如何通過海床的泥土揭示南極海的秘密

2025年08月20日上午03:00

為什麼有人會冒著刺骨寒冷、冰風和洶湧海浪——有時甚至通宵工作——去挖掘南極海床上的泥土？

今年早些時候，一支由特別勇敢的國際研究人員組成的團隊在偏遠的南極半島（Antarctic Peninsula）展開這項任務，目的是揭示數百年來有關南極海（南冰洋）的科學祕密。

世界各地的科學家現在將分享並分析這些珍貴的泥土樣本，以研究人類活動——包括一個世紀的工業捕鯨——如何影響南極洲以及我們的整個星球。

這項研究是全球努力的一部分，旨在理解海洋與氣候之間的關係。

海洋生命的歷史

研究人員使用一種特殊的鑽芯工具——有點像巨大的蘋果挖核器——連接在研究船上，在深達500米的海底進行鑽探。

他們從半島周圍的多個地點收集了超過40根長長的海底沉積物岩芯（core）。

這裡是南極洲海洋生物最豐富的棲息地之一，也是漁業、旅遊業的重點區域——在1980年代實施禁令之前，這裡還是工業捕鯨的熱點。

收集沉積物可以提供關於過去的洞察和線索，「就像一本歷史書」，來自巴塞羅那大學的首席研究員伊莉森達·巴列斯特博士（Dr Elisenda Balleste）解釋道。

她說：「現在海洋中生活著什麼、過去生活著什麼，以及人類活動的證據」都記錄在一層層沉積物中，跨越數百年。

透過保存和測定這些層次的年代，並分析其中的內容，研究人員可以建立南極海洋生命的歷史圖像。

岩芯一旦被運上船，就會被冷凍並運送到巴塞羅那和巴列斯特博士的實驗室。

從那裡，這些南極泥土的樣本將被送往世界各地的多所學術機構。

科學家將掃描並測定沉積層的年代，分析其中含有的微生物生命，測量污染程度，並計算泥土中埋藏了多少碳。

這是「Convex海洋調查」（Convex Seascape Survey）任務的一部分，該項目由全球的多所大學和研究機構合作進行，旨在更好地理解海洋與氣候之間的聯繫。

來自英國南極調查局（British Antarctic Survey）的海洋學家克萊爾·艾倫（Claire Allen）表示，像這樣的岩芯非常有價值。她研究南極的歷史已有20多年。

「1950年之前——在對南極還沒有任何監測能力之前——沉積岩芯和冰芯是我們唯一能夠洞察氣候或物理性質變化的途徑。」她說。

新收集的樣本正在被儲存以進行DNA分析，必須保持在足夠低的溫度下以停止所有生物進程。

巴列斯特博士從儲存樣本的工業級冷凍庫中短暫地取出樣本向我們展示。

她解釋道：「它們被保存在零下80度，以防止降解。」

這些海床的小片段——在能保存遺傳物質的低溫下被凍結——將用於所謂的環境DNA分析（environmental DNA analysis）。

這是一個近年來迅速發展的科學領域。它使研究人員能夠從水、土壤甚至空氣中提取遺傳信息，就像環境中留下的生命指紋。

來自沙特阿拉伯阿卜杜拉國王大學（King Abdullah University）的卡洛斯·普雷克勒博士（Dr Carlos Preckler）負責這部分研究，他將嘗試測量近一個世紀的南極工業捕鯨如何影響海洋和大氣。

當以二氧化碳形式釋放到大氣中時，碳就像毯子一樣使地球變暖。

因此，當世界努力減少這些排放時，任何能吸收並鎖住大量碳的過程都可能有助於抑制全球暖化。

「我們知道鯨體內含有大量碳，因為它們是巨大的動物。」普雷克勒博士說。

他和同事們想知道的是，當鯨死亡時，有多少碳被埋藏在海底——並與大氣隔離。

普雷克勒博士解釋道：「我們可以測量鯨的DNA和沉積物中的碳。」

「這樣我們就可以測量在工業捕鯨幾乎消滅南極海鯨魚之前發生了什麼。」他補充說。

研究人員表示，這將提供一個衡量標準，說明鯨——僅僅是因為它們的存在、龐大的體型和自然生命週期——從大氣中移除了多少碳，並在對抗氣候變化中發揮了多大的作用。

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