太陽風暴可能正在干擾野生動物的遷徙

產生極光的太陽風暴會影響地球的磁場,並可能導致許多鯨魚和鳥類等遷徙物種迷失方向

Whale tail with Northern lights in background

安德里亞·伊佐蒂/阿拉米圖片社

本月,至少 20 年來最強大的太陽風暴,使得絢麗的極光在美國、歐洲和亞洲的天空中舞動。這些壯觀的景象,當它們發生在北半球時也稱為北極光,令人類觀察者欣喜不已。但它們可能對使用地球磁場作為路線圖的生物產生了不太愉快的影響。

地球熔融外核的旋轉產生了一個環繞我們星球的磁場,並與來自太陽的持續能量流相互作用。雖然人類需要特定的裝置來檢測這個磁場,但各種動物,包括鳥類蜜蜂以及一些鯨魚和海豚,可以檢測磁場線並利用它們的方向進行導航。這種內建的 GPS 對於那些無法依賴視覺線索的動物特別有用,例如那些在夜間旅行或生活在漆黑的深海中的動物。

地球磁場的強度在一天中不斷變化:“隨著地球的自轉,其表面的不同部分會感受到略有不同的磁場,這取決於它們面向太陽的方向,”密歇根大學生態學和進化生物學博士生埃裡克·古爾森-卡斯蒂略說。除了這些典型的變化外,強烈的太陽風暴會導致劇烈的波動。古爾森-卡斯蒂略說,這種不一致性會影響動物可靠地解釋和利用來自磁場的線索的能力,這似乎是合理的,而且一些研究表明這可能會發生。


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德國基爾大學的物理學家克勞斯·海因裡希·萬塞洛說,當他大約二十年前開始研究太陽風暴是否擾亂了鯨魚時,“很多人認為,‘那是胡說八道。’” 但他的研究發現,太陽活動可能會影響北海約 20%抹香鯨Physeter macrocephalus)擱淺事件。

其他研究人員記錄了灰鯨(Eschrichtius robustus)擱淺與太陽黑子之間的相關性,太陽黑子與太陽風暴有關。“我們研究的灰鯨在來自太陽的無線電頻率非常高的日子裡,擱淺的可能性增加了四倍,”杜克大學的博士後研究員傑西·格蘭傑說,他領導了這項發現背後的研究。

先前的研究還表明,磁場干擾會導致一些遷徙的鳥類偏離其正常路線。當發生此類波動時,歐洲知更鳥(Erithacus rubecula)在夜間也往往不太活躍,而信鴿有時會迷路。古爾森-卡斯蒂略關於這個主題的最新研究發現,在強烈的太空天氣事件中,遷徙的鳥類減少了,而那些遷徙的鳥類則更難導航。

然而,萬塞洛說,更具體地確定這些干擾如何影響遷徙“非常、非常難以研究”。野生鳥類很難捕捉,而且通常太小,無法貼上跟蹤標籤。而且,生活在公海的鯨魚眾所周知難以監測。

研究真正的大型地磁風暴(如 5 月發生的那次)的機會也有限。它們在每個 11 年的太陽週期中只會發生幾次;如果它們發生在遷徙季節之外,研究機會就會喪失。

古爾森-卡斯蒂略說,必須考慮許多其他變數,而且很難確定行為變化是由地磁環境引起的還是由其他因素引起的,例如——尤其是在鳥類的情況下——風、雨、雲層、湍流或景觀變化。同樣,萬塞洛說,鯨魚擱淺可能是由疾病、受傷、軍事聲納或其他因素造成的方向紊亂引起的。

而且,磁場干擾對某些動物的影響可能是暫時的,或者動物可能會意識到情況不對,並能夠糾正它——這意味著科學家可能永遠不會知道此類物種是否或如何受到影響。

然而,當動物確實感到困惑並迷路時,可能會造成災難性的後果。研究人員認為,這就是 2016 年太陽風暴後,29 頭抹香鯨在北海擱淺的原因。“北海就像一個捕鼠器,”萬塞洛說。抹香鯨通常生活在深水中,但北海很快就會變得非常淺,“它們沒有意識到自己走錯了路。”

一旦鯨魚被困在這樣的陷阱中,它們就會驚慌失措並擱淺,或者可能無法找到食物而餓死。可能需要數週時間,它們的屍體才會衝上英國或其他歐洲海岸線。

在鳥類中,經驗豐富的成年鳥類更有可能糾正自己的錯誤,但幼鳥通常會使用一種非常簡單的旅行策略,稱為向量導航。“它們選擇一個方向,然後朝那個方向飛行,”古爾森-卡斯蒂略說。他說,如果一隻鳥迷路了,“很可能,它要麼會繼續移動,要麼會嘗試找到一個更好的地方,要麼可能會死亡。”

科學家們尚無法得知最近的太陽風暴是否影響了野生動物。古爾森-卡斯蒂略認為,一些鳥類可能已經流離失所,但如果幹擾發生在秋季,當幼鳥較多時,這種情況更有可能發生。

他說,一些鳥類可能已經推遲了遷徙。“也許,在這些古怪的條件下,鳥類可能會決定再等待一段時間,推遲它們晚上遷徙的開始——或者那天晚上根本不遷徙,”古爾森-卡斯蒂略補充道。

隨著太陽活動達到峰值的太陽極大期臨近,格蘭傑認為,至少在未來幾年內,鯨魚擱淺事件可能會增加。

古爾森-卡斯蒂略說,這種結果是“生活在野外的不幸現實”,但這並不會威脅到整個種群。在這方面,與人類造成的威脅(如棲息地喪失和氣候變化)相比,它顯得蒼白無力。然而,“當你已經有一個處於危險中的種群時,”格蘭傑說,“(太陽風暴)導致幾頭鯨魚在這裡或那裡擱淺,比其他情況下問題要大得多。”

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