科学

北冰洋越过了一个养分临界点,也许再也回不去

Peter Finch

北冰洋正在耗尽那种其他一切都赖以为生的养分。硝酸盐——这种让微小浮游植物绽放、并供养其上的鱼类、海鸟和鲸的肥料——多年来在北极水域稳步下降,而一份长期的采样记录如今把这一下降同海冰的消失联系了起来。研究者描述了一个已从一种状态跨入另一种状态、且不大可能滑回去的系统。

这一变化不是一片熟悉海洋的缓缓黯淡。它是那里限制生命之物的一次易位。北极过去主要被光所束缚:漫长的极夜为浮游植物能长多少封了顶。就在海冰损失骤然加速的那个点附近,刹车换了:如今最先耗尽的是硝酸盐。受光所限的海洋,太阳回来便可复原。受一种正在消失的养分所限的海洋,则不能。

这一机制把惯常的气候叙事翻了个个儿,因为在这里,融化的冰反倒让系统挨饿。随着海冰退却,阳光照进环绕北极、覆盖其近一半面积的大陆架上的浅水。那道光在海底驱动起一种活动,把硝酸盐变成氮气,而氮气则彻底逸出水体。这种养分不只是被稀释或挪走。它是被移除了。

证据来自在弗拉姆海峡逾二十年的海水采样——那是格陵兰与斯瓦尔巴之间的深邃门户,北冰洋的大部分都经此排出。在流出的水中,硝酸盐浓度自2000年代末以来逐年下降,而这一下降的时间,紧紧贴合着海冰损失的加速。单独一年也许只是噪声;同一方向上的二十年,便是一种趋势。

一旦食物网的根基变薄,影响便会向上攀升。硝酸盐更少意味着浮游植物更少,而浮游植物更少意味着留给磷虾、鱼类、海鸟和海洋哺乳动物的食物更少——北极以及其外的渔业都依赖它们。同样的浮游植物还从表层海洋里抽走碳,因此一场更弱的绽放,意味着北极吸收的、那本就在推动变暖的二氧化碳也更少。

这一解读,依赖于让一道海峡的外流去代表整片海洋,依赖于硝酸盐下降与海冰收缩之间的相关,而非一项受控实验——没有人能在一整片海上做这种实验。海底的过程是从化学推断出来的,而非在所有大陆架上被直接看见。这一格局连贯而漫长,但每一个氮分子究竟去了哪里的完整账目,尚未合上。

这项工作由爱丁堡大学的研究者完成,并发表在《通讯-地球与环境》(Communications Earth and Environment)上。他们如今打算把养分测量扩展到北极更多的陆架海,以绘出这种贫化已经蔓延了多远、又仍在以多快的速度推进。

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