科學(xué)家越來(lái)越擔(dān)心氣候變化會(huì)給地球和人類(lèi)帶來(lái)災(zāi)難性的影響，因此一直在努力探索新方法來(lái)緩解這一問(wèn)題。全球變暖的主要原因是，人類(lèi)在近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)大規(guī)模使用化石燃料(如煤、石油等)，排放出大量的二氧化碳等溫室氣體。這些二氧化碳去了哪里呢？有什么方法可以減少空氣中的二氧化碳呢？科學(xué)家試圖了解碳元素在自然界儲(chǔ)存的方式和過(guò)程，識(shí)別和保護(hù)天然“碳匯”，維護(hù)大自然收集二氧化碳的“原力”。
海洋是世界上最大的“碳匯”
在陸地上，森林和濕地就是天然"碳匯"，可以捕獲和儲(chǔ)存大量的碳，各國(guó)已經(jīng)制訂了相關(guān)的法律法規(guī)來(lái)保護(hù)這些重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)。實(shí)際上，海洋才是地球上最大的“碳匯”，也是地球大氣循環(huán)的核心環(huán)節(jié)。海洋動(dòng)物可以通過(guò)一系列的自然過(guò)程來(lái)吸收碳，這些自然過(guò)程包括在它們的身體中儲(chǔ)存碳，以及將碳轉(zhuǎn)變成糞便沉入深海。例如，像鯨魚(yú)這樣的大型動(dòng)物可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存大量的碳。一些海洋植物，例如海帶森林儲(chǔ)存碳的能力很強(qiáng)，在水獺等海洋動(dòng)物的幫助下，海帶森林可以更加繁茂。其它脊椎動(dòng)物，如魚(yú)類(lèi)、海鳥(niǎo)和海洋哺乳動(dòng)物，也能幫助鎖住大氣中的碳。有些魚(yú)每天在不同深度的水域中上下移動(dòng)，晚上游向水面覓食，白天下潛到深水區(qū)，在這里，它們釋放出富含碳的糞便顆粒，這些顆?？梢韵鲁恋剿?00米以下，需要很長(zhǎng)時(shí)間才能重新循環(huán)回到地表，這部分碳可能會(huì)被封存數(shù)十至數(shù)百年。海洋"碳匯"如此重要，然而，到目前為止，還沒(méi)有制定政策來(lái)保護(hù)海洋中的“碳匯”。
關(guān)于海洋“碳匯”，也就是“藍(lán)碳”，科學(xué)研究還剛起步
之所以國(guó)際上還沒(méi)有制定任何政策來(lái)保護(hù)海洋中的“碳匯”，是因?yàn)榕c海洋動(dòng)物有關(guān)的“藍(lán)碳”難以精確定量。這一研究領(lǐng)域起步很晚，最早的研究結(jié)果之一發(fā)表于2010年，計(jì)算了鯨魚(yú)捕獲和儲(chǔ)存碳的能力——12萬(wàn)只抹香鯨每年通過(guò)糞便可以捕獲220萬(wàn)噸碳。發(fā)表于2010年的另一項(xiàng)研究計(jì)算出，在人類(lèi)開(kāi)始捕鯨之前，全球大約有250萬(wàn)頭大型鯨魚(yú)，每年捕獲近21萬(wàn)噸碳，這相當(dāng)于每年減少大約15萬(wàn)輛公路汽車(chē)。2012年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，海獺每年可以幫助海帶森林捕獲15萬(wàn)噸到2200萬(wàn)噸的碳。還有2013年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，美國(guó)西部海岸附近的燈籠魚(yú)和其他魚(yú)類(lèi)每年在糞便顆粒中儲(chǔ)存了超過(guò)3000萬(wàn)噸碳。盡管科研人員努力了近十年，但是到目前為止，已經(jīng)完成核算的海洋“碳匯”僅僅占總量的不到1%。
以鯨魚(yú)為例，許多海洋生物可以直接和間接儲(chǔ)存碳
研究海洋"碳匯"十分困難，因?yàn)楹Ｑ笊锊东@和儲(chǔ)存碳的機(jī)制十分復(fù)雜，有許多間接作用難以衡量。以鯨魚(yú)為例，這種大型哺乳動(dòng)物的體重可以達(dá)到50噸，壽命超過(guò)200年，它們可以長(zhǎng)時(shí)間地儲(chǔ)存大量的碳，這種儲(chǔ)存在生物體中的碳被稱(chēng)為生物量碳(Biomass Carbon)。不僅如此，在鯨魚(yú)死亡后，尸體會(huì)沉入海底，與世隔絕長(zhǎng)達(dá)數(shù)百萬(wàn)年，這部分生物量碳相當(dāng)于永久性地被困在海底，成為“死碳”，也就是不會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的碳。
鯨魚(yú)可以直接或間接捕獲碳
除了用肉體儲(chǔ)碳之外，鯨魚(yú)的生活習(xí)性會(huì)帶來(lái)另一些間接的"碳匯"作用，被海洋科學(xué)家形象地比喻為“鯨魚(yú)泵”。首先，鯨魚(yú)在深海覓食，然后在海面休息時(shí)釋放出浮力大、營(yíng)養(yǎng)豐富的糞便泡沫，這可以給浮游植物施肥，刺激浮游植物的生長(zhǎng)。浮游植物利用陽(yáng)光和二氧化碳來(lái)合成植物組織，這一過(guò)程就會(huì)捕獲溫室氣體。其次，鯨魚(yú)將大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在地域上重新分配，它們?cè)诟呔暥鹊貐^(qū)進(jìn)食時(shí)吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，然后在低緯度地區(qū)繁殖時(shí)釋放這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如尿素，為低緯度地區(qū)提供重要的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，促進(jìn)當(dāng)?shù)馗∮沃参锏纳L(zhǎng)。再次，鯨魚(yú)還可以在海洋中不同深度的水域游動(dòng)，將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供給海洋表面的浮游植物。因此，在計(jì)算鯨魚(yú)的“碳匯”時(shí)也要納入“鯨魚(yú)泵”這一類(lèi)間接作用，學(xué)術(shù)上稱(chēng)為“仿生學(xué)碳”(Biomixing Carbon)。國(guó)際捕鯨委員會(huì)在2018年通過(guò)了兩項(xiàng)決議，肯定了鯨魚(yú)的"碳匯"價(jià)值。
保護(hù)海洋生物需要全世界的政府和科學(xué)家共同努力
不算不知道，一算嚇一跳，海洋生物會(huì)捕獲和儲(chǔ)存大量的碳，保護(hù)海洋生物可能成為應(yīng)對(duì)溫室效應(yīng)的關(guān)鍵。海洋不僅能夠?yàn)槿祟?lèi)提供食物、氧氣、娛樂(lè)和自然美景，還可以提供“碳匯”。世界各地的許多政府和組織正在努力采取措施，重建全球海洋生態(tài)，禁止非法捕魚(yú)，減少海洋污染，以及建立海洋保護(hù)區(qū)等?？茖W(xué)地認(rèn)識(shí)海洋動(dòng)物對(duì)地球碳循環(huán)的作用還處于起步階段，目前所確定的碳捕獲機(jī)制十分有限，需要通過(guò)進(jìn)一步的大量的研究加以完善。
