地球正在變得不那麼宜居嗎?

現在北極的舊海冰比30年前減少了七倍。這對我們星球的宜居性意味著什麼?

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點。


在天體生物學中,行星“宜居性”的概念主要取決於類地行星表面有多少比例能在一年內維持液態水。這是一種極其粗糙的衡量標準;它假設液態水等同於生命的可能性,僅此而已。儘管如此,對於初步瞭解環境是否可能支援我們所知的生命來說,這仍然是一個不錯的衡量標準。

基於這種衡量標準,現代地球大約有 85% 是宜居的。但在過去幾年,至少在北極地區,我們已經看到了一些非同尋常且令人不安的變化。目前,北極地區異常溫暖(實際上,甚至更熱),遠超本季節的預期。此外,北極海冰的構成也越來越傾向於更薄、更年輕的物質——正在失去全年持續存在的舊冰。

這些數字實際上令人震驚。自 20 世紀 80 年代中期以來,多年舊冰(年齡超過 4 年)已從約佔冰蓋總面積的 20% 降至不足 3%。您可以在 NASA 在此動畫中彙總的資料中看到這種情況。這就像觀看一個擺動的鐘擺,它越來越難以回到起始位置。


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影片來源:Cindy Starr,美國國家航空航天局科學視覺化工作室。字幕作者:Maria-Jose Vinas,美國國家航空航天局地球科學新聞團隊。

正如美國國家航空航天局地球觀測站網站所述,這部影片是由大量資料彙編而成的。

這些視覺化效果基於來自漂流浮標、氣象站、計算機模型和 12 顆衛星(主要是被動微波儀器)的資料,這些資料在過去四十年中進行了測量。被動微波儀器測量亮度溫度,即海冰由於其溫度、鹽度、表面紋理和頂部積雪量而發射的微波能量。每塊浮冰都有其特徵亮度溫度,因此研究人員開發了一種方法來識別和跟蹤連續微波影像中的浮冰,因為它們在北極移動。

該動畫跨越了過去 30 年,舊海冰(較淺的色調)變得越來越少。

舊冰也更厚,這意味著北極的冰總體上確實變少了——無論是在夏季範圍還是總體積上。

最重要的是,地球環境在不久的將來使北極無冰變得越來越容易。原因當然是人類活動導致我們大氣層中溫室氣體含量增加(否認這一點就是否認物理學本身)。

因此,從表面上看,從天體生物學的角度來看,你可能會傾向於說,如果有什麼變化,地球可能會變得宜居。將會有更多的地表面積可以維持液態水(假設南極洲不會以某種方式補償,或者較低緯度的極端冬季變化不會影響宜居性計算)。

但這正是我們人類以及天體生物學面臨的最大挑戰之一。關於宜居性,沒有任何事情是真正那麼簡單的。

無冰的北極將對全球系統產生深遠的影響。從天氣模式到海洋鹽度,再到海洋生物(從微生物到鯨魚)的根源種群,以及所有其他與此生態系統相關的物種。

我們可能即將痛苦地認識到,宜居性不僅僅是一個星球可以容納多少液態水。

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