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已有10万年历史的神奇“内陆红树林”蕴藏着海平面上升的线索

墨西哥塔巴斯戈州(Tabasco)圣佩德罗马蒂尔河流经的花生泻湖(El Cacahuate)沿岸长满了红树林,距离它们通常栖息的海岸有160公里远。 PHOTO

墨西哥塔巴斯戈州(Tabasco)圣佩德罗马蒂尔河流经的花生泻湖(El Cacahuate)沿岸长满了红树林,距离它们通常栖息的海岸有160公里远。 PHOTOGRAPH BY OCTAVIO ABURTO

这棵耸立在瀑布中的红树,是生长在泻湖周围红树林的一份子。大约在10万年前,当时的海平面比现在高出数公尺,这里仍是一片整满红树林的海滨,而今天泻湖畔的红树林,正是

这棵耸立在瀑布中的红树,是生长在泻湖周围红树林的一份子。大约在10万年前,当时的海平面比现在高出数公尺,这里仍是一片整满红树林的海滨,而今天泻湖畔的红树林,正是当时红树林的后代。 PHOTOGRAPH BY OCTAVIO ABURTO

锦龟在红树林水下根部找到藏身处。 PHOTOGRAPH BY OCTAVIO ABURTO

锦龟在红树林水下根部找到藏身处。 PHOTOGRAPH BY OCTAVIO ABURTO

圣佩德罗马蒂尔河平静的河水富含钙离子,让红树林在没有咸水的环境下仍能生存。 PHOTOGRAPH BY OCTAVIO ABURTO

圣佩德罗马蒂尔河平静的河水富含钙离子,让红树林在没有咸水的环境下仍能生存。 PHOTOGRAPH BY OCTAVIO ABURTO

(蜘蛛网eeook.com报道)据美国国家地理(撰文:ALEJANDRA BORUNDA 编译:曾柏谚):神奇「内陆红树林」蕴藏着海平面上升的线索,这片已有10万年历史的红树林显示海平面曾比今天高出数公尺,并警告我们历史在气候变迁下仍可能重演。

当研究团队驾着小船驶过墨西哥与瓜地马拉接壤处附近的圣佩德罗马蒂尔河(San Pedro Martir River)时,眼前出现了令人意想不到的景象:在离海岸超过160公里远的内陆,竟有一片红树林沿着一旁宽阔、波光粼粼的泻湖生长着!

这里根本就不是红树林该出现的地方,它们通常局限于海岸的狭小区域,在严峻的咸水、风暴,以及波涛中成长茁壮。

但不知何故,这片红树林就生长在一组比当今海平面高出数公尺的瀑布之上。研究团队仔细分析后发现更惊人的是:这片红树林是远古世界留下的一座活遗迹。它们的祖先大约在10万年前抵达该地,当时的地球与今天差不多暖,但海平面却高出了好几公尺。而后随着海水消退,这片红树林找到了生存下去的方式。

该研究发表在《美国国家科学院学报》(PNAS)上,其第一作者,同时也是斯克里普斯海洋研究所(Scripps Institution of Oceanography)研究员的奥克塔维奥.阿伯托奥罗佩萨(Octavio Aburto-Oropeza)说:「我们拼凑出了一个失落世界的样貌。」

这个远离现代海岸的古海岸遗迹,有助于世界各地的研究人员理解海平面在地球上一次温暖时期究竟高出现在多少?这对那些希望厘清全球暖化会使海平面上升多少的人而言,是个极其重要却又争论不休的议题。

远古世界的活遗迹

莱布尼兹热带海洋研究中心(Leibniz Centre for Tropical Marine Research)的红树林专家维罗尼克.赫尔弗(Véronique Helfer)表示,虽然一般生长在狭窄沿海地带的红树林确实有可能生长在其他地方,但它们难以和其他植物竞争。 「一般来说,它们会被限制在潮间带里。」他说。

这座新发现的内陆红树林之所以能「离岸索居」,得要归功于四周的土壤淋溶出大量的钙离子流入泻湖与河水中,营造出类似海水的液态环境,使红树林能够留存至今。

这些红树林也不孤单,与之作伴的还有优雅的兰花(红树林香蕉兰,Myrmecophila tibicinis)、娇贵的卤蕨(Acrostichum aureum),以及海葡萄(Coccoloba barbadensis)等许多今天与红树林共同生活的植物;远古的蚵壳就嵌在红树林下方木质根系之间的沉积物内;古老的沙丘与卵石滩也从泻湖边缘延伸出去。

阿伯托奥罗佩萨和同事想进一步叩问的是,这片红树林是如何以及何时抵达这里的?红树林传播得既不快也不远,大多会留在原地。澳洲麦考瑞大学 (Macquarie University)的红树林专家尼尔.桑蒂兰(Neil Saintilan)说:「红树林的种子会在树上发芽后掉入潮汐中,通常会在左近扎根前漂流一小段距离。」

阿伯托奥罗佩萨和同事推测,水流不可能带着红树林幼苗逆流而上乃至跨过高耸的瀑布,所以这片红树林的祖先,肯定是在这片区域还是海岸时抵达的。

为了验证这个假说,研究团队将这座红树林的基因与位在犹加敦海岸线的其他红树林比较。

加州大学洛杉矶分校负责分析基因的生物学家菲利普.萨帕塔(Felipe Zapata)说:「地球上任何生物的历史都写在它们的DNA里。」

如果这座内陆红树林成长于过去那个温暖的时期,并在海平面下降后受困于陆上,它们在遗传上会与现代海岸的红树林有所不同──而这正是基因组分析清楚显示的结果。

不过研究团队并未止步于此。生物细胞在复制遗传物质时会发生「微小意外」,当这些微渺变化以惊人的规律速率累积起来后,就成了一座以遗传时间计时的分子钟。阿伯托奥罗佩萨说,从这座时钟可以得知,这片泻湖红树林与它们最近的亲戚大约已经分离了10万年之久,成了一座「远古世界的活遗迹」。

这个时间点与地球历史上的某个时期相近,当时的海平面比今天要高出许多,但究竟高出多少?迄今仍没有定论。

过去的海平面

综观历史,地球因轨道摆动而经历过剧烈的大气变化。有时地球倾斜得更加靠向太阳,吸收热能的效率大增;有时,地球轨道沿着轴线沿着一个轴向延伸,离太阳这个热源更远,全球温度也就随着这些变化上下波动。

这些温度变化对海平面高低举足轻重。例如约2万年前笼罩地球的大冰河期,巨大的冰层覆盖了北美洲,最南延伸到五大湖与长岛;南极洲冰层分布得比今天的范围还要更远;大量的水份被锁在了冰中,导致海平面下滑;较冷的海洋体积也较小,海岸线有时甚至比今天的位置还要再延伸出好几公里。相反地,冰层会在地球气候较暖的时期融化,海水也会「热涨」,海平面也就跟着升高。

地球最近一次的气温高峰发生在约12万年前,当时全球温度比起工业革命前大约高出摄氏0.5至1.5度,平均落在高出摄氏1度左右。而今,地球暖化已经重回了这个温度区间,大多数签署《巴黎协定》 (Paris Climate Accords)的国家同意必须将暖化幅度限制在摄氏2度之内,最好是摄氏1.5度以下。

曾研究过墨西哥湾过往海平面的加州大学圣塔芭芭拉分校地质学家亚历克斯.西姆斯(Alex Simms)说:「全球气候的状态与当时没有差太多,那么这是否意味着我们可以预期,在未来1000年内海平面会上升5公尺甚至更多呢?」

差异非常重要,因为即使海平面只上升1公尺,也会淹没拥有主要城市、经济重镇与文化资源的大片沿海区域。全球大约有7.7亿人生活在海拔不到5公尺的地方,海平面倘若上升9-10公尺会是场大灾难。因此,任何能协助确认地质往事的资料,都可以帮助研究人员更精确地预测未来风险。

海曾有多高?

但是要确认10万年前──也就是这批红树林祖先扎根的时间──的海平面位置相当棘手。通常研究人员会寻找沙丘、珊瑚礁等古代海岸线存在的证据,接着测量这些古海岸线与当前海岸线的距离来确认海平面差距。但潮汐变化、当地地质等无数问题会让测量变得复杂,比如光融冰是来自格陵兰岛或南极洲这件事,就能让远方的海平面纪录复杂化。

泻湖红树林发现的位置比今天海平面要高出9公尺。除此之外,研究团队也在附近一户人家挖井时发现了一些地质证据。该户人家于几公尺深的地方发现了一层厚厚的贝壳与沙子,经确认属于一处海拔高约10公尺的古海滩的一部分。

尽管这个高度落在许多科学家认知中末次间冰期(Last Intergalacial period)的海平面估计值高点,但香港大学的海平面专家妮可.汗(Nicole Khan)解释道,该研究团队发现的海拔高度未必真实反映了过去的海平面高度有9公尺高,这个数字可能因为地幔深处的地质变化而被高估。

犹加敦的这个位置可能受到「冰河均衡调整」(glacial isostatic adjustment)效应的影响。当规模如末次冰期覆盖北美洲的冰层形成,它们的重量就好像我们躺在床垫上会陷下去一般将地壳往下压。下沉的地壳会将地幔往深处推去,地幔被挤压后则在其他区域隆起,形成团块或山脊一类的前隆(forebulge),这些前隆处的海拔就提升了。

犹加敦可能就位于那个巨大冰层的前隆范围内,海拔可能也受到已消失无踪的冰层影响,而比过去来的高。最近一项研究表示,在邻近的加勒比地区,这种效应可能大至带来几公尺的落差。如果泻湖红树林所在位置也是如此,那么研究团队所发现海拔9-10公尺的古海滩,实际代表的海平面高度可能要低上一些。

汗表示,在这个故事里关于海平面还有许多大问题有待解答。但重要的是,这项研究带来的大量资料显示,即便在条件与当前没有差异太大的情况下,海平面高度仍可能有大幅变化。

西姆斯说:「从海平面的角度来看,这项研究与其他成果明确披露了即便人们没有把气候搞砸,海平面也曾比今天高出许多的事实,所以我们真的得为更高的海平面预作准备。」




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