以下文章經許可轉載自 對話,這是一個報道最新研究的線上出版物。
近日,亞馬遜雨林的大火引起了全世界的關注。巴西總統雅伊爾·博索納羅於 2019 年上任,在他的競選中承諾減少環境保護,並增加亞馬遜地區的農業開發,而他似乎已經兌現了這一承諾。
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亞馬遜森林砍伐的死灰復燃令人震驚,原因有很多。此前,亞馬遜森林砍伐在 2004 年達到頂峰後,減少了 80% 以上。熱帶森林是許多其他地方沒有的動植物物種的棲息地。它們是土著人民重要的避難所,並以木材和其他有機物的形式儲存著大量的碳,否則這些碳將加劇氣候危機。
一些媒體報道暗示,亞馬遜大火也威脅著我們呼吸的大氣氧氣。 法國總統埃馬紐埃爾·馬克龍於 8 月 22 日發推文稱,“亞馬遜雨林——這個產生地球 20% 氧氣的肺——正在燃燒。”
亞馬遜雨林產生地球 20% 氧氣的說法經常被重複,但這是一種誤解。事實上,地球上幾乎所有可供呼吸的氧氣都來自海洋,而且氧氣儲量足夠使用數百萬年。今年亞馬遜大火有很多令人震驚的原因,但耗盡地球的氧氣供應並不是其中之一。
來自植物的氧氣
作為一名大氣科學家,我的大部分工作都集中在地球表面和大氣層之間各種氣體的交換上。包括氧氣在內的許多元素,在陸地生態系統、海洋和大氣之間不斷迴圈,這些迴圈是可以測量和量化的。
空氣中幾乎所有遊離氧都由植物透過光合作用產生。陸地光合作用約有三分之一發生在熱帶森林中,其中最大的一片位於亞馬遜河流域。
但是,每年透過光合作用產生的所有氧氣幾乎都被生物和火災消耗掉。樹木不斷脫落枯枝落葉、樹枝、樹根和其他凋落物,這些物質滋養著豐富的生物生態系統,主要是昆蟲和微生物。微生物在這個過程中消耗氧氣。
森林植物產生大量氧氣,森林微生物也消耗大量氧氣。因此,森林——實際上,所有陸地植物——的氧氣淨產量非常接近於零。
海洋中的氧氣產生
為了使氧氣在大氣中積累,植物透過光合作用產生的一些有機物必須在被消耗之前從迴圈中去除。這種情況通常發生在有機物迅速埋藏在缺氧的地方時——最常見的是在深海泥中,在已經缺氧的水域下。
這種情況發生在營養物質含量高,藻類大量繁殖的海洋區域。死亡的藻類和其他碎屑物沉入黑暗的水域,微生物以它們為食。與陸地上的微生物一樣,它們也消耗氧氣來完成這個過程,從而耗盡周圍水域的氧氣。
在微生物已經剝奪了水域氧氣的深度以下,剩餘的有機物會落到海底並被埋在那裡。藻類在水面生長時產生的氧氣仍然存在於空氣中,因為它沒有被分解者消耗掉。
海洋中微小的浮游植物產生了地球上產生的一半氧氣。
埋藏在海底的這些植物物質是石油和天然氣的來源。較少量的植物物質被埋藏在陸地上缺氧的條件下,主要是在水位阻止微生物分解的泥炭沼澤中。這是煤炭的來源材料。
只有極小的一部分——可能只有 0.0001%——的全球光合作用透過這種方式的埋藏而轉移,從而增加了大氣中的氧氣。但是,經過數百萬年的時間,這種生長和分解之間微小不平衡所留下的剩餘氧氣已經積累起來,形成了所有動物賴以生存的可呼吸氧氣庫。數百萬年來,它一直徘徊在大氣體積的 21% 左右。
部分氧氣透過與地球地殼中的金屬、硫和其他化合物發生化學反應而返回地球表面。例如,當鐵在有水的空氣中暴露時,它會與空氣中的氧氣發生反應,形成氧化鐵,一種俗稱鐵鏽的化合物。這個過程稱為氧化,有助於調節大氣中的氧氣水平。
不要屏住呼吸
即使植物的光合作用最終對可呼吸的氧氣負責,但只有極少一部分植物生長實際上增加了空氣中的氧氣儲存量。即使地球上所有的有機物都被一次性燃燒掉,世界氧氣的消耗量也不到 1%。
總而言之,巴西在保護亞馬遜問題上的倒退並沒有對大氣氧氣構成有意義的威脅。即使森林火災大幅增加,氧氣的變化也很難測量。空氣中有足夠的氧氣可供數百萬年使用,氧氣的量是由地質作用而不是土地利用決定的。森林砍伐的激增威脅著地球上一些生物多樣性最豐富、碳含量最高的景觀,這一事實本身就足以反對它。
