近年海溫異常升高，海水“燒開”了，地球怎麼辦？
海洋是地球氣候變化的緩衝器。過去幾十年，溫室氣體導致地球氣候系統熱量增加，其中超過九成被海洋吸收。如今，它也開始承受不住。最新觀測結果表明，海洋的吸熱承載力正逼近極限。
極端高溫對全球水體造成嚴重破壞，由此引發的一系列後果將給人類帶來極大影響。如果氣溫居高不下，很可能預示着全球變暖已進入一個新的加速期。專家指出，這可能是人類面臨的最大危機。
——編者
去年夏天，美國佛羅里達州立大學海洋生態學家迪恩·格拉布斯和他的團隊正在爲一個成功的生物保護案例而歡慶。他們保護的生物是一種大型鰩魚——櫛齒鋸鰩，其吻部像鋸子一樣長着細小的牙齒。
受沿海地區開發及漁民誤捕的影響，櫛齒鋸鰩於2003年成爲首個根據《瀕危物種法》規定而獲得美國聯邦政府保護的海魚物種。2023年，佛羅里達州的鋸鰩數量觸底反彈，這讓格拉布斯和他的團隊感到十分激動。
可在此後不久，一場災難不期而至。今年1月，人們發現鋸鰩在淺灘上劇烈撲騰、瘋狂轉圈，然後紛紛死亡。此前的幾個月裡，體型相對較小的魚類也出現過類似行爲。
爲此，格拉布斯團隊用了不少時日從水裡撈出死亡的鋸鰩。經過幾個月的調查和試驗，罪魁禍首終於浮出水面：海洋熱。2023年，一場破紀錄的熱浪讓佛羅里達海岸的海表水溫達到了可以洗熱水澡的程度，而鋸鰩的大量死亡，似乎就是熱浪引發的連鎖反應之一。
鋸鰩在水中游弋
事實上，全球各大洋近年來都有些不太對勁。從北大西洋北海橙色藻類大量繁殖到南極"底層水"逐漸消失，越來越多的證據表明，極端高溫正在對全球水體造成嚴重破壞。
海洋是地球氣候變暖的緩衝器。自工業革命以來，溫室氣體造成地球氣候系統熱量增加，其中有93%進入了海洋。如今它也開始逐漸承受不住，人類終於意識到危機的來臨。
大洋急劇升溫
冰蓋融化，洋流減緩
多年來，海洋一直默默吸收着人類產生的過多熱量，這幫了我們一個大忙——使陸地上的生物免受這些熱量的影響。英國氣象局的蒂爾·庫爾布羅特表示，這意味着熱量不在大氣層中，所以沒有融化冰蓋，也沒有使土壤變暖。
不過，海洋儲熱是有代價的。幾十年來，海水溫度一直在穩步上升。美國國家海洋和大氣管理局的格雷戈裡·約翰遜指出，1993年到2022年，全球平均海面溫度每十年上升約0.42℃。但從2023年3月起，海洋溫度開始急劇上升——全球海面溫度在短短5個月內上升了約0.28℃。
氣候變化是造成這種現象的主要原因，但氣候變率使問題更加複雜。2023年，厄爾尼諾現象的發生使太平洋部分熱帶海域的海面溫度升高。此前，地球已經出現了異常的"三連陰"拉尼娜現象，即太平洋海域連續三年溫度較低。這三年間，熱量會持續向海洋深處傳遞並積聚。約翰遜說，在連續三年的拉尼娜現象之後，緊接着出現了厄爾尼諾現象，海溫就會繼續升高，"這也是此次溫度升幅高於正常情況的原因"。
海水溫度升高，最直觀的影響就是海冰面積減少。美國科羅拉多大學博爾德分校的泰德·斯坎波斯表示，過去兩年，南極就像坐上了過山車——2015年之前，海上浮冰的面積每年冬天都在增加，但2016年開始急劇下降，2022年左右這一趨勢才基本穩定下來；但2023年的海冰覆蓋面積又一次驟降，甚至降到了1696萬平方千米的歷史最低點。英國氣象局的最新數據顯示，南極海冰面積將於2024年再度接近歷史最低點。
斯坎波斯表示，去年夏季和冬季，海冰面積都"異乎尋常地低"。有跡象表明，其原因在於南極洲周圍水域的變暖，最上層海水儲存的熱量似乎比以前更多了。因此，當海冰開始向北延伸時，就會碰上仍有餘熱的海水。這引起了人們對南極正在經歷"穩態轉換"的擔憂，它意味着海冰可能永遠無法恢復到從前的水平。
南極的海冰在消失，南極海洋的"底層水"也在消失。底層水寒冷、密度大且富含氧氣，從南極大陸架傾瀉而下，沉入深海，推動全球洋流網絡將氧氣輸送到印度洋、太平洋和大西洋深處。然而，融水的增加和海冰的減少意味着南極海水的含鹽量降低，下沉難度增大。
大西洋最南端的威德爾海，底層水在過去30年間縮減了超過20%。去年發表的一份研究報告顯示，這造了南極洋流流速減緩——自1992年以來已減速近三分之一。該報告的作者之一、澳大利亞新南威爾士大學的馬修·英格蘭表示，這對海洋環流來說是一個巨大的變化。
海洋生態受損
藻華頻現，魚類中毒
海洋升溫對生態環境造成了嚴重影響。2023年1月到2024年5月，全世界至少有62個國家和地區證實發生了大規模珊瑚礁白化現象。這種白化現象是海水變暖的直接結果。目前已知的是，如果海水溫度比歷年夏季最高溫的平均值高出1℃或更多，那麼珊瑚就會面臨白化風險。
其他變化同樣令人擔憂，卻並不容易預測。在佛羅里達州，研究人員花了幾個月的時間試圖瞭解鋸鰩死亡背後的神秘原因。他們最終發現，答案就在海底的淤泥中。
美國南阿拉巴馬大學的艾莉森·羅伯遜表示，淤泥層中生長着底棲藻類，其中一些會產生毒素，從而影響其他海洋生物。它們一般"與世無爭"，而且其數量通常受限於共同生存於此的其他藻類。
然而，當羅伯遜應邀前往佛羅里達州調查鋸鰩死亡事件時，她發現這些微藻的含量升高了，"不僅在海底，水體中也是如此。"他們還從採集的樣本中發現了多種不同的產毒藻類。"它們產生了許多不同的毒素，魚類接觸了所有這些東西，才產生了我們看到的行爲。"她說。
羅伯遜和她的同事們認爲，2023年佛羅里達州的海洋熱浪是一個觸發事件，它擾亂了生態系統，使產生毒素的藻類有機會佔據主導地位。這就解釋了爲什麼50多種魚都出現了神經毒素中毒的症狀。在大型海洋生物中，鋸鰩可能是受影響最嚴重的。它們以埋在海底的生物爲食，用吻部攪動獵物，接觸到的毒素濃度極高。
雖然鋸鰩集體死亡現象已止住，但格拉布斯至少還需要一年才能知道這次事件的破壞性有多大。由於災難發生前成年鋸鰩的數量可能本就不足1000條，他擔心這次事件會對該物種造成重大打擊。
藻類的過量增長，被稱爲"藻華現象"，這種現象在世界各地越來越常見。一項研究顯示，2003年至2020年，藻華的覆蓋率上升了13.2%，發生頻率上升了近60%。並非所有藻華現象都產生毒素，但它們仍可能是生態系統承壓的警示信號。英國環境、漁業和水產養殖科學中心的安德魯·特納表示，他們看到某些地區出現了以前從未見過的有害藻類。
絲狀藻類的菌體在水下形成的海洋藻華
2023年6月，北大西洋北海的良性浮游植物"夜光藻"大量繁殖，將海水"染"成橙色，並且氣味難聞。由於漂浮物過大，從太空俯瞰地球都能看到這一片橙色。過去18個月裡，北大西洋的這片海域遭遇了歷史性的極端高溫，今年6月的溫度比正常溫度高出5℃。美國國家海洋和大氣管理局的科學家們將此形容爲"大西洋在發燒"。
海水分層加劇
碳泵破壞，含氧減少
五顏六色的藻華現象並不是這場"高燒"的唯一症狀。
海水有着自然分層，表層附近的水比較溫暖、新鮮，且富含氧氣，而深處的水溫度較低，含鹽量較高，且營養物質較多。隨着海洋溫度升高，水層之間的混合減少，導致營養物質無法流向表層，氧氣無法沉入深海。這不僅爲藻類大量繁殖創造了條件，也給浮游植物帶來了麻煩。
浮游植物是類似植物的微小生物，能將陽光和二氧化碳轉化爲糖分和氧氣。英國普利茅斯海洋實驗室的安格斯·阿特金森認爲，分層的加劇阻止了營養物質來到表層，而表層的浮游植物需要這些營養。他指出，正因爲此，過去35年裡，北半球夏季英吉利海峽的浮游植物數量減少了一半。
2023年的海洋極端高溫加劇了這一問題。今年的一篇預印本論文指出，2023年4月，全球海面溫度創下歷史新高，而全球範圍內浮游植物、藻類和細菌的產生率下降了22%。這一降幅在北大西洋尤爲明顯——浮游植物不僅數量減少，而且體積也變小了。
"如果你是食草動物，那麼麻煩就大了，因爲這些玩意太小了，就連傳統的甲殼類浮游動物也吃不了。"阿特金森說，對於鯖魚、鱈魚、鯡魚等以甲殼類浮游動物爲食、且在商業上非常重要的魚類而言，這種現象又產生了進一步的連鎖反應。
英國東安格利亞大學的科琳娜·勒·奎雷表示，海洋水層混合的減少，也會對生物碳泵造成破壞。浮游植物從大氣中清除二氧化碳，並最終將其以生物質的形式從表層水轉移到深海。勒·奎雷說，"這個過程的碳通量與當今人類活動排放的二氧化碳量相當。"研究人員擔心，如果生物質顆粒不能像以前那樣沉入海洋深處，它們所含的碳就不能被長久鎖埋。勒·奎雷表示，營養物質混合過程的變化，將對海洋生態系統產生直接影響，並對全球變暖產生長期影響，從而給人類帶來極爲嚴重的後果。
此外，海水升溫導致洋流流速減緩，這也意味着進入深海的氧氣更少，對海洋生態系統產生了全球性影響。2021年夏季也是一個破紀錄的高溫季節，從美國加利福尼亞北部到加拿大邊境的沿岸深海中，有一半水域的深海含氧量非常低，對海洋生物產生了有害影響。模型顯示，即使從今天開始停止排放二氧化碳，那麼海洋的含氧量仍將比工業化前減少10%以上，而在維繫生命的深海環境中，含氧量將至少減少25%。
極端天氣增加
洪水氾濫，颶風頻仍
海水變暖也會給陸地造成危害。首先，更熱的海水會佔據更多空間，導致海平面上升。2023年，全球平均海平面達到1993年有衛星記錄以來的最高點。按照目前的趨勢，到2050年，海平面可能會再上升20釐米。
隨着海洋溫度升高，發生更強風暴的風險也隨之增加。庫爾布羅特表示，大氣溫度每升高1℃，空氣中的水蒸氣含量就會增加7%。這意味着發生極端降水事件和超強風暴的可能性更高。
今年6月底侵襲加勒比海、墨西哥灣和美國的颶風"貝麗爾"，是有史以來一年中形成時間最早的五級颶風，而且形成速度極快，不到一天就從熱帶風暴級增強到颶風級。它之所以威力強大，一個關鍵因素就是海面溫度高到異常。這也解釋了爲什麼風暴會這麼早形成。通常情況下，更強大的風暴會在夏季大西洋溫度逐漸升高之後纔出現。
2024年的五級颶風"貝麗爾"3D渲染雲圖
我們應該對海洋出現的這些混亂情況抱有幾分擔憂？約翰遜認爲，應該是"滿級十分"。勒·奎雷也有類似的感受，"這可能是人類面臨的最大危機"。她警告稱，人類已將海洋生態系統推向崩潰邊緣。大多數海洋學家也擔心，我們容易忽略人類對海洋的依賴程度。
好在我們仍然可以採取一些措施來減輕海洋的壓力，例如限制捕魚、化學污染和其他有害的人類活動；加大保護力度將有利於呵護脆弱的海洋種羣等。
近期，英國普利茅斯海洋實驗室的研究人員部署了一套新系統，用於每小時監測浮游生物，相關數據有助於我們更深入地瞭解浮游生物比例是如何隨着全球變暖而發生變化的。而在人工智能的支持下，監測系統有望對從藻華到颶風等各種情況實現更精確的預測，也會孕育出更復雜的氣候模型。不過，海洋學家們一致認爲，儘早、儘快減少溫室氣體排放，纔是避免長期災難的唯一真正途徑。
"厄爾尼諾"已於今年6月正式結束，世界氣象組織9月宣佈"拉尼娜"已蓄勢待發，準備秋季"返場"，這或許會給全球海洋帶來些許涼意。不過，全球海面溫度仍遠高於長期平均值。對此，科學家們正在密切關注。如果這一溫度居高不下，可能預示着全球變暖已經進入一個新的加速階段。
作者：孫欣琪/編譯
文：本報記者 孫欣琪/編譯 圖：視覺中國 編輯：劉琦 責任編輯：許琦敏
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