南极再次出现“西瓜雪”,雪为什么会呈现红色?人类真的该警惕了
据科学家们研究表明,这些红色的来源并非是由于雪本身的颜色发生了改变,而是来自于一种生物-极地雪藻。
在南极的冰雪中,基本上都含有这种藻类生物,只是在区域上的分布不均衡而已。这种雪藻非常适宜生活在南极洲这样寒冷的地区,当温度特别低时,极地雪藻会处于休眠状态,对外则不表现出什么特殊的颜色,而当温度升温到一定幅度以后,它们就会从休眠状态中“苏醒”过来。
极地雪藻在“苏醒”之后,通过光合作用,会合成类胡萝卜素的物质,类胡萝卜素中含有色素,在不同的光照条件下,会呈现出红色、橙色或者黄色等不同的颜色。当南极部分区域升温幅度过大,同时阳光照射充足,雪藻种群的生长繁殖获得充沛的条件时,就会使这部分区域的冰雪呈现出红、橙、黄这样的色系组合,看上去就像“西瓜汁”倒在雪地上一样。
其实,南极的“西瓜雪”并不是近年来才出现的自然现象,在很久以前就出现并有过记载。比如在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德在《自然诸短篇》中,就曾经描写过这一现象。与此同时,南极洲的冰雪中还存在着其它一些种类的藻类,这些藻类在生理活动过程中会呈现出其它的颜色,比如绿色、黑色等,因此,南极洲不光有“西瓜雪”,在有些区域也会出现“绿雪”、“黑雪”等特殊现象。
不光是南极,像北极、高山冰川区等低温区域,有时也会出现这样因不同藻类“复苏”所形成的“彩雪”,形成的原因就是在短时间内,原本很低的气温一下子攀升很多,达到了藻类生长繁殖的条件,这是一种正常的自然现象,只不过一般情况下这些藻类不可能这么大规模地繁殖而已,当局部藻类种群的数量达不到一定的规模,则冰雪所反射出来的颜色没有那么明显,不被人们所注意而已。
从极地雪藻的生长所需要的条件来看,气温的突然攀升是一个重要原因,当然还有其它几个重要因素,一个是光照,没有光合作用,藻类是合成不了像类胡萝卜素等这样有特征颜色的物质。另外一个就是需要有营养物质,藻类也属于植物,除了阳光以外,也需要从环境中摄入一定量的无机盐等养分。因此,极地雪藻的爆发,需要气温攀升、适宜的光照以及必要的营养物质输入,这几个方面的条件缺一不可。
从极地雪藻近年来呈规律性地爆发趋势可以看出,一方面南极的确是在升温,也就是说其平均气温在呈上升趋势。从南极洲的相关监测点多年来的监测数据看,南极地区平均气温的上升幅度,要比全球平均水平还要高,特别是春季和夏季,同比上升的幅度更为明显。
另一方面,随着人类活动的影响,特别是人类对自然资源以及能源的利用强度始终居高不下,排放到环境中的一些有机物和无机物颗粒浓度呈现上升趋势,这些颗粒物随着大气环流、洋流等迁移到了南极洲,为极地雪藻和其它藻类的生长繁殖提供了充沛的营养来源,为藻类的爆发创造了更为有利的环境。
南极和北极虽然都处于非常高的纬度,但是由于南极大陆表面覆盖了厚厚的冰雪,对太阳辐射的反射非常强烈,50%-80%的太阳辐射都被冰雪反射回去了,这是南极气温普遍要比北极低的一个重要原因。但是,当雪地里面的藻类数量较多时,这种反射效率就会明显下降,据初步估算,极地雪藻的存在,将使得冰雪对太阳辐射的反射率降低13%-20%。
对阳光反射率的降低,也就代表着冰雪吸收太阳辐射的能力在提升,从而提高了冰雪融化的速率。因此,从某种意义上来说,“西瓜雪”的频繁出现,虽然不是什么污染问题,但对于南极冰盖却不是什么好现象,意味着在周期性的气温升高时段内,冰盖的融化速度会明显加快,极有可能成为全球变暖大背景下,加速南极冰盖融化甚至局部永远消失的幕后推手之一。
与此同时,南极冰雪的加速融化,将会给栖息在这里的各种生物产生连带影响,比如,南极磷虾的活动范围进一步压缩,不断向南极大陆靠近,那些以磷虾为主要食物的动物(海豹、蓝鲸等)的活动区域随之发生改变,一些个体因获取不了足够的食物而消瘦甚至死亡,进而影响着一连串的生态系统稳定性。另外,南极冰雪的加速融化,也会造成更为剧烈的海平面上升问题,一些沿海的区域会受到海水入侵的威胁,海洋洋流以及大气环流也会发生改变,从而影响着全球性的气候稳定性,继而在其它区域造成不同程度的极端气候灾难。
综上分析,虽然南极“西瓜雪”自古就有,但是进入工业革命特别是近几十年来,人类对自然环境的影响程度越来越高,在人类活动的直接和间接影响下,“西瓜雪”的产生频率明显提升,成为了一个全球气候变暖的标志性事件,这无疑为我们敲响了警钟。