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別再糾結於溫度!對抗全球暖化,二氧化碳濃度可能才是關鍵

王希文
・2015/08/07 ・2270字 ・閱讀時間約 4 分鐘

全球暖化如今已是各國不得不慎重面對的議題,為此,許多國家在1997年12月簽訂了《京都議定書》,更在2009年12月的第十五屆聯合國氣候變化大會( COP15,Fifteenth session of the Conference of the Parties)上通過了《哥本哈根協議》,希望所有締約國能為阻止地球暖化共同努力。

該協議一項倍受矚目的聲明如下:「若要避免危險的氣候變化,全球在一世紀內的氣溫上升應以攝氏2度為限。」這項目標是由跨政府氣候變化專門委員會(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change)所制訂,因為氣溫上升不僅代表了地球溫度升高,更會造成冰山、冰蓋(即大陸冰川)的融化、海平面上升和陸地面積縮小等問題。

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2009年於哥本哈根舉辦的第15屆聯合國氣候變化大會。source: wikimedia

限溫2℃……真的就夠了嗎?

其實,許多學者專家都認為這個目標設定得過於保守。舉世聞名的氣候科學家、曾服務於NASA的詹姆斯‧漢森(James Hansen)博士與其16名同事,在上週發表了一篇長達66頁的論文,聲稱當前限制全球升溫的計畫完全不足以避免冰蓋的融化,以及隨之而來的海平面上升。

漢森博士是最早(1988年)提出「現今的全球暖化現象並非自然變化,而是因為人類製造了大量溫室氣體、改變了大氣組成,進而引發了全球升溫」的專家學者。他所率領的團隊在最新發表的研究中指出:儘管2℃這個目標在政治上已經是相當難以達成的標準,對地球的幫助卻依然有限。若地球持續升溫,將造成大量冰蓋融化,並形成一個正向回饋循環,促成更多的冰蓋、冰山融化和更嚴重的海平面上升。他們認為,改變大氣的組成──把目前高達 400 ppm 的二氧化碳濃度恢復為 350 ppm 的水準,才是更理想的目標。

此研究模擬了在 2℃ 的升溫條件下,由冰蓋融化所造成的大氣與海洋模式間的回饋循環。他們發現格陵蘭和南極融冰的水量足以減緩兩個關鍵水團:北大西洋深海和南極底層水的形成;這兩者都是大洋環流、大洋輸送帶的一部份,在全球氣候調節上,扮演了吃重的角色。而大量冰水的注入可能造成水柱分層,溫度較高的海水被壓在冰水底下,無法將熱量送至海水表層釋放,使得海底溫度上升、海底冰架融化,又導致更多冰水注入環流,加強此現象循環發生,對全球環境產生重大影響。

漢森博士表示:「最可怕的事情在於:這項模擬結果和我們近年觀察到的南極、格陵蘭表層海水的降溫現象是一致的。」該團隊更提出距今 130,000 年到 115,000 年前的間冰期(interglacial period),又被稱為伊米亞間冰期〈the Eemian〉的資料作為佐證:當時的平均溫度只比現在高不到 1℃,但因為大規模的冰蓋融化,海平面比現在高出將近5到9公尺。

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根據漢森博士的研究,格陵蘭的融冰將對地球氣候造成重大影響。 source: wikipedia

造成的爭議與討論

雖然這份研究還未經過同行審查(一般論文皆須進行這個步驟,過程約需歷時半年至一年),但因為漢森博士希望這份研究能對 12 月在巴黎舉行的全球氣候會議有所影響,所以在完成審查前,就先行把資料放到網路上免費釋出,研究內容也引發了學界熱烈討論。

賓夕法尼亞州立大學的氣候研究者麥可‧曼恩( Micheal Mann)認為:漢森博士團隊所提出的研究成果的確相當引人注目,特別是關於一兩世紀內可能發生的西南極冰蓋融化和海平面上升。不過對於研究中的其他部分,他則持懷疑態度。

「我認為他們模擬的格陵蘭及南極融冰氣候模式有些太過牽強了,但他們的研究無疑會讓許多關鍵議題展開討論。」曼恩這麼說道。美國國家大氣研究中心的氣候學者凱文‧崔恩伯斯(Kevin Trenberth)也抱持了相同意見,認為模型中包含了太多假設,現實情形是否也會正如他們模擬的狀況發生,恐怕還是個未知數,不過這確實會促使他人進行更深入的研究。

同樣來自賓夕法尼亞州立大學的冰川學家,同時也是全球冰蓋專家的理查德‧艾里(Richard Alley),認同2℃的變化對地球來說已經非常危險,但是他並不認為這份研究可以提供我們太多「答案」,不過內容中提出許多非常有趣且重要的估計值,一定會促成許多技術上的討論和關於全球暖化的研究。

來自波茨坦氣候影響研究所,致力於海平面上升和近年環流翻轉研究的學者──斯特凡‧拉姆斯托夫(Stefan Rahmstorf)也同意IPCC對海平面上升程度的評估太過樂觀,2℃溫度上升可能讓海平面上升好幾公尺,然而拉姆斯托夫並不認為伊米亞間冰期是個恰當的舉例,因為當時海平面的高度變化,主要是受到行星軌道週期影響,而非二氧化碳的排放量。

由於這份研究不僅內容龐大、結合眾多領域,更同時引進新的氣候模型實驗,科學界到底會對此研究成果抱持什麼樣的態度,目前仍難以評估。不過因為該研究成果與IPCC的看法相悖,加上多數科學家的「習性」,批評聲浪恐怕難以避免。漢森博士對此表示,雖然他們在這篇論文中提出了許多觀點,但其實主旨只有一個──海平面上升是「人為造成的氣候影響所引發的大衝擊」。

 

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王希文
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陸上生命的根源:菌根菌——《真菌微宇宙》

azothbooks_96
・2021/09/26 ・1538字 ・閱讀時間約 3 分鐘
  • 作者 / 梅林.謝德瑞克
  • 譯者 / 周沛郁

我們目前還不清楚菌根關係最初是怎麼形成的。有些人大膽提出,最初的相遇溼黏而沒有條理──藻類被沖上泥濘的湖岸和河岸,而真菌在這些藻類體內尋找食物和庇護。有些則主張,藻類來到陸地時,體內已經帶著真菌夥伴了。里茲大學(University of Leeds)教授凱蒂.菲爾德(Katie Field)解釋,不論如何,「它們很快就變得依賴彼此」。

常出現於兒童繪本的毒蠅傘,就是一種能與植物共生的菌根真菌。圖/WIKIPEDIA by R Henrik Nilsson

菲爾德是一位傑出的實驗者,投入多年的時間研究現存最古老的植物支系。菲爾德用生長箱模擬遠古的氣候,並用放射性示蹤劑,測量生長箱裡真菌和植物之間的交換作用。真菌與植物的共生方式提供了線索,讓我們了解植物和真菌遷移到陸地的最早階段是怎麼互動的。化石也讓我們一瞥這些早期的聯盟。最精細的樣本來自大約四億年前,含有明確的菌根菌痕跡──羽狀瓣和今日一模一樣。菲爾德讚歎道:「你可看到真菌居然就長在植物細胞裡。」

最早的植物幾乎只是一坨綠色組織,沒有根或其他特化的結構。而這些植物逐漸演化出粗糙的肉質器官來容納真菌同伴,真菌則搜尋土壤中的養分和水。最初的根演化出來時,菌根關係已經存在五千萬年了。菌根菌是陸地上後續所有生命的根源。菌根(mycorrhiza)這個詞真是取得好。根(rhiza)隨著真菌(mykes)存在於世。

數億年後的今天,植物演化出更細、生長更快、更能見機行事的根,這些根表現更像真菌。不過即使是這些根,探索土壤的表現也無法超越真菌。菌根的菌絲比最細的根細了五十倍,長度可以超越植物根部達一百倍,比植物根部更早出現在植物上,延伸到根系之外。有些研究者更進一步。我的一位大學教授向一班吃驚的學生吐露:「植物其實沒有根,只有真菌根,也就是菌根。」

毒蠅傘在樹的細根上形成的外生菌根。圖/WIKIPEDIA by Ellen Larsson

菌根菌太多產,菌絲體占土壤中活生物量的二分之一到三分之一。根本是天文數字。全球土壤表層十公分之中,菌根菌絲的總長度大約是我們銀河系寬度的一半(菌絲長 4.5 × 1017 公里,銀河系寬度 9.5 × 1017 公里)。如果把這些菌絲熨成一片,總表面積是地球上乾燥土地面積的二點五倍。然而,真菌不會停滯不動。菌根菌絲迅速死去、再度生長(一年十到六十次),一百萬年後,累積的長度會超過已知宇宙的直徑(菌絲長 4.8 × 1010 光年,已知宇宙直徑是 9.1 × 109 光年)。菌根菌已經存在了大約五億年之久,而且不限於土壤表層十公分的地方,所以這些數字顯然低估了。

植物和菌根菌在彼此的關係中產生一種極化現象──植物的莖處理光與空氣,真菌和植物的根則處理周圍的土壤。植物把光和二氧化碳打包成醣類和脂質。菌根菌則把固著在岩石裡的養分拆開,分解物質。這些是真菌在雙重棲位下的情況──真菌一部分的生命發生在植物體內,一部分在土壤中。菌根菌駐紮在碳進入陸生生命循環的入口,牽起大氣和土地的關係。時至今日,菌根菌就像擠進植物葉和莖裡的共生真菌,會幫助植物應付乾旱、炎熱和其他許多陸地生命一開始就有的逆境。我們稱為「植物」的,其實是演化成來栽培藻類的真菌,以及也演化來栽培真菌的藻類。

——本文摘自《真菌微宇宙:看生態煉金師如何驅動世界、推展生命,連結地球萬物》,2021 年 8 月,果力文化

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