每年夏天,随着南极洲周围的海冰消退,数以万计的游客和科学家乘船和飞机涌向这片大陆。
这片偏远大陆的交通变得越来越便利——2019-20 旅游季,观光游客人数达到 74,000 人次,其中绝大多数乘船旅行。非洲大陆的科学活动也很重要,共有 70 多个研究站数千名研究人员。
这项活动预计未来会增加,留下的物理足迹持久的后果。在寻求研究或惊叹地球上最后(几乎)未受干扰的地方之一时,人类正在产生越来越大的可测量和量化的影响。
根据《南极条约》,旅游和科学运营商需要清除废物来自大陆。垃圾和人类排泄物被空运或运出非洲大陆,在温暖的纬度地区进行处理。但某些形式的废物并不那么容易被储存在非洲大陆之外。
南极洲的所有活动——无论是用于科学冰芯取芯的动力钻机还是运输车辆——都会燃烧燃料。当我们燃烧燃料取暖或四处走动时,我们的活动会释放出“黑碳“(烟雾和烟灰)。
在世界其他地方,森林火灾和人类活动大量释放黑碳。它传播很远的距离——2019-20年澳大利亚丛林大火产生的烟尘传播到了很远的地方世界各地。
然而,在南极洲,由于环极风的强大“屏障”与世界其他地方隔绝,黑碳的来源通常更本地化。
杂志上的新研究自然通讯广泛量化了人类住区附近雪中黑碳的含量。科学家们首先从南极洲最受游客欢迎的地区绵延 2,000 公里(约 1,240 英里)的 28 个地点收集了样本,该地区从南极半岛一直延伸到西南极冰盖的内部。
通过分析雪样本中吸光颗粒的数量和类型,研究人员记录了人类排放的烟灰如何影响交通繁忙地区附近的南极雪的特性。
在交通不便的地点,黑碳浓度较低。 (Cordero 等人,《自然通讯》,2022)
样品通过过滤器并分析其光学特性,以确定颗粒的数量和类型。南极雪中存在许多类型的吸收光的杂质,尽管数量极少——南极雪中黑碳的背景水平约为每克雪 1 纳克(十亿分之一克)。
为了区分灰尘和黑碳,研究人员使用了“埃指数”。简而言之,较小的颗粒比较大的颗粒会吸收更大的光带,因此可以根据过滤后的颗粒与实验室中的光相互作用来推断雪样本中的颗粒类型。
来自人类住区附近的所有样本均显示黑碳含量远高于典型的南极背景水平,这是人类排放的明显迹象。黑碳含量升高将影响雪吸收光的方式,这种特性被称为“反照率”。
反照率较低的雪会融化得更快。因此,收集的雪样本中的黑碳含量可用于推断融雪速度是否可能因人类活动而增加。
科学家的人均排放量甚至比游客还多
结果发人深省。在南极半岛人类住区附近受影响的地区,每年夏天,人类产生的黑碳可能会导致地表积雪融化多达 23 毫米。
在具体考察旅游活动时,作者计算出,2016 年至 2020 年间,每位游客实际上融化了约 83 吨积雪,这主要是由于游轮的排放造成的。
科学活动也不例外——事实上,科研站通过运行燃料密集型设备和车辆(有时全年),将人均融雪率提高了一个数量级。
这项研究证实了其他地方关于黑碳排放在加速冰雪融化中的作用的类似研究。例如,亚马逊雨林的火灾被发现增加了融化速度安第斯山脉的冰川。
在南极洲,定居点附近黑碳的记录与其他关于微观污染的研究相呼应,例如在海冰和企鹅。这些发现表明,人类的影响可能比从远处看起来更加普遍和阴险。
随着南极洲人类活动的增加,随之而来的影响也会增加。对这些真实和潜在危害的研究提供了有关如何最好地减轻或完全避免这些危害的重要信息。为了尽量减少对野生动物和环境的伤害,我们需要确保研究和旅游业都得到精心管理。