地球會“記住”冠狀病毒大流行嗎?

樹木年輪、冰芯和沉積物可能記錄全球停擺期間汙染的變化

2017 年,來自幾所大學的研究人員使用先進的雷射技術窺視從阿爾卑斯山高處提取的冰芯。他們發現了黑死病。

冰芯記錄顯示,在過去的 2000 年裡,大氣中鉛的年水平僅突然下降過一次。那個時期是 1349 年到 1353 年,大致與人類歷史上最嚴重的流行病之一相吻合:黑死病導致歐洲三分之一到一半的人口死亡。所有這些死亡都導致經濟活動崩潰,包括鉛的開採和冶煉。更少的微小鉛顆粒漂浮在空氣中並沉降到阿爾卑斯山的冰川上,在那裡,雪將它們壓縮成冰,從而在冰芯中鑄造出每年的記錄。

一場新的大流行病正在全球蔓延。最近的研究表明,隨著人們放棄開車、飛機停飛和工廠關閉,各種型別的汙染已顯著下降。與去年同期相比,中國城市上空車輛排放的二氧化氮下降了 40% 至 60%。紐約市上空的一氧化碳濃度已降至 2019 年水平的一半。自一年前以來,全球二氧化碳排放量下降了 17%,分析表明,2020 年將出現有史以來最大的同比降幅,約為 20 億公噸,佔 2019 年總量的 5.5%。


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但是,我們集體汙染輸出的這些大規模中斷是否足以在樹木年輪、冰芯和沉積物中被捕獲?地球會“記住”COVID-19危機嗎?

緬因大學氣候變化研究所所長、黑死病論文的主要作者保羅·馬耶夫斯基說,如果我們想象一下 100 年後一位研究人員在冰中鑽探,最有可能發現的標記將是氣溶膠。氣溶膠是可以在大氣中漂浮數天或數週然後落到地面的超細顆粒。鉛、鎘和硫等汙染物顆粒來自工廠和發電廠的煙囪、車輛排氣管、採礦和冶煉作業以及其他來源。

俄勒岡州立大學專門研究冰芯和突發氣候變化的古氣候學家克里斯托·比澤特說:“在某些情況下,冰芯可以以每月的解析度重建氣溶膠,因此 COVID-19 訊號應該會顯現出來。”由於工業化世界的大部分地區已經封鎖了兩三個月,而且全球經濟放緩仍在持續,冰芯中硫或鎘沉積物的下降似乎是可能的。

比澤特說,另一種可能出現在冰芯中的重要氣溶膠是煙塵——具體而言,是直徑為 2.5 微米或更小的顆粒物,稱為 PM2.5。這些顆粒主要來自燃煤和天然氣發電廠,以及車輛排氣管和爐灶。它們會加劇世界各地的人類健康。據認為是大流行病起源地的中國武漢市的 PM2.5 水平在城市封鎖期間下降了 44%。與此同時,德里減少了 60%,洛杉磯減少了 31%。

我們的 2120 年古氣候學家也可能在樹木年輪中發現大流行病。隨著樹木的生長,它們會吸收硫、氮氧化物和從大氣中沉積到土壤和水中的鎘等金屬。科學家可以使用質譜分析法來分析水平如何逐年變化。樹木年輪可能比冰芯提供更好的記錄,因為樹木比普通冰川更靠近城市和工業中心。研究表明,即使僅在高空停留很短時間的顆粒也能傳播很遠。例如,美國和歐洲的化石燃料燃燒是覆蓋北極冰雪的煙塵顆粒的主要來源

大流行的其他標記實際上可能涉及某些材料的水平高於平均水平,而不是更少。佐治亞理工學院的古氣候學家金·科布認為,正在丟棄的越來越多的塑膠個人防護裝置(PPE)可能會出現在水道的沉積層中。她說:“你可能會在河流三角洲、沿海沉積序列以及我想象中的一些湖泊系統中看到這些,尤其是在它們毗鄰大城市的情況下。”已經有許多公噸的塑膠進入這些沉積物中,但增加數十億的手套、口罩和其他一次性用品可能會產生脈衝——更厚甚至可能代表富含塑膠的災難的獨特層。“這會是一個標記,一個按時間順序排列的層,對於未來的地質學家來說,這將是一件非常有趣的事情,”科布說。

考慮到許多塑膠需要很長時間才能降解,3020 年一位大膽的研究人員可能仍然能夠辨別出這一層。樹木年代學家也可能在某些長壽樹木的氣溶膠記錄中開展工作。如果還有一些冰川和冰原存在,冰芯肯定會保留它們的標記。

10萬年後,冰會講述同樣的故事。揭示我們過去氣候的最古老的冰芯延伸到數百萬年。“冰芯不會說謊,”馬耶夫斯基說。“它們會在其能力範圍內盡最大努力捕獲大氣中傳輸的所有物質。”

但在所有這些記錄中,與大流行相關的二氧化碳排放變化將更難被發現。氣體在大氣和雪之間交換,直到雪被壓縮成冰。如果排放量的下降只持續幾個月然後反彈,那麼這段時間可能不足以留下明顯的變化。當然,如果大流行持續的時間比我們所有人都希望的要長,冰確實會記錄下這種下降。

也許人類可以將大流行期間化石燃料使用量的減少視為一個機會,真正擺脫它們並大力減緩氣候變化。如果這種反應發生,2020 年最終可能會看起來像某種轉折點。科布說,她想象這樣一種情景:“在數千年後的未來,2020 年將標誌著排放量達到峰值的一年,因此也是大氣二氧化碳濃度達到峰值的一年,因為我們開始重視科學以及我們在一個小星球上對彼此的集體責任。”

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