區的影響。
除了對海洋生態的影響,格陵蘭島本身也在發生深刻變化。最新研究顯示,格陵蘭島正在扭曲、張緊和收縮。
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丹麥技術大學的博士后研究員Danjal Longfors Berg解釋說:“我們得到了這種復雜的模式,包括扭曲、壓力和張力。如果不更新,格陵蘭地圖將慢慢失去其準確性。”
格陵蘭冰蓋的融化仍在持續,預計未來幾十年還會加速。
科學家們計劃將模擬擴展到整個格陵蘭島海岸及其他地區,進一步探索冰川融化與海洋生態系統之間復雜的關系。
在NASA衛星圖像中,那些綿延數百公里的浮游植物水華,猶如藍色海洋中的綠色絲帶,默默地改變著北極地區的生態平衡。
參考資料
1. 科學網 《格陵蘭島冰川徑流正滋養浮游植物—論文—科學網》
2. Live Science 《Greenland is twisting, tensing and shrinking due to the 'ghosts' of melted ice sheets》
3. 網易新聞 《格陵蘭島融化的冰正在增強海洋生物的繁殖》
4. 輪輪app 《當地冰融水在引發北極峽灣冰下浮游植物水華中的作用》
5. 螞蟻頁面 《格陵蘭島冰川徑流正滋養浮游植物》
(老A)
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