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海面上出現巨型的綠色旋渦,千萬別靠近

隨著氣溫增加,海洋中的危險正在擴大化。

2018年7月中旬,美國航空航天局(NASA)的陸地衛星8號(Landsat8)經過芬蘭灣(波羅的海的最東端)時,其攜帶的陸地成像儀(Operational Land Imager,OLI)在海面拍攝到一個巨大的翠綠色螺旋形狀。在暗綠色的海面上,

直徑近40千米的綠色大螺旋蜿蜒盤旋,翠綠的條紋勾勒著它的輪廓,看上去就像一朵盛放的巨型綠色之花,隱隱然透露著詭異的氛圍。對此,海洋學家會告訴你,這種直覺沒有錯,這個詭異的螺旋其實是一片巨大的死亡區,一旦有海洋生物進入這片海水區域,恐將有去無回,很快死去。

據這一時期芬蘭環境研究所(Finnish Environment Institute)監測獲得的信息,這個大螺旋其實是一片藍細菌(cyanobacteria,也被稱為藍綠藻)和硅藻,它們幾乎充滿了整個芬蘭灣,在洋流和風的雙重作用下,流動形成了頗有藝術感的形狀。

「這是十年來都沒有過的情況,」芬蘭環境研究所的高級研究員Seppo Knuutila描述道。他表示,這次藻類的暴發和2016年來自波羅的海深海盆地的高濃度磷有關。而磷正是致使藻類大規模繁殖的關鍵營養元素。

這些海面上的浮游生物對生存的要求並不高,只要有豐富的溶解營養物質、充足的夏日陽光和季節性溫暖的海水,它們就可以在世界上幾乎任何它們可以生活的地方大量繁殖。這也是為何在2022年和2023年夏季,芬蘭灣再次出現了這樣巨大的翠綠色藻華漩渦,且範圍擴大到了波羅的海的其他區域。

芬蘭灣海面上的藍綠藻和硅藻覆蓋了芬蘭灣的大部分區域。圖片來源:NASA Earth Observatory/Landsat

Landsat8拍下的2022年8月芬蘭灣藻華暴發的場景,在巨大的藍細菌藻華中,船隻只是一個小點。圖片來源:NASA Earth Observatory/Landsat

在海洋中下毒

多數藍細菌和硅藻都是單細胞生物,依靠光合作用將吸收到的二氧化碳轉化為有機物,並釋放出氧氣。它們是海洋生物鏈的基礎,也為大氣提供了大部分的氧氣。有關藍細菌最早的化石記錄可追溯到21億年前,而據推測早在35億年前,它們就開始在地球製造了氧氣了,也由此塑造了地球的生態環境和豐富的生命多樣性。

不過,科學家在數千種藍藻和數萬種硅藻中發現,二者均有一定比例的藻類(可能有數百種)會產生毒素。據美國環境保護局(EPA)的數據,藍藻產生的常見毒素有9種。其中微囊藻毒素(Microcystins)和柱孢藻毒素(Cylindrospermopsin)都具有肝腎毒性,而還有不少毒素例如魚腥藻毒素a(Anatoxin-a)具有神經毒性,會導致神經系統不適,嚴重情況下會引起死亡。此外,還有一些毒素會刺激人類的呼吸系統。

硅藻產生的毒素主要為多莫酸(Domoic Acid,也稱為軟骨藻酸)。海洋中的甲殼類動物、魚類和貝類對多莫酸有較高的忍耐力,體內可以積累較高水平的多莫酸。不過,人類一旦食用這些受污染的海產,就可能出現胃腸炎症狀和神經系統症狀,例如頭暈、運動無力或癲癇發作等。

除了這些藻類有毒之外,導致很多國家沿海地區出現「赤潮」的短凱倫藻(Karenia brevis,一種甲藻)也能產生一種名為雙鞭甲藻毒素的化合物。這種毒素像多莫酸一樣,會從貝類進入人或鳥類體內,造成神經毒性貝類中毒(NSP),而其帶來的連鎖反應是這些國家沿海野生貝類產業鏈的崩潰。

在這些有毒藻華暴發的溫暖季節,很多管理機構都會警告人們:

除了不食用受污染的野生貝類等海產品外,也不要冒險進入被藻華污染的水域,因為它們可能會導致皮膚和眼睛刺激;此外,還應避免使用被藻類污染的水源。

不過即便是一些無毒的藻類大量繁殖,也會造成比較嚴重的生態問題。例如,美國科德角灣某些年份會暴發的棕囊藻(Phaeocystis)。這種藻類暴發正在威脅有嚴重滅絕風險的北大西洋露脊鯨的生存。北大西洋露脊鯨會前往科德角灣覓食名為橈足類的浮遊動物,但大量的藻華阻礙它們,讓它們難以找到食物。除此之外,這些藻類還會覆蓋海草床和珊瑚礁,影響很多幼年魚類的生存。

死亡區

除了這些歷時較長的危害之外,藻類瘋狂繁殖帶來的直接傷害是造成水體嚴重缺氧。在2018年拍攝的芬蘭灣照片中,相關人員發現由藍細菌和硅藻聚集成跨越數百千米、密不透風的粘稠團狀物,

覆蓋了約70000平方公里的海洋區域——形成一個巨大的、嚴重缺氧的死亡區。

當這些藻類死亡,它們會往海洋深處沉降,海底的海洋細菌會消耗氧氣,將它們完全分解。隨著無數的藍細菌達到海底,海洋下方的氧氣就會被消耗,逐漸缺氧。一般來說,海水底部的缺氧水和表層的富氧水充分混合,就能緩解缺氧情況。但在夏季,溫暖的表層水和較冷的底層水會出現分層,而河口和海灣等區域海水的分層會更加明顯。這也導致垂直方向上的海水很少交換,導致海洋底部出現缺氧「死區」。

氧氣的迅速耗竭會切斷海洋動物的逃生之路,限制蝦群等生物的洄遊行為。

而比波羅的海缺氧情況更危急的是,僅通過狹窄的博斯普魯斯海峽與地中海相連的黑海。

黑海是世界上唯一的雙層海,表層水和深層水很少交換。據悉,其海面下220米以下的水層中幾乎沒有氧氣,而這裡的厭氧菌會將海水中的硫酸鹽分解成硫化氫,製造一片充滿黑色海水、廣袤和沉寂的死亡區。20世紀中期,黑海的表層水中還有一些魚類大量繁殖,但隨著河水帶來的工業污染流入黑海,藻華大範圍暴發,魚類也大量減少,而海底也越發缺氧。

責任編輯: 方尋  來源:環球科學 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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