百慕大，漢密爾頓 — “好了，潛水器要向前傾斜了，這很正常。然後它會向後翻滾，稍微向後傾斜一點，這也正常。我們出發了！”
那是我的副駕駛 Kelvin Magee。我們兩個赤腳坐在 Nomad 裡面，這是一艘雙人潛水器。船長髮出指令，船員們操作起重機和槓桿。
潛水員在附近划槳，準備引導我們的路線或營救我們。每個人都很緊張，因為水面波濤洶湧。一個錯誤的浪頭可能會把 7,000 磅重的 Nomad 拋到船尾。Magee 是 Nekton Mission 的成員，他撥動一個開關，我們為時四小時的海底之旅開始了。
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然後海洋吞沒了我們。潛水器在四分鐘內下降了 110 英尺，陽光逐漸消失。與因幽閉恐懼症而感到窒息相反，情況恰恰相反。逐漸減少的陽光展現出一片令人愉悅的廣闊空間，充滿了寧靜。
當我們下降時，我的思緒飄向了下方的珊瑚以及它們在全球範圍內的共同命運。許多生物將在全球變暖中敗下陣來，但珊瑚礁尤其脆弱。
Nekton Mission 是由 30 個組織組成的聯盟，正在進行歷史上歷時最長的海底調查。可以把它看作是海洋的體檢。未來的團隊將能夠使用該任務的基線調查結果來繪製海洋將如何應對人為威脅（如全球變暖）。該專案由 XL Catlin 贊助，這是一家來自愛爾蘭的全球保險公司，自 2009 年以來一直贊助類似的環境調查。所有工作都不是專有的，資料都是開放獲取的，以便其他研究人員可以使用。
Nekton 科學家將沿著 Gully 海洋保護區（新斯科舍省附近的一個大型水下峽谷）航行，並將探索馬尾藻海的漩渦環流。
今天是任務的第 16 天，Nekton 的首席科學家、牛津大學保護生物學家 Alex Rogers 正乘坐一艘名為 Nemo 的雙人潛水器潛水。計劃是在百慕大東南部的 Tiger 地點潛入 850 英尺深處。
“這個地方之所以被稱為 Tiger 是因為這裡有虎鯊，所以誰知道呢，你甚至可能會在水下看到海洋中壯觀的掠食者之一，” Rogers 在當天早上在 Baseline Explorer（一艘 150 英尺長的研究船）上舉行的準備會議上說。甲板上堆滿了集裝箱。有些集裝箱裝有來自 Project Baseline 的志願者的潛水用品，Project Baseline 是一項由 10,000 名水下探險家組成的全球公民科學倡議。其他集裝箱則裝有裝置齊全的實驗室。
ScienceScope 加入了 Nekton 的這次航行，以回答一個重要的問題：地球上超過三分之一的珊瑚礁受到氣候變化的威脅，但它們能適應嗎？
大堡礁在去年年初提出了這個問題。儘管您可能在《Outside Magazine》上的一篇病毒式虛假報道中讀到過，但整個珊瑚礁並沒有死亡。然而，在 2016 年，大堡礁最北部 435 英里的區域遭受了白化——有記錄以來規模最大的事件——該區域 67% 的珊瑚死亡。白化事件在 1998 年和 2002 年覆蓋了中部和南部珊瑚礁，這意味著大堡礁 134,000 平方英里的絕大部分面積在過去 20 年中遭受了大規模白化。如果大堡礁（世界上最大的珊瑚礁生態系統）完全死亡，澳大利亞經濟將損失 57 億美元。
“人們沒有意識到我們試圖拯救的生物體有義大利那麼大，”布里斯班昆士蘭科技大學的海洋研究員 Brett Lewis 透過電話告訴我。Lewis 研究珊瑚白化的機制——它是如何一步一步發生的。
白化並不總是殺死珊瑚。這是蟲黃藻珊瑚（一種從嵌入在其珊瑚蟲中的藻類中吸收營養的物種）採用的一種生存策略。當藻類面臨持續的變暖或其他壓力時，它們的光合作用會分解，併產生被稱為“活性氧”的有害物質，就像有毒廢物一樣。
珊瑚透過排出藻類來做出反應——而且這可能是劇烈的！當 Lewis 和同事將蘑菇珊瑚 Heliofungia actiniformis 暴露在實驗室水箱中較長時間的熱量下時，這些生物的反應就像氣球一樣膨脹和收縮，排出藻類。
“想象一下，你或我只是坐在那裡，突然我們的組織膨脹到我們當前大小的 340%，”Lewis 說。“這種膨脹是非常新的。這是首次在珊瑚白化中記錄到這種情況。”
暴露於熱應激下的 Heliofungia actiniformis 珊瑚
然而，這不會是最後一次。一旦溫度下降，藻類種群恢復，珊瑚就可以從白化中恢復過來。（Lewis 實驗中的珊瑚已經恢復，並且今天還活著）。
但是，全球變暖導致的海水溫度升高意味著藻類和珊瑚可能在白化事件之間有更少的恢復時間。這就是為什麼當厄爾尼諾現象在 2016 年初襲擊大堡礁北部時，珊瑚大量死亡的原因。
仔細觀察，一種模式就會顯現出來。最嚴重的破壞往往發生在淺水珊瑚中，這是全球範圍內可見的趨勢。根據全球珊瑚礁監測網路的一份報告，到目前為止，世界五分之一的淺水珊瑚礁已經消失。Rogers 和其他人預測，大規模白化事件曾經是十年一次的事件，到 2050 年，對於大多數淺水珊瑚來說，將每年發生一到兩次。
除非珊瑚自己搬走，否則這是一個可怕的預測。
當溫度升高時，珊瑚能向深處移動嗎？
當 Nemo 和 Nomad 潛入更深的的大西洋時，藍色加深了，因為海水更容易吸收陽光中的紅色、橙色和黃色。想象一下深夜和黎明前的陰影之間的色調，你就會知道那種顏色了。
我們冒險進入了中光層帶——一個更冷、熱穩定性更高的區域，可能成為受白化影響的珊瑚的避難所。
位於水下 131 到 500 英尺以上，這個暮光帶逃脫了變暖的水域和其他人為威脅，如廢物徑流，這些威脅往往聚集在海面附近。大多數中光層珊瑚礁是 18,000 年前大陸坡上遺留下來的，當時海平面比今天低 400 英尺。與地表珊瑚不同，中光層物種是依賴藻類的珊瑚和其他以海洋生物為食的珊瑚的混合體。
所有珊瑚都始於微小的幼蟲，幼蟲被洋流沖走，然後在某個地點附著。因此，像 Rogers 這樣的科學家正在研究珊瑚礁的連通性——淺水珊瑚礁物種在中光層帶也存在的程度。中光層珊瑚礁可以在危機時期充當淺水珊瑚和魚類的遷徙站，這被稱為深水避難所假說。
Magee 打開了 Nomad 的燈，露出了遍佈百慕大陡峭海底的珊瑚花園。我們看到了成群的蝴蝶魚和粉紅色粗舌鱸魚在扭曲的絲珊瑚、柳珊瑚和水螅珊瑚（一種不規則的柳珊瑚）中游動。霓虹綠色的海鱔從海底伸出脖子。哦，看！一隻海螯蝦！
潛水器配備了拍攝裝置，因此研究人員可以記錄生物多樣性。每個潛水器都配備了低功率雷射器，用作水下標尺。透過向海底發射脈衝，雷射器可以判斷物理透視，以便團隊可以測量魚類和珊瑚的大小。
一條五英尺長的狗鯊從天然橋樑後面猛地衝出來，然後飛快地遊走了。它的離開引發了一個問題：當這麼多生物逃走時，這項調查如何掌握棲息地的全部多樣性？
答案是環境 DNA。Rogers 透過無線電解釋了這個概念，當時 Nemo 以 850 英尺的深度在我們旁邊巡航。
“這個想法是，當環境中有動物和其他生物存在時，它們會釋放細胞，” Rogers 說。皮膚細胞、鱗片和糞便被留下，裡面裝滿了 DNA。想象一下，如果你把手放在一大杯水裡，一些細胞會從你的手上脫落。科學家可以取走水並對其進行測序。一套長塑膠瓶懸掛在 Nomad 的船頭，就是為了這個目的。
稍後，生物調查資料將被收集起來，並在 Nekton 的研究團隊中共享。百慕大海洋科學研究所的珊瑚礁生態學家 Gretchen Goodbody-Gringley 參與了該專案。當 Rogers 和我沿著海底航行時，Goodbody-Gringley 和一支 Project Baseline 潛水員團隊在更靠近水面的地方進行了類似的調查。
“Alex 以前研究深海珊瑚，後來轉向中光層帶，而我從淺海開始，後來轉向中光層帶，” Goodbody-Gringley 說。“所以在某種意義上，我們正在匯合。”
潛水員的雙管水箱看起來像是雅克·庫斯托的發明，但這些裝置實際上是最先進的迴圈呼吸器系統，可以回收他們撥出的空氣。它允許超長時間的潛水，而風扇驅動的潛水助力器對此有所幫助。
“如果我們只做 300 英尺的橫斷面並直接上來，我們將不得不減壓大約三個小時，” Project Baseline 主任 Todd Kincaid 後來在船的甲板上說。但是藉助潛水助力器，潛水員可以每小時 1.5 英里的速度行進，並沿著海底的緩坡前進，同時在 300 英尺、200 英尺、100 英尺和 50 英尺的深度收集觀測資料。這個過程大約需要三個小時，因此他們可以在工作時減壓。
環境 DNA 測序和視覺調查共同提供了百慕大生物多樣性和淺海和中光層棲息地之間連通性的廣泛圖景。
迴歸現實
就這樣嗎？中光層珊瑚來拯救了！沒那麼快。
“我們仍然不真正瞭解所有這些珊瑚礁在哪裡，那裡生活著什麼，以及這些群落如何運作，”杜克海洋實驗室的珊瑚礁生態學家 Daniel Holstein 說，他與 Nekton 無關。
Holstein 支援所謂的“深海珊瑚礁避難所”假說。他的研究發現，相對於淺水珊瑚，深海珊瑚每個珊瑚蟲產生的卵更多。
然而，在某些地區，深海和淺海珊瑚並沒有被洋流連線起來，因此幼蟲遷徙可能自然而然地是不可能的。研究人員正在考慮在實驗室中飼養某些型別的珊瑚，然後將它們重新引入中光層帶。但首先他們需要知道哪些物種已經可以在那裡生存。然而，很明顯，一些淺水物種（優雅、細長的鹿角珊瑚）無法完成遷徙，Holstein 說。它們過於依賴藻類和陽光。
維爾京群島大學珊瑚礁生態學家 Tyler Smith 說，加勒比海的情況就是如此。2005 年的白化事件和疾病已經危及到貼近地表的珊瑚的多樣性。鹿角珊瑚和枝狀鹿角珊瑚急劇減少，Smith 說。
他的團隊去年報告說，維爾京群島附近的中光層珊瑚礁也容易受到白化的影響。由於海底的形狀，洋流可以將溫暖的表層水向下推，使中光層珊瑚在熱浪期間面臨風險。這一觀察結果表明，深海珊瑚礁避難所假說可能僅適用於特定地點。之前在巴拿馬附近東太平洋的觀察發現，多次厄爾尼諾現象摧毀種群後，中光層火珊瑚重新populate了淺水區域。例如，巴拿馬附近的火珊瑚曾經一度消失了 2500 年，然後又回來了。
Smith 認為該假說需要修改。珊瑚的生存不是由寒冷和深海與溫暖和淺海決定的。而是相對於正常溫度的變化。
“你真正需要的是相對於其平均條件保持持續涼爽的環境，”Smith 說。因此，如果珊瑚已經適應了特定區域反覆的溫度波動，那麼這些珊瑚礁可能會在未來的氣候變化中持續存在。因此，Goodbody-Gringley、Rogers、Nekton 和大量的生態學家正在全球各地奔波，試圖確定哪些珊瑚生態系統最脆弱。
當 Nemo 和 Nomad 離開海底時，珊瑚森林逐漸消失在背景中，但科學家的擔憂依然存在。潛水器與我們的氣泡競相浮出水面。我告別了海參和海螯蝦。我們潛水器的穹頂突破了水面。現實迴歸了。
本文經 PBS NewsHour 許可轉載。它於 首次發表於 2017 年 1 月 12 日。