海藻与地球的冷却

海藻与地球的冷却

每逢盛夏，阳光明媚，正是海藻扬眉吐气的季节。人们对藻类在1989年从波罗的海刮到南方来的滚滚有毒“红潮”现象有成见。最新研究显示，海藻在调节地球气候中发挥着极其重要而微妙的作用。藻类还能维持环境中稳定的硫含量，促进云的形成，那么，能否利用海藻来抑制全球变暖呢？

海藻如何操纵云的形成，对预测地球如何变暖看来是至关重要的一环，气候学家告诉我们，云是辐射热的重要调节器。云既能反射从太阳表面射来的短波辐射，也能吸收和重新放射出从地球表面射来的长波辐射，云层中水蒸气的凝结和冰的融化可谓大气基本能量的一台“平衡秤”。云层与气候变化的关系的实验模拟表明云层很大程度上影响全球变暖过程，进而降低地球变暖速度，证据表明藻类对这一过程担负着重任。

过去许多人疑惑，为什么海洋空气具有清新爽快的滋味？原来是一种称为甲硫醚的化学物质所赋予的。现又发现，正是这种奇妙的物质充当了海藻与气候之间关系纽带的角色。通常当藻类死亡或被浮游生物所擦伤时便会向大海中释放一种物质，这种物质经分解形成甲硫醚，其中10%进入大气。

硫是地球上重要的元素，过去大都认定甲硫醚是从陆地上冲刷到海洋而完成其循环途径的，其实，甲硫醚的影响远远超出了其在循环中的作用，其在大气中起反应可生成三种化合物：二氧化硫、硫酸酯和甲磺酸。水蒸气则在含有硫酸酯和甲磺酸的大气微粒上发生聚集，这样便形成了云。据估计整个地球表面50%的云由此而形成的。

自然界中硫的转移主要有人类活动和藻类两大动力，估计人类生产和生活中转移的硫量每年约8000万吨，海藻则每年将2000万～5000万吨从海洋转移到大气中。特别是温带海洋中的藻类在每年的春夏两季最为忙碌，转移达最高峰，其中一种称为棕囊藻的海藻唱主角，正是这种藻每年筑起“海上长城”———海绵长堤。东英格兰大的科学家曾对北海海面的甲硫醚浓度进行了9个月的跟踪测定，发现夏季浓度高达冬季浓度的100倍。此外，不同海域的甲硫醚浓度差异显著，通常富含养分的大陆架比贫瘠空旷的洋体海藻量多，因而甲硫醚也丰富。研究还发现，由于温室效应变暖而使热的海域促进藻类生长，进而导致更多地形成甲硫醚，当然会产生更多的云层，无疑会使更多的太阳能被反射，最终降低地球的气温。如此看来，藻类可谓一座巨大的调节全球气温的“恒温器”。

澳大利亚科学家比格等通过直接测定南极地带远洋中甲硫醚的浓度，证实了恒温器理论。他们发现，进入大气中的大量甲硫醚根本就没有到达大陆，而是伴随降雨又返回海洋。而且甲硫醚一旦进入大气，便迅速与活性羟基或硝酸根作用，硝酸根是在阳光、水蒸气、臭氧和氮氧化物相互作用形成的，于是便形成两个结果：如果其失去氢原子，甲硫醚最终生成二氧化硫和硫酸酯悬浮微粒；如果其获得羟基，最终生成甲磺酸。

既然海藻能促进地球冷却，很自然人们会设法促进海藻的繁衍生长，迄今已发现了一种行之有效的简单方法：向海洋施铁肥。研究发现，海藻在许多海域的生长中并不仅仅受限于氮和磷等一般营养的缺乏，特别还受缺铁的影响。通常铁元素需经大陆刮起尘土才能到达遥远的海洋，这就是为什么较远的海洋如南冰洋，水中虽然富含氮和磷而生物活性却不高的道理。海洋学家马丁曾在莫斯兰丁海域进行了五年研究，当把铁元素加入富含养分的区域后，海藻的生物活性竟猛增10倍之多。由此马丁断言，只要把铁加入那些富含营养但却生物活性低的海域，便可降低全球变暖进程。因为藻类产量愈高，进入大气中过量的碳便会被固定愈多，如同陆地上种树的作用一样。随后，科学家在太平洋加拉怕群岛附近约一万平方公里海域进行施肥研究，查看藻类体积和分布变化、监测CO₂和甲硫醚气体的释放和吸收情况。他们希望这项研究有助于预测海藻对气候变暖究竟起多大作用。现在问题在于，补铁是否有利于三种主要海藻：硅藻、颗石鞭毛藻和棕囊藻的生长。因为硅藻能固定碳，却产生的甲硫醚少；颗石鞭毛藻能产生大量甲硫醚却释放CO₂；只有棕囊藻最理想，不但吸收碳，而且产生大量的甲硫醚。以此为基础的计算机模型表明，促进藻类生长每年可减少大气中约20亿吨CO₂，与人类活动每年释放的50亿吨相差甚远，为此，海洋生物学家试图寻找更优良的藻种，如获突破，海藻便有望成为真正的“地球恒温器”。

所有这些，都只是人类向气候挑战迈出的第一步，或许有些方法会遭受非议，尽管如此，这些探索和尝试总是很必要的。其实问题很明显：面对威胁，人类从未消极被动过，那么现在面临这样一种威胁，人类能否一如既往呢？人类的行动已经说明，人类会迎接任何挑战的。