一項新的研究強調了南極洲前所未有的熱浪所帶來的重大影響，這種熱浪甚至在冬季也會出現。這些極端溫度是氣候變遷的結果，不僅會融化冰川，破壞野生動物，特別是微生物和無脊椎動物，還會對適應極端寒冷和乾燥條件的物種帶來挑戰。這項研究強調了廣泛的生態後果以及監測和了解這些現象的迫切需要，因為它們的影響遠遠超出了非洲大陸。

南極洲的乾穀形成了已知最寒冷、最乾燥、風力最大的生態系。圖片來源：Michael Gooseff/加州大學博爾德分校

2024 年夏季將成為美國乃至全球眾多城市有史以來最熱的夏季。值得注意的是，就連南極洲在冬季高峰期也出現了異常高溫，有些地區的氣溫比通常的七月氣溫高出50 華氏度以上。

科羅拉多大學博爾德分校的研究人員等科學家在《地球的未來》雜誌上發表了一項研究，揭示了熱浪，尤其是在南極洲寒冷季節出現的熱浪，可能會對生活在那裡的動物產生怎樣的影響。這項研究說明了氣候變遷加劇的極端天氣事件會對南極洲脆弱的生態系統產生怎樣的深遠影響。

2022 年3 月，地球上有史以來最強烈的熱浪襲擊了南極洲，而此時南極洲南部地區的生物正準備迎接即將到來的漫長嚴冬。極端天氣使南極洲部分地區的氣溫比平均氣溫高出70 華氏度以上，甚至連地球上最寒冷、最乾燥的地區之一–麥克默多乾谷（McMurdo Dry Valleys）的冰川和積雪也被融化。

作為南極洲長期生態研究（LTER）計畫的一部分，研究小組發現，突如其來的融化和隨後的迅速再凍結很可能擾亂了許多生物的生命週期，並導致麥克默多乾穀（McMurdo Dry Valleys）大片無脊椎動物死亡。

論文的資深作者、中大博爾德分校土木、環境與建築工程系教授邁克爾-古塞夫（Michael Gooseff）說：”我們必須關注這些信號，即使它們來自極地沙漠土壤中的微小生物。它們是變化的早期響應者，這些變化可能會連帶影響到更大的生物、地貌，甚至是遠離南極洲的我們。

2021 年11 月，當Gooseff 抵達南極洲時，南極洲的面貌與過去二十年來差不多。身為北極和阿爾卑斯研究所（INSTAAR）的研究員，Gooseff在過去十年裡一直領導著麥克默多乾穀的LTER項目，這是一個由美國國家科學基金會資助的計畫。幾乎每年南極夏季，他都會前往南部地區，研究那裡的生態系統以及生物如何在極端環境條件下生存。

雖然大多數動物都無法忍受該地區的乾燥和寒冷，但包括線蟲和水熊在內的一些微生物和無脊椎動物卻在這片冰凍的沙漠中茁壯成長。水熊是一種八足小動物，體長0.002 到0.05 英吋。它們可以在極端條件下生存–低至華氏零下328 度，高至華氏300 度–這些條件會殺死大多數其他形式的生命。

2022 年2 月，在南極夏季結束之前，極地探險隊的所有成員離開了南極大陸。一個月後，南極洲經歷了有史以來最極端的熱浪，其原因是一場被稱為”大氣河”的強烈風暴將潮濕空氣長距離輸送到極地地區。

研究小組在麥克默多乾穀（McMurdo Dry Valleys）的感測器記錄到，3 月的氣溫通常在華氏零下4 度左右徘徊，而現在氣溫已升至冰點以上，比平均氣溫高出45 華氏度。

衛星圖像和溪流排水測量結果表明，在夏季解凍高峰期過去兩個多月後，突然變暖使山谷的土壤變濕，而此時土地通常是乾燥的。

熱浪過去兩天後，氣溫驟降，土壤結冰。這事件發生在一個關鍵的過渡時期，此時生物會蜷縮起來，為黑暗寒冷的冬天做好準備。 Gooseff和他的同事對山谷中的動物如何應對感到好奇。

Gooseff 說：「這些動物投入了大量的能量來準備和關閉過冬。當第二年夏天天氣開始變暖時，它們會消耗能量再次活躍起來。對於像這次熱浪這樣的異常天氣，我們最擔心的問題之一就是這些動物可能會開始消耗更多的能量，以為現在是夏天，但兩天後又不得不再次關閉。

第二年夏天，即2022 年12 月，他和研究小組重返南極洲。他們對土壤進行了取樣，並對熱浪期間生活在潮濕地區和乾燥地區的生物進行了比較。

他們觀察到，在潮濕的地區，常見的線蟲Scottnema的數量減少了50%。蘇格蘭蛔蟲適應極度寒冷和乾燥的氣候。

“熱浪使環境顯得足夠溫暖，讓萬物變得潮濕，為夏季創造了一個虛假的開端。對這些溫度做出反應的一些生物學特性可能會因此受到嚴重破壞，”Gooseff 說。

極端天氣之間的急劇波動會對史考特水稻這樣的敏感物種造成極大的影響，但對其他動物（如沙蜥）的影響可能要小得多。這些生物對濕氣的耐受力較強，因此當環境變得更潮濕時，它們就能大量繁殖。

“土壤中哪些物種以及種群數量的變化會對生態系統的食物網和養分循環產生重大影響，”Gooseff 說。

先前的研究表明，乾谷土壤生態系統中約有10%的碳是由線蟲Scottnema處理的。由於氣候變遷加劇了南極洲的極端天氣事件，較大的物種也受到了影響。例如，2013 年夏天，南極洲東部阿德利海岸出現異常降雨，導致該地區所有阿德利企鵝雛鳥死亡。 7 月，南極洲東部部分地區的氣溫比通常的冬季平均氣溫高出50 °F。

Gooseff 和他的團隊計劃繼續記錄極端天氣事件及其對南極生態系統的影響。他說：「在南極洲發生的事情不會只留在南極洲。冰架的消失對我們海洋的質量平衡有相當大的影響，甚至會影響到數千英里之外的我們」。

編譯自/ ScitechDaily