排碳還是吸碳多?南極是全球暖化的救星?

排碳還是吸碳多?南極是全球暖化的救星?

 

 

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人們一直認為南極是全球暖化的救星,因為南冰洋能吸收4成的人類排碳。但最新研究發現南冰洋在一吸一排之間,至多只是「碳中和」。南極到底是不是地球救星?

今年地球日前上映的紀錄片《企鵝》(Penguin)中,名為史蒂芬的主角阿德利企鵝,在南極崎嶇的大地,尋找羅曼史跟父子情的萌樣,以及充滿內心戲的配音,打動了很多大、小朋友的心。

為了拍攝這部片子,迪士尼團隊結集了極地專家,在南極跟拍超過3年,還下海捕捉水底畫面。

無論是在他們拍攝南極美景、還是觀眾坐在戲院裡倍感震撼的同時,南冰洋也熱鬧著!海面上有無人駕駛船經過,往水裡安置感測器,拍攝照片、探測風速、浪高、空氣的變化。海面下有7台水下無人機,在探測冰棚和潮汐,記錄融冰狀況。這是去年剛過世的微軟共同創辦人艾倫(Paul Allen),贊助西雅圖華盛頓大學近200萬美元(約6000萬台幣)的大研究案。再往下,英國還在海底佈了好幾公里的設備,加上海洋機器人潛水器和環境感測器,要了解海水裡的生物、養分、氧和二氧化碳的變化。

不過,這些都不是只為了史蒂芬的幸福,而是為了全人類的未來。因為南極藏著對抗地球暖化的秘密!

南冰洋吸收4成人類造成的排碳量

長久以來,科學家冀望南極的南冰洋能夠吸納人類製造的二氧化碳。《科學新聞》(Science News)報導,每年南冰洋默默吞下人們創造出的4成排碳量(包括燃燒化石燃料、發電、通勤等),也是對抗氣候變遷、延緩地球升溫的大本營。

但南極大陸不也面臨了冰層融化、還有臭氧層破洞的危機,為什麼會變成二氧化碳的終結站?

科學家發現,在海水對流中,當潮汐把南冰洋表層海水往下拉時,會把碳一起往下帶,並且跟大氣層隔離。他們運用特殊裝置取得海洋深層水,藉著分析水中的碳同位素、化學變化,來猜測水的年齡。任何比工業革命、或150~200年前更年輕的水,就可能含有燃煤電廠、或人類產生的其他二氧化碳。兩相比較,就可以研究南冰洋吸碳的狀況。

陳年老碳靠著對流被釋放到大氣中

不過,更新的發現卻讓人們的期待落空了。因為,研究指出更接近海底的深層海水,不含人類產生、卻有來自大自然的碳,例如浮游生物等有機體的屍首。當深層水在對流時被帶往海平面時,也把陳年老碳釋放到大氣中。

「通常這些水已經不見天日幾百年了,」科羅拉多大學波德分校的海洋學家羅文德斯基(Nicole Lovenduski)在《海洋科學年度評論》(Annual Review of Marine Science)發表的論文中指出。

這股勢力有多大,究竟南冰洋是吸碳多、還是排碳多,至關重要。羅文德斯基等人發現,不同海域的答案並不相同。不過,根據電腦模擬,在1930年左右,大氣層中的二氧化碳實在太高,高到南冰洋被迫吸收這些溫室氣體。加上其他研究的整理,從那時起到2000年左右,南冰洋吸碳比排碳多,為人們點亮一盞希望。

可惜的是,這方面研究不多,而且多半倚賴國家或非營利機構資助,企業的興趣不大,所以相關研究一直走走停停,也很難擴及完整的南極範圍,不易看到全貌。

一直到2014年,由美國國家科學基金會資助與統籌多方進行的「南冰洋碳和氣候觀測與模擬」(Southern Ocean Carbone and Climate Observation and Modeling, SOCCOM)研究,廣泛撒下200個1.3公尺長的黃色圓筒,包括「偏遠地區」,四處蒐集包括水溫、鹽度、含氧量、酸鹼值等數據,分析二氧化碳的含量,以及海裡的碳如何流動。結果發現,從2014到2017年,南冰洋在冬天其實排出了超乎想像的碳到大氣中。過去科學家們沒有在冬天這樣完整研究過。

一吸一排其實幾乎「碳中和」

科學家曾以為南冰洋1年可以吸收10億噸、相當於人類排放量一半的碳。SOCCOM卻發現,南冰洋在一吸一排之間,其實幾乎「碳中和」,不若人們想像樂觀。

羅文德斯基等人持續用電腦建模型,看看是不是因為這些水流遇到海底的山脈或突出地形,因此很快回彈到海面,也把碳帶出水面;或是流向不均勻,以及冬天跟夏天、不同的研究與地域間,究竟有什麼不同。然而,南冰洋有地球上最湍急的水流,使得蒐集各種數據非常困難,更遑論不平靜的天候、風暴,再再考驗這些研究,仰賴全人類的合作。

「沒有一個平台可以好好衡量所有的東西,」海洋學家沙頓(Adrienne Sutton)在美國國家海洋大氣管理局的太平洋環境實驗室研究,期待正在南冰洋旅行的無人船,能夠蒐集到更多人們無法取得的資料。儘管這2艘從紐西蘭出發的無人船,已經有一艘被惡水破壞,另一艘正在跟高達3層樓高的巨浪作戰。

英國的「南極再礦化深度碳吸收與季節特性」(Carbon Uptake and Seasonal Traits in Antarctic Remineralization Depth)計劃,則希望能了解南冰洋如何吸收與儲存碳,以及浮游生物的生命與季節循環,對碳的流動與影響,希望找出讓南冰洋留住碳的秘密。

這些都只是開始,因為就算南冰洋能夠成為碳的儲存槽,大量的碳也會導致海水酸化,又會回過頭影響生態,產生目前難以想像的效應。

羅文德斯基的同僚藍述哲(N. Gruber, P. Landschützer)樂觀表示,至少我們目前確認南冰洋為我們承擔、吸收了人類自己產生的碳。雖然不知道有多少,但它的確一直、而且會持續幫我們!