北冰洋浮冰融化,全新海域或將誕生

北冰洋浮冰正在融化。數十年後,它們在夏季甚至可能徹底消失。而浮冰融化也意味著陽光可以透入原本不見天日的黑暗海域。這會給該地區所有的海洋生態系統帶來翻天覆地的變化,一片全新海洋或將隨之誕生。


一片全新海洋正在形成。這個看似不可能的事情在地球版圖的最北端——北冰洋——切切實實地發生了。該地區的衛星圖像證實,白色的北冰洋浮冰逐年被藍色大海所取代。而單單這一極端現象就足以體現全球氣候變暖的猛烈之勢。

2018年春天,美國國家冰雪數據中心(NSIDC)記錄的數據顯示,北冰洋海域的冰層不僅面積小且厚度也較薄。當時科學家便由此推測,到2018年9月之前,北冰洋將迎來規模創紀錄的大範圍浮冰融化。某種意義上來說,這是北冰洋浮冰退出歷史舞台的開始:多個氣候模型均預計,本世紀中葉,北冰洋浮冰到了夏季將幾乎全部融化。

上圖顯示了截至2019年2月5日的北極海冰範圍,以及前四年和歷史最低年份的每日冰範圍數據。


前所未有的光合作用

浮冰融化難免會令人聯想到北極熊或將就此滅絕……這無疑是殘酷的,然而,北冰洋浮冰融化的最重大影響卻體現在別處。因為這一巨變將會令一個冰下世界重見天日。過去,北冰洋海域被厚達數米的冰雪層覆蓋,在長達300萬年的時間裡都處於黑暗之中。

如今,一場生物學家密切關注的光革命正在到來:北冰洋海域浮冰融化,陽光得以透入,這裡的生態系統將會有怎樣的變化?這片從黑暗中誕生的全新海洋又會擁有怎樣的面貌?

2019年1月的北極海冰面積為1356萬平方公里

這片極地海域的海水表面會因陽光透入而受到紫外線輻射。如果深層海洋能為藻類和浮游植物提供充足的營養補給,這些生物就會在該海域大量繁殖。不過,「北冰洋海域表層需要保持足夠穩定,使細胞有充足時間吸收陽光進行光合作用」,挪威斯瓦爾巴大學生態學家厄於斯泰因·瓦爾普(?ystein Varpe)指出。

目前,美國和挪威的多個科研團隊都在嘗試對北冰洋海域的藻類及浮游生物繁殖進行模擬。同時,他們也在探尋未來北冰洋漁業資源最豐富的海域,而喀拉海和巴倫支海似乎最具潛力。

浮游生物

如果以上所說的條件均已齊備,那麼,作為有機物初級生產者的藻類和浮游植物勢必會大量繁殖,從而帶動整個食物鏈發生變化。「北冰洋部分海域應該會吸引並孕育更多的魚類、海洋哺乳動物和海鳥。」美國斯坦福大學生物學家凱文·阿里戈(Kevin Arrigo)預計。

事實也印證了這一點:已有部分物種開始享受這一紅利。「目前我們觀察到,極地局部海域的弓頭鯨不僅種群有所增加,且個體體型也在變大。」美國阿拉斯加大學助理教授唐娜·豪瑟(Donna Hauser)透露道。

北冰洋浮冰大規模融化前,水下透光甚少,藻類、浮游植物和浮遊動物①也不多,而擁有發達嗅覺的鱈魚②正是以這些浮游生物為食。垂直水流會帶動海底營養物質上浮③,與此同時,有機物沉至海底,成為貝類的食物,而貝類則是海象④的最愛。

當然,有得必有失。這些浮游生物大規模爆發或會給北冰洋食物網結構帶來深刻改變。 「在楚科奇海,生態系統的運作迄今都依託于海底:有機物緩慢下沉至貝殼和其他沉積生物聚集區,而這些生物本身是海象和髯海豹的主要食物。」華盛頓大學海洋學家凱特·斯塔福德(Kate Stafford)分析道,「目前,海洋環境的組織權將移交給淺水層區的魚群,它們以浮游生物為食。」

事實上,這片被陽光照亮的海域有望成為一個絕佳漁場。「掠食性魚類主要利用它們的視覺系統來定位獵物,現在它們會更加高效!」厄於斯泰因·瓦爾普斷言。也就是說,它們遠遠就能發現浮遊動物,也無需像北鱈那樣依賴嗅覺來定位獵物——北鱈的位置很可能就此被那些在北上至高緯度地區後盡享完美視野的大西洋鯡、鯖魚、毛鱗魚或鮭魚奪取,這些魚類能更好地看清它們偏愛的獵物。更不用說極晝期間的北冰洋24小時都有光照!

北鱈

「我們已經觀察到這些物種的入侵,甚至還有掠食性的磷蝦。」挪威特羅姆瑟大學海洋生物學家約恩·貝延(J?rgen Bergen)證實。這將帶來顯著的演化風險。「行跡最明顯的浮游生物將處於劣勢。」厄於斯泰因·瓦爾普預測道,「這會引發新的選擇壓力,更黯淡的色澤或者更小的體型將更具優勢。」

不僅如此,這片開放、明亮的全新海域還會迎來更為龐大的訪客……「鯨類需要游至海洋表面進行呼吸,這在過去厚重浮冰的阻擋下難以實現;而現在,它們可以更自如地穿梭於北冰洋海域。」厄於斯泰因·瓦爾普舉例道。


大西洋與太平洋的交匯

還有一些跡象也值得注意。「鑒於北冰洋冬季浮冰形成推遲,越來越多的鯨類延長了它們在北冰洋海域度夏的時間。」唐娜·豪瑟透露。相較於1990年代末期,楚科奇海的白鯨冬季遷徙時間足足推遲了2至4周。

另一個引人注意的變化:2010年8月,美國研究人員通過觀測衛星圖像發現,兩頭弓頭鯨長時間逗留在鯨類通常不可能進入的加拿大極北部。

更驚人的是,它們一頭來自格陵蘭島,另一頭來自美國的阿拉斯加——這沒準是長久以來被浮冰隔絕的弓頭鯨大西洋種群和太平洋種群之間的首次接觸!「最近這10年來,我們已在大西洋和地中海海域觀察到了兩頭原產北太平洋的灰鯨。」凱特·斯塔福德補充道。

或許,北冰洋將成為一個前所未有的聯結大西洋和太平洋的生物通道與物種交匯的熔爐。這是一幅多麼美好的畫面!只不過,北冰洋的冰雪消融也會使最恐怖的海洋捕食者虎鯨有更大的生存空間。

目前,位居北冰洋食物鏈頂端的虎鯨已然對該海域的生態系統造成干擾,影響著那些在虎鯨威脅下聞風喪膽的海洋哺乳動物的行為。例如加拿大的一項新近研究表明,迫於虎鯨的壓力,一角鯨如今有向海岸靠近的趨勢。

「開放的北冰洋將是一個全然不同的系統。」約恩·貝延感嘆道。一個更明亮、更溫暖、更富生機,或許也更危險的新世界……

撰文 Vincent Nouyrigat

編譯 張文慧

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