南極再次出現「西瓜雪」,雪為什麼會呈現紅色?人類真的該警惕了

2021年02月28日19:24:12 科學 1161

南極是一個幾乎全部被冰雪覆蓋的大陸,皚皚白雪、巨大冰川、極低的氣溫、猛烈的大風以及可愛的企鵝,一直以來都是南極的標配。然而,從去年開始,南極部分地區的雪,卻不走尋常路,變成了西瓜汁那樣的紅色,當時在網上引發了許多人的關注。就在前幾天,又有報道說南極的雪又「變色」了。這到底是怎麼回事呢?

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雪的紅色是怎麼來的?

據科學家們研究表明,這些紅色的來源並非是由於雪本身的顏色發生了改變,而是來自於一種生物-極地雪藻

在南極的冰雪中,基本上都含有這種藻類生物,只是在區域上的分佈不均衡而已。這種雪藻非常適宜生活在南極洲這樣寒冷的地區,當溫度特別低時,極地雪藻會處於休眠狀態,對外則不表現出什麼特殊的顏色,而當溫度升溫到一定幅度以後,它們就會從休眠狀態中「蘇醒」過來。

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極地雪藻在「蘇醒」之後,通過光合作用,會合成類胡蘿蔔素的物質,類胡蘿蔔素中含有色素,在不同的光照條件下,會呈現出紅色、橙色或者黃色等不同的顏色。當南極部分區域升溫幅度過大,同時陽光照射充足,雪藻種群的生長繁殖獲得充沛的條件時,就會使這部分區域的冰雪呈現出紅、橙、黃這樣的色系組合,看上去就像「西瓜汁」倒在雪地上一樣。

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為什麼近年來紅色出現的頻率增加了?

其實,南極的「西瓜雪」並不是近年來才出現的自然現象,在很久以前就出現並有過記載。比如在公元前4世紀,古希臘哲學家亞里士多德在《自然諸短篇》中,就曾經描寫過這一現象。與此同時,南極洲的冰雪中還存在着其它一些種類的藻類,這些藻類在生理活動過程中會呈現出其它的顏色,比如綠色、黑色等,因此,南極洲不光有「西瓜雪」,在有些區域也會出現「綠雪」、「黑雪」等特殊現象。

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不光是南極,像北極、高山冰川區等低溫區域,有時也會出現這樣因不同藻類「復蘇」所形成的「彩雪」,形成的原因就是在短時間內,原本很低的氣溫一下子攀升很多,達到了藻類生長繁殖的條件,這是一種正常的自然現象,只不過一般情況下這些藻類不可能這麼大規模地繁殖而已,當局部藻類種群的數量達不到一定的規模,則冰雪所反射出來的顏色沒有那麼明顯,不被人們所注意而已。

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從極地雪藻的生長所需要的條件來看,氣溫的突然攀升是一個重要原因,當然還有其它幾個重要因素,一個是光照,沒有光合作用,藻類是合成不了像類胡蘿蔔素等這樣有特徵顏色的物質。另外一個就是需要有營養物質,藻類也屬於植物,除了陽光以外,也需要從環境中攝入一定量的無機鹽等養分。因此,極地雪藻的爆發,需要氣溫攀升、適宜的光照以及必要的營養物質輸入,這幾個方面的條件缺一不可。

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從極地雪藻近年來呈規律性地爆發趨勢可以看出,一方面南極的確是在升溫,也就是說其平均氣溫在呈上升趨勢。從南極洲的相關監測點多年來的監測數據看,南極地區平均氣溫的上升幅度,要比全球平均水平還要高,特別是春季和夏季,同比上升的幅度更為明顯。

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另一方面,隨着人類活動的影響,特別是人類對自然資源以及能源的利用強度始終居高不下,排放到環境中的一些有機物和無機物顆粒濃度呈現上升趨勢,這些顆粒物隨着大氣環流、洋流等遷移到了南極洲,為極地雪藻和其它藻類的生長繁殖提供了充沛的營養來源,為藻類的爆發創造了更為有利的環境。

南極洲藻類的爆發會帶來什麼樣的影響?

南極和北極雖然都處於非常高的緯度,但是由於南極大陸表面覆蓋了厚厚的冰雪,對太陽輻射的反射非常強烈,50%-80%的太陽輻射都被冰雪反射回去了,這是南極氣溫普遍要比北極低的一個重要原因。但是,當雪地裏面的藻類數量較多時,這種反射效率就會明顯下降,據初步估算,極地雪藻的存在,將使得冰雪對太陽輻射的反射率降低13%-20%。

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對陽光反射率的降低,也就代表着冰雪吸收太陽輻射的能力在提升,從而提高了冰雪融化的速率。因此,從某種意義上來說,「西瓜雪」的頻繁出現,雖然不是什麼污染問題,但對於南極冰蓋卻不是什麼好現象,意味着在周期性的氣溫升高時段內,冰蓋的融化速度會明顯加快,極有可能成為全球變暖大背景下,加速南極冰蓋融化甚至局部永遠消失的幕後推手之一。

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與此同時,南極冰雪的加速融化,將會給棲息在這裡的各種生物產生連帶影響,比如,南極磷蝦的活動範圍進一步壓縮,不斷向南極大陸靠近,那些以磷蝦為主要食物的動物(海豹、藍鯨等)的活動區域隨之發生改變,一些個體因獲取不了足夠的食物而消瘦甚至死亡,進而影響着一連串的生態系統穩定性。另外,南極冰雪的加速融化,也會造成更為劇烈的海平面上升問題,一些沿海的區域會受到海水入侵的威脅,海洋洋流以及大氣環流也會發生改變,從而影響着全球性的氣候穩定性,繼而在其它區域造成不同程度的極端氣候災難。

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綜上分析,雖然南極「西瓜雪」自古就有,但是進入工業革命特別是近幾十年來,人類對自然環境的影響程度越來越高,在人類活動的直接和間接影響下,「西瓜雪」的產生頻率明顯提升,成為了一個全球氣候變暖的標誌性事件,這無疑為我們敲響了警鐘。

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