南極變「綠」了!全球暖化讓南極綠藻大量增生,將對氣候產生什麼影響?

南極綠藻。圖片來源:《自然通訊》期刊

南極是塊冰天雪地的大陸,雖然沒有高大的樹木,但仍然有苔蘚、藻類等能夠行光合作用的生物生存著,在生態系中扮演生產者的角色。

隨著氣候的暖化,這類生物的數量正在成長,讓南極變得愈來愈「綠」。近期劍橋大學的科學家在《自然通訊》期刊發表「南極綠藻分布圖」,揭密南極綠藻的分布狀況,以及它們與氣候變化之間的微妙關係。

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雪生藻類是南極生態系的生產者,每年夏季會大量成長

早在 20 世紀初,科學家就已經著手研究南極的藻類。這類藻類又稱為「雪生藻類」(snow algae),是南極生態系中重要的生產者。這些藻類主要可分為綠藻與紅藻,每年夏季就會大量成長;而大量生長的紅藻遠看很像「血」,造成南極冰原的血色奇觀。

隨著調查,科學家逐漸意識到藻類對生態系的重要性,於是劍橋大學植物科學系的科學家 Matthew Davey 與 Andrew Gray 進行綠藻分布的深入調查。他們透過歐洲航太總署的哨兵二號(Sentinel 2)衛星,監測南極達 3 年之久,並率領團隊去南極半島實地考察 2 年,繪製出人類首張南極半島綠藻分布地圖,解密南極綠藻與生態、氣候間的相互影響。

綠藻主要分布在沿海地帶,夏季均溫超過攝氏 0 度的區域

Davey 與 Gray 發現 1679 處綠藻群聚的地點,每一處的覆蓋面積介於 300 到 14.5 萬平方公尺;在夏季,總面積可達到 1.9 平方公里(190 萬平方公尺)。綠藻主要分布在南極半島西海岸沿岸與附近島嶼,它們的共同點是:夏季平均溫度超過攝氏 0 度。

綠藻難以從冰塊獲得水源,必須透過液態水。溫度超過 0 度,表層冰層會融化,提供綠藻生存所需的液態水。

至於藻類生存所需的養分,則是透過動物的排泄物取得,這也就是綠藻主要分布在海岸沿岸與島嶼的原因。Davey 與 Gray 發現,60% 的綠藻群聚區域位於企鵝棲息地 5 公里以內;此外,綠藻也出現在海豹與海鷗的活動區域。

南極綠藻分布地圖。圖片來源:《自然通訊》期刊

南極綠藻增生,將對氣候產生什麼影響?

氣候暖化讓南極更多區域的夏季溫度超過 0 度,提供綠藻有利的生存環境。Davey 與 Gray 預期,氣候暖化會導致綠藻群聚地點減少,但總面積會擴大。

Davey 與 Gray 表示,南極半島區域的綠藻主要分布在三個區域:半島周遭小島、半島北部區域、南設得蘭群島。小島上的綠藻群聚處占所有群聚處的 62%,但它們的面積相對小,而隨著氣溫增加,島上的冰層將融化殆盡,綠藻無法取得液態水。至於半島北部與南設得蘭群島,雖然綠藻群聚點較少,但面積大得多,而且能夠從融冰取得更多水源,讓面積近一步擴大。

Davey 與 Gray 預期,南極的藻類數量將繼續成長。

綠藻增生會導致南極升溫還是降溫?綠藻會吸收二氧化碳,減緩當地的溫室效應;然而綠藻的反射率比冰雪低,會讓地表吸收更多的熱量。Davey 與 Gray 表示,目前仍無法了解綠藻增生對南極氣候的影響。

Davey 與 Gray 僅觀察綠藻的數量,若再加上紅藻,南極的藻類數量會比人類目前所知的還要多。科學家預期藻類將持續成長,這大量的藻類會如何影響南極氣候,是否會讓溫室效應惡化,融冰增加,沒有人說得準。目前能減緩全球暖化的方式就是節能減碳,採用更環保的交通工具或生產製程,並使用再生能源,別無他法。

參考資料來源:
1.《Nature Communications》:〈Remote sensing reveals Antarctic green snow algae as important terrestrial carbon sink
2.《Scientific American》:〈In Summer, Antarctic Snow Turns Green with Algae
3.《Science Daily》:〈Climate change will turn coastal Antarctica green, say scientists
(本文提供合作夥伴轉載。首圖來源:《自然通訊》期刊

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