成堆的企鹅粪便可能出人意料地帮助降温南极洲
南极洲的冰冷荒野在人类驱动的重压下正在迅速变暖气候变化,然而一项新的研究指出,在保持非洲大陆凉爽的斗争中,有一个不太可能的盟友:企鹅便便。
周四发布于通信 地球与环境,研究表明,从企鹅鸟粪种子上飘出的氨会覆盖南极洲沿海地区的额外云层,可能会阻挡阳光并推动气温下降。
该研究的主要作者、赫尔辛基大学(University of Helsinki)的大气科学家马修·博耶(Matthew Boyer)告诉法新社,实验室研究长期以来一直表明,气态氨可以帮助形成云。
但“要真正量化这个过程并了解它在南极洲的影响还没有完成,”他说。
南极洲是一个理想的自然实验室。由于几乎没有人类污染和稀少的植被——这两种都是造云气体的替代来源——企鹅群落是氨排放者。
然而,这些鸟的未来正受到威胁。
海冰的缩小扰乱了它们的筑巢、觅食和躲避捕食者的日常活动,这使得了解它们更广泛的生态作用变得更加紧迫。
与帝王鳕等其他海鸟一样,企鹅通过粪便排出大量氨,粪便是粪便和尿液的辛辣混合物,通过它们的多功能泄殖腔释放出来。
当氨与浮游植物(在周围海洋中繁殖的微小藻类)的含硫气体混合时,它会促进微小气溶胶颗粒的形成,这些颗粒会生长成云。
为了在现实世界中捕捉效果,Boyer 和队友在南极半岛北端西摩岛的阿根廷马兰比奥基地安装了仪器。
在夏季的三个月里,当企鹅群熙熙攘攘,浮游植物光合作用达到高峰时,他们监测了风向、氨水平和新产生的气溶胶。
当微风从 8 公里(5 英里)外的 60,000 只强壮的阿德利企鹅栖息地吹来时,大气中的氨飙升至十亿分之 13.5——大约是背景水平的 1000 倍。
在这些鸟儿开始一年一度的迁徙后的一个多月里,浓度大约高出 100 倍,被鸟粪浸泡的地面充当了缓释肥料。
粒子计数器讲述了同样的故事:每当气团从群落到达时,播云气溶胶就会激增,有时气溶胶的厚度足以产生浓雾。
颗粒中的化学指纹指向企鹅来源的氨。
企鹅与浮游生物合作
博耶称这是企鹅和浮游植物之间的“协同过程”,可增强该地区的气溶胶生产。
“我们提供的证据表明,企鹅数量下降可能会在夏季南极大气中引起积极的气候变暖反馈,”作者写道——尽管博耶强调这仍然是一个假设,而不是一个确认的结果。
在全球范围内,云通过将太阳辐射反射回太空而具有净冷却效应。根据北极对海鸟排放的建模,该团队认为南极洲可能存在类似的机制。
但影响还取决于云层下的情况。
冰盖和冰川也反映了太阳的大部分能量,因此这些明亮表面的额外云层可能会捕获红外热——这意味着整体效果取决于云层的形成和漂移位置。
尽管如此,这些发现强调了生命与大气之间深刻的相互联系,从数十亿年前由光合作用微生物驱动的大氧化事件到企鹅影响今天的云层覆盖。
“这只是生态系统和大气过程之间这种深刻联系的又一个例子,也是为什么我们应该关心生物多样性和保护的原因,”博耶说。
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