
【编者按】在地球最寒冷的南极洲,深藏于海底的泥层正默默记录着鲸群五百年的兴衰史。如今,这些珍贵的沉积样本跨越万里,抵达了世界最炎热的地区之一——沙特阿拉伯。科学家们试图从这些泥层中提取鲸的DNA,揭开一个震撼的生态谜题:庞大的鲸群如何成为地球的“碳捕手”?它们遨游深海、滋养浮游植物的生命循环,或许正是海洋固碳的关键。这项研究不仅关乎南极,更将启示全球海洋保护——包括拥有座头鲸和儒艮的阿拉伯湾。当人类活动不断改变地球面貌时,这些深埋海底的“时间胶囊”,或许正藏着应对气候危机的自然密码。
来自地球最寒冷之地的海底样本,如今正在世界最炎热的地区之一接受研究。
在沙特阿拉伯,科学家们正在检测来自南极洲海底的层层淤泥,以确定鲸鱼种群在过去500年间如何繁盛与衰退。
尽管19世纪因捕猎导致鲸鱼几近灭绝已是众所周知,但阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的科学家们希望证明,在此之前健康的鲸鱼种群曾有助于保护大气层免受碳的影响。
这些样本于去年九月下旬抵达沙特阿拉伯,它们是由海洋科学家卡洛斯·普雷克勒博士在南极半岛进行实地考察时提取的。
科学家认为,鲸鱼在其一生中,通过摄食磷虾以及喜爱潜入深海再游回水面的习性,刺激了海洋生态系统,这有助于将营养物质带到上层水域。
漂浮的鲸鱼粪便也在海面产生了浮游植物。当阳光穿透海水,这些浮游植物进行光合作用,并从大气中吸收碳。
当鲸鱼死亡后,它们含有碳的分解躯体痕迹会随着淤泥层的形成留存于海底。它们帮助产生的浮游植物(磷虾以此为食)最终也会下沉。这些碳随后被封存起来,这种现象被称为碳封存,防止了碳被释放到大气中。
“第一步将是从沉积物样本中提取DNA,”普雷克勒博士告诉《国民报》。“主要目标是检测和量化沉积物中的鲸鱼DNA,确定沉积层的年代,并估算过去海洋的初级生产力。这些分析将帮助我们评估鲸鱼对碳循环的贡献,”他说。
普雷克勒博士和博士生迭戈·里维拉曾加入西班牙研究船BIO Hespérides上的“挑战-2”项目,沿着南极半岛进行了广泛的采样和数据分析。
科学家们认为,海底捕获碳的能力或可用于减少全球二氧化碳排放,其减排量可达将全球温升控制在1.5摄氏度所需减排量的6%。但他们需要证明这一点。
“海洋的碳封存作用很难证实。它主要基于模型和计算,而这并非真正坚实的基础。我们需要经验证据,”领导KAUST该项目的获奖海洋生态学家卡洛斯·杜阿尔特教授说。
通过分析去年春天从南极半岛提取的泥芯中的碳和DNA,科学家们希望证明,健康的鲸鱼种群会带来更多样化的海洋生物和更好的碳储存能力。
“我们将能够看到南极洲是否存在确凿证据——我相信是存在的,”他告诉《国民报》。
该项目是“康维克斯海景调查”的一部分,这是一项由埃克塞特大学和蓝色海洋基金会领导的国际合作,旨在详细研究如何利用浅海储存碳。
杜阿尔特教授所在的KAUST因其DNA测序技术和沉积物分析专长而被选中。“我们提出的问题是,鲸鱼在维持海洋固碳能力方面扮演着什么角色?”他说。
在KAUST团队为期四周的南极考察之后,提取的泥芯花了几个月时间才运抵沙特阿拉伯。
用肉眼观察,将在KAUST分析的这些泥样并无特别之处。但它们却包含了南大洋的详细历史。
每个泥芯都从海底提取了一米深的淤泥。在考察期间,这些泥芯被分割成每个仅几厘米的小样本,封装在试管和袋子中。
这些微小的沉积物样本蕴含着大量信息。对淤泥环境DNA(e-DNA)的分析有助于量化生活在海洋中的数以万计的物种。
仅仅2厘米厚的淤泥就能捕捉到当年生活在那里的动物和植被的年度信息。随后,同样的样本将被送往澳大利亚的合作大学,以分析同位素并确定其年代。
这些发现将与阿拉伯湾相关,那里生活着少量座头鲸,并且正在进行保护珊瑚礁、红树林和另一种海洋哺乳动物——儒艮的努力。
那里的海水较浅,快速的城市发展意味着如果管理不当,碳有释放到大气中的风险。杜阿尔特教授表示,为石油开采划定的禁区意味着海湾部分地区可能转变为保护区。
“海湾的工业活动——非但没有破坏环境——反而保护了它免受生物资源的大规模开发,因为许多进行油气作业的区域都限制了进入,”他说。“其结果就是,阿拉伯湾拥有世界上独一无二的、尚未开发的保护价值。”
自杜阿尔特教授近30年前(1996年)最后一次南极考察以来,南极洲发生了巨大变化。他说,前往该大陆的旅游活动增加了,这对曾经“原始的生态系统”产生了影响。
他补充说,气候变化的影响是显而易见的。“被冰覆盖的区域正在退缩。我们看到植物覆盖面积大大增加。一些入侵物种,包括昆虫,能够在当地立足,”他说。




