本文最初发布于 Hakai。
2014年8月,北极附近的北极海洋突然充满了微小生物——被一场覆盖拉普捷夫海、东西伯利亚海的大部分地区以及部分北极开放海域的藻华所笼罩。在正常年份,夏末是北极的平静时期。春季的浮游植物大量繁殖,支持了如此多的生命活动,早已过去。到了8月,春天繁盛的藻类已经吸光了水中大部分的氮,导致该地区几乎没有微小生物和以它们为食的更大的动物。那么,这场藻华从何而来?
由于北极海洋生态系统通常受氮供应量的限制,包括北卡罗来纳州立大学大气科学家道格拉斯·汉密尔顿在内的研究人员开始寻找触发藻华的养分过剩的来源。汉密尔顿和他的同事们逐一排查了各种海洋来源,例如冷水上涌携带的富含养分的水或河流的径流。但没有一个能够解释。
科学家们确信,没有海洋来源能带来足够多的过剩氮来引发如此大规模的藻华,因此只剩下一个选择。汉密尔顿说:“唯一剩下的地方就是大气。”
最终,科学家们锁定了最有可能的罪魁祸首:数千公里以外的西伯利亚正在肆虐的巨大野火——这些野火正在燃烧森林,尤其是富含氮的泥炭。这些野火产生的烟雾向北漂移,将氮沉积在缺乏养分的水中。
这项研究与去年发表的一项类似研究不谋而合。该研究表明,2019年末至2020年初澳大利亚野火产生的气溶胶中的铁,使得南大洋发生了异常的藻华。西班牙巴塞罗那超级计算中心生物地球化学海洋学家琼·略尔特(Joan Llort)参与了这项研究。他说,随着气候变化导致野火的频率和强度增加,尤其是在高纬度地区,我们可能会看到更多这种受肥化事件的影响,以及在传统上养分贫乏的地区出现越来越多的藻华。
略尔特说:“我们现在还不能确定,因为我们只记录了两次这样的事件,但似乎正朝着这个方向发展。”
对于许多沿海地区来说,更多的藻华可能是一个问题。一些藻类会释放毒素,而大量浮游植物的分解会耗尽水中的氧气含量。略尔特说,例如,加利福尼亚州野火的增加可能会给太平洋沿岸带来更多有害的藻华。
然而,在北极,这种变化可能会更加深远。
远北地区正在经历一个“北方化”的过程。北极海洋正在迅速变暖,融冰越来越多,看起来越来越像北大西洋。事实上,来自南方北方地区(boreal regions)的鱼类已经在向北迁移,追逐它们偏好的水温。但北极海洋的生产力远低于北大西洋。即使水温适宜,这些迁徙的鱼类也找不到它们生存所需的一切。要让这些新来者茁壮成长,北极海洋需要大量的养分输入来支持它们。就像野火带来的养分输入一样。
因此,如果北极海洋日益增多的野火和2014年的藻华预示着未来,那么这种更高的养分流动可能会彻底改变北极生态系统。
汉密尔顿说:“如果我们将来继续看到这种情况,我们可以预期北极海洋获得的氮会比过去几千年来显著得多。”