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海洋中的浮游生物。网络图片 9 {3 @2 ?2 s. N9 {& p" @
人们在形容地球家园时，总喜欢说它是一颗美丽的蓝色星球。这是因为从太空看去，海洋占总面积七成的地球就是一颗蓝色的“水球”。但在未来，“蓝球”也许就要变“绿球”了，因为研究人员发现，随着气候变暖，过去20年间，全球一半以上的海洋变得更绿了。
) |9 k: a' e( w( q8 n; u) q 《自然》上新发布的一篇研究表明，随着地球变暖，深蓝的海洋、青绿的浅海与翠绿的沿岸海域都将迅速变化。  9 q v3 r) h( r0 A
2011年8月14日，巴伦支海发生了浮游植物大爆发。这幅图片是由搭载于“水”（Aqua）卫星的中分辨率成像光谱仪（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，MODIS）合成的影像。网络图片 6 _- q! ^& R& L* [4 A% U0 E
全球56%的洋面颜色在20年里“绿化” ; e$ T: Y3 T) A4 Z, O
通过分析跨度达20年的卫星数据，作者们发现，世界上超过一半的海洋——准确说是56%的海洋正在经历颜色的转变。南纬40度至北纬40度之间的热带或亚热带海域都有明显的“绿化效应”，赤道附近的洋面尤其明显。
* C2 |8 e H) F* ` 怎么会这样？原来是海洋中的浮游植物产生了密度与分布上的变化。这些微小的生物体包含叶绿素，通过这种浅绿的色素，植物能利用阳光制造食物。
0 ?6 q ^* k. X6 e8 I- A, @- a 研究报告称，浮游生物含有叶绿素，体表偏绿色，因此当有大量浮游生物时海水会呈绿色。而当海水变暖，海水分层更加明显，营养物质更难上升到表面，在这种情况下，较小的浮游植物更容易生存下来，海洋的颜色也就慢慢变成绿色。 7 C0 \' q' Q C+ Y$ Y8 A
美国俄勒冈州立大学研究员贝伦菲尔德指出，这一发现有力地证明了气温升高对海洋颜色变化的影响。但他也指出，目前尚不清楚这种影响的强度有多大，以及是否还有海洋内部其他因素导致这些变化。 0 r% G8 j0 ]7 g* ?+ g
《自然-通讯》2019年发布的一篇研究通过建模预测了海洋继续变暖时浮游植物将如何变化，近期的研究再次声援了这一预测。
, c; q6 E" y+ b- O 新的研究主要运用卫星探测海洋颜色上的细微变化，而先前的研究则预测如果全球变暖速度不变，到2100年，重大的变化将会到来。
9 Z" y0 T3 {& {$ o6 Q 预测显示，假设一切照旧，温室气体排放有增无减，最蓝的亚热带海洋区域就会变得更蓝，赤道和极点附近偏绿的区域则会变得更绿。 / F7 ~/ l9 P$ U' A# K
2019年的研究的作者们说，颜色变化不仅仅十分反常，同时也是变暖的标志，它预示着气候变化之下升温的世界将面临急剧的全球变化。 2 ?( A; @: Z4 U$ x0 ^* t
研究人员目前尚无法预测气候变化将如何改变浮游生物在海洋的分布，只能密切观测海水颜色变化。通过此次研究发现，杜特凯维奇警告称，“这又一次敲响了警钟，提醒人类引起的气候变化已经对地球系统造成了极大的影响”。  ' Z4 _0 c+ a! G, y4 k
加拿大附近海域。网络图片 ; T+ v! W9 Z' E# T- X/ J( Z
海洋为什么是这个颜色？
. v0 B7 ~# {8 f 海洋的颜色是其上层所包含物质的视觉呈现。通常，深蓝色的海水反映的生命很少，而绿色的海水则表示存在生态系统，主要是浮游植物——富含绿色叶绿素的类植物微生物，它们在上层海洋中非常丰富。叶绿素帮助浮游植物获取阳光，用于从大气中吸收二氧化碳并将其转化为糖类物质。 . J) ^/ @9 H8 E% t3 w! H2 D; p3 A/ Z
浮游植物是维系越来越复杂的生物群落，包括磷虾、鱼类、海鸟和海洋哺乳动物的海洋食物网的基础。浮游植物还是海洋捕获和储存二氧化碳的重要组成部分。因此，科学家们渴望监测海洋表面的浮游植物，并观察这些关键群落如何对气候变化做出反应。为了实现这一目标，科学家们通过监测从太空中可以观测到的海洋表面反射的蓝光和绿光的比例，来跟踪叶绿素的变化。 4 |% l6 u. p0 H5 A$ ^2 E
海洋为什么改变颜色？
! Q. Q4 G7 h9 ?% G2 [0 h: g% k1 w: H 阳光透过海面，可以穿过183米深的海水。在此之下的一切都隐匿于黑暗中。而在临界点之上，大部分水分子都能吸收除蓝色以外的所有颜色，因此，只有蓝色被反射出来。
7 l6 K- e1 q5 D i/ A: _% k* x 覆盖着洋面的有机物质，如浮游植物，则改变了海洋的成色。当海洋变暖时，洋流变得更不规律，海洋分层更加明显，这表明，温暖的水域不容易与寒冷的部分混合。
$ D J% Q6 C/ Y9 g1 Y0 \4 K3 |3 g5 e U 海洋中还存在着上千种浮游植物，分别适应于暖水与冷水。当海洋持续变暖时，一些物种可能就此消亡，一些挣扎着活下来，还有一些迁移到了其他区域。 $ q0 r: o7 w: T( b
但是，仅仅关注叶绿素不足以让科学家了解变暖的气候正如何改变浮游植物。自然气候活动，如厄尔尼诺和拉尼娜现象，则会影响给定区域浮游植物的集中程度。
. w3 Q. ^3 {& o8 {) ~ 麻省理工学院的海洋生态学家斯蒂芬妮·杜特凯维奇（Stephanie Dutkiewicz）参与了前后两项研究。2019年，她说，用于预测未来海洋颜色变化的模型引入了浮游植物的生命周期与迁移活动作为影响因素，将它们放在自然海洋活动中进行考量。
, p/ J8 j& T2 h) I 2023年的研究揭示，许多预测中的变化现在已经发生了。运用NASA人造卫星上搭载的光测量仪器，科学家们观测到，地球被海洋覆盖的区域中有一半以上已经显现出蓝色与绿色波长的显著变化，大约与给定区域中叶绿素的含量相当。 - P/ o- B# ]: {1 w9 f8 }! m
颜色变化意味着什么？
' R" Q( z' F3 f 更多生态系统将会被小型浮游植物占据 7 l$ H' t4 F+ I- \
颜色变化会给环境造成什么影响，现在断言还为时过早。但英国国家海洋中心的新闻通稿显示，科学家们认为，未来更多生态系统将会被小型浮游植物占据。这与2023年的新研究结论相符。 " Z; }+ h1 y- t L3 @3 W+ a/ ~
海洋差不多吸纳了全球三分之一的碳排放，海带、海草和海藻等海洋生物在其中发挥了关键作用，帮助把碳从大气中抽出来。但是，较小的海藻可能会减弱海洋对抗气候变化的能力。
1 {( L# r0 b: k6 [0 [4 m R “浮游植物是海洋食物网的基底，大海中的所有生物都要依靠浮游植物才能存在。”杜特凯维奇在2019年告诉《美国国家地理》，“其影响将自下而上，贯穿整个食物链。”  ) D; _2 v$ D. Y
这是在海南省陵水黎族自治县分界洲岛海域拍摄的珊瑚。网络图片 * K6 m$ p$ x2 r, C# e/ f0 C. J
海洋升温使珊瑚严重白化
8 `: A p2 k& {5 G 人类活动是导致海洋温度上升的重要因素。煤、石油、天然气等化石燃料所排放的二氧化碳、甲烷、氧化氮等温室气体到了大气中会吸收热量，导致整个地球系统的净热量增加，驱动海洋变暖。
6 \5 c9 N# U5 q6 O 海洋温度升高对海洋生物多样性造成了致命打击，其中珊瑚白化和患病死亡现象将变得越来越频繁。迈阿密大学珊瑚礁科学家威廉姆森指出，相关数据分析显示，赤道沿岸的太平洋岛屿以及中美洲的加勒比海沿岸等地珊瑚白化的可能性达到了90%。澳大利亚新南威尔士大学近日发布的一项研究认为，随着海洋温度升高，到下个世纪全球超过四分之三的珊瑚或将患病。 % ^3 j0 n5 {4 ~
珊瑚是一种敏感的生物，海洋温度升高增强了真菌和细菌等病原体的繁殖能力，增加了珊瑚被感染的风险。同时，珊瑚的色彩来自其体内的共生海藻，水温升高时海藻会减少，珊瑚逐渐变成白色。 4 A( n7 E! [# i* u1 @
今年是热带太平洋七年来首次形成厄尔尼诺条件，这更将加剧珊瑚的白化病变现象。美联社举例称，在7年前的厄尔尼诺现象期间，澳大利亚大堡礁珊瑚减少超过一半，其中以分支珊瑚和桌面珊瑚的情况最为严重。这两种珊瑚结构复杂的大型珊瑚是不少鱼类和海洋生物的栖息地。 ' |# r/ V! O' }8 `- @
海水升温会影响渔业分布
+ s- S9 S- X6 n6 ?1 ~6 v' Z 全球气候变化所导致的海水温度变化和海洋环流的改变对全球渔业产业构成冲击。研究人员分析指出，各纬度带海洋生物对于温度变化敏感，在多数水域，海水年均表面温度超过20摄氏度时，当地水域生物种类不再增加。泰国和美国渔业资源丰富，但近来遭受了海洋异常升温引发的鱼类大规模死亡事件。上月底，泰国南部春蓬府的海滩上出现大量被冲上岸的死鱼。同样在上月，美国得克萨斯州墨西哥湾沿岸的海滩上，也出现密密麻麻连绵数公里的死鱼。 3 A H" Y5 j- Z" Y' M0 W, ^% \) S3 r
海水升温还会影响渔业的分布。一项研究表明，自上世纪70年代以来，赤道附近海洋生物种类减少，物种呈现向两极方向迁移的趋势，中纬度水域生物种类逐渐增加。印度尼西亚和其他赤道附近国家的渔民所遭受的损失最严重，因为那里的鱼类资源只会减少，不会有新物种取代离开的原有物种。 ) l( x: i, n9 ~" O( `' T4 H1 p, d
全球海面温度升高还加速了南极海冰的消融。世界气象组织本月10日发布的数据显示，南极海冰面积创下有卫星观测记录以来6月的历史新低，比平均水平低17%。海冰消融进一步加速海平面上升，对低洼地区和岛国造成严重威胁。 / j4 `% u; p+ v- c! _% A/ {$ w
整合：黄亚岚 # u. A2 R* \1 @3 i+ |
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