
別小看一坨屎! 企鵝糞為地球降溫 將輻射反射回太空?
最新科學研究揭示了一個驚人的自然循環:企鵝的糞便,這種看似微不足道的廢物,竟是形成雲層、反射陽光、為南極局部地區降溫的關鍵推手。
南極洲的暖化警訊
長久以來,南極洲以其酷寒、純白和與世隔絕的形象存於世人心中。然而,這片冰雪覆蓋的淨土並非氣候變遷的避風港。事實上,全球暖化正以驚人的速度侵蝕著這片大陸,特別是其西部的南極半島,已成為地球上暖化速度最快的地區之一。
過去數十年,科學家觀測到南極半島的平均氣溫顯著上升,導致巨大的冰棚——如拉森A、B、C冰棚——接連崩解或變得不穩定。這些冰棚如同水壩,阻擋著內陸冰川滑入海洋。一旦它們消失,冰川將加速流失,直接導致全球海平面上升,威脅全球數億沿海居民的家園。
暖化不僅改變了南極的物理地貌,更衝擊著其脆弱的生態系統。
意想不到的降溫盟友:企鵝糞便
在這一片令人憂心的背景下,芬蘭赫爾辛基大學大氣科學家馬修·博耶(Matthew Boyer)及其團隊帶來了一線曙光。他們的研究焦點,並非宏大的氣候模型,而是南極洲最常見的居民——阿德利企鵝的糞便。
研究團隊在南極洲馬蘭比奧站(Marambio station)附近的企鵝繁殖地進行了實地觀測。這些地方通常被厚厚的企鵝糞(又稱鳥糞石,Guano)所覆蓋,散發著濃烈的氣味。科學家們早已知道,大氣中的氨氣(Ammonia, NH₃)是形成氣膠(aerosol)的關鍵化學物質,而這些微小的懸浮粒子,正是水氣凝結成雲滴的核心,即「雲凝結核」(Cloud Condensation Nuclei)。
博耶的團隊假設,企鵝糞便可能會釋放出大量的氨氣。在2023年1月至3月的觀測期間,他們驚訝地發現,企鵝繁殖地下風處的氨氣濃度,竟比南極洲其他地區高出整整1000倍。這股強烈的「糞便氣體」,正深刻地改變著當地的大氣化學。
糞便成雲的科學原理
企鵝糞便的降溫魔法,背後是一套精密的生物地球化學反應鏈。
首先,企鵝以富含蛋白質的磷蝦和魚類為食,其排泄物中含有大量的尿素。當這些糞便堆積在土壤上,微生物會迅速將其分解,釋放出高濃度的氨氣。這是一種鹼性氣體。
與此同時,廣闊的南大洋中的浮游植物,會釋放出硫化氣體(如二甲基硫)。這些氣體在大氣中會轉化為硫酸等酸性物質。
來自企鵝糞便的鹼性氨氣,與來自海洋的酸性硫化氣體相遇,兩者迅速中和,並凝聚成微小的固體顆粒——硫酸銨氣膠。研究發現,這個過程使新氣膠顆粒的形成速率增加了30倍。更令人震驚的是,當企鵝糞便中另一種氣體「二甲胺」也參與反應時,氣膠的形成速率更是飆升了1萬倍。
這些暴增的氣膠顆粒,成為了完美的雲凝結核。它們在大氣中漂浮,讓水蒸氣有了依附的核心,從而生成數量更多、體積更小、密度更高的雲滴。這種雲層比普通雲層更潔白、更明亮,能像一面巨大的鏡子,將更多的太陽輻射反射回太空,從而有效降低下方地表和海面的溫度。
大自然中的「廢物」奇蹟
放眼全球,動物的「廢物」往往是生態系統中不可或倫的寶貴資源。
1.鯨魚的「海洋泵」:巨型鯨魚(如藍鯨、座頭鯨)的糞便富含鐵和氮。牠們在深海覓食,浮上水面排泄,如同一個巨大的「施肥泵」,將深海的營養物質帶到陽光普照的表層,滋養了作為海洋食物鏈基礎的浮游植物。這些浮游植物不僅養活了整個海洋生態,每年更吸收大量的二氧化碳,其貢獻堪比全球的森林。
2.大象的「森林園丁」:大象的糞便是熱帶草原和森林的「超級播種機」。許多植物的種子需要經過大象消化道的「處理」才能發芽。一頭大象每天能排泄數十公斤的糞便,將種子散播到數公里之外,並附贈一堆高效的有機肥料,確保了森林的更新與多樣性。
3.袋熊的「立方體界碑」:澳洲的袋熊以其獨特的立方體形狀糞便聞名。牠們會將這些方形的「便便」堆疊在石頭或原木上,作為標示領地的界碑。這種特殊的形狀使其不易滾動,成為一種高效的視覺和嗅覺信號。
保護南極的企鵝棲息地,不僅僅是為了這些可愛的生物,更是為了維護一個天然的、能夠減緩氣候變遷影響的生物機制。當我們破壞一個棲息地、導致一個物種滅絕時,我們失去的可能不僅僅是生物多樣性,還有地球億萬年來演化出的、維持自身穩定的寶貴能力。
Text by BusinessFocus Editorial
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