
作者/马修·哈里斯,基尔大学气候科学博士研究员。

每年夏天,随着南极洲周围的海冰消退,成千上万的游客和科学家乘邮轮和飞机涌向这片大陆。
这片偏远的大陆正变得越来越容易到达——2019-2020年旅游旺季期间,游客人数达到7.4万,其中绝大多数是乘船旅行。科学活动也很重要,有70多个研究站聚集了数千名研究人员。
这些活动预计在未来会越来越多,并产生长远的影响。在寻求研究或惊叹于地球上最后(几乎)未受干扰的地方之一时,人类产生的这些影响,已经可以被测量和量化。
根据《南极条约》,游客和科学工作者必须清除南极大陆的垃圾。垃圾和人类排泄物被运出大陆,在较温暖的纬度地区处理。但有些形式的垃圾并不是那么容易被运走。
在南极洲的所有活动——无论是科学取冰的动力钻头还是运输车辆——都需要燃烧燃料。当我们燃烧燃料取暖或四处走动时,我们的活动会释放出“黑碳”(烟和烟灰)的微小颗粒。
在世界的其他地方,森林火灾和人类活动释放了大量的黑碳。它能传播到很远的地方——2019-2020年澳大利亚森林大火的烟灰遍布世界各地。
然而,由于环极风这道强大“屏障”,与世界其他地区隔绝的南极洲,其黑碳的来源通常是更局部的。
发表在《自然通讯》杂志上的新研究广泛地量化了人类居住区附近雪地中的黑碳水平。科学家们从南极洲一段2,000公里(约1,240英里)范围内的28个地点收集了样本,该范围从南极半岛延伸到南极西部冰盖的内部。
通过分析雪样本中吸光颗粒的数量和类型,研究人员记录了人类排放的烟尘是如何影响南极积雪的特性的。

*人迹罕至的地点,黑碳浓度较低。
样品通过过滤器并分析其光学性质,以确定颗粒的数量和类型。南极雪中存在许多吸收光的杂质,尽管数量非常少——南极雪中黑碳的含量约为每克雪1纳克(1纳克等于0.001微克,也等于0.000001毫克)。
为了区分灰尘和黑碳,研究人员使用了“angstrom波长指数”。简而言之,较小的粒子比较大的粒子吸收的光带更大——因此,雪样本中的粒子类型可以从实验室中被过滤的粒子与光的相互作用中推断出来。
来自人类住区附近的所有样本显示,黑碳含量大大高于南极大陆平均水平,这是人类排放的明显迹象。黑碳水平的升高将影响雪吸收光线的方式,也就是“反照率”。
反照率较低的雪融化得更快。因此,收集到的雪样本中的黑碳含量可以用来推断积雪融化速率是否由于人类活动而增加。
结果是发人深省的。在南极半岛人类定居点附近的受影响地区,人类产生的黑碳每年夏天可能导致地表积雪融化多达23毫米。
在具体研究旅游活动时,作者们计算出,2016年至2020年期间,每位游客实际上融化了约83吨雪,这主要是由于游轮的排放。
科学活动也不例外——事实上,科学研究站通过使用燃料密集的设备和车辆,有时甚至全年运行,使人均融雪率提高了一个数量级。
这项研究也证实了其他地方关于黑碳排放加速冰雪融化的类似研究。例如,亚马逊雨林的火灾被发现增加了安第斯山脉冰川的融化速度。

在南极洲,定居点附近的黑碳记录与其他关于微观污染的研究相呼应,例如在海冰和企鹅体内发现的微塑料。这些发现表明,人类的影响可能比从表面上看起来的更普遍、也更隐蔽。
随着南极洲人类活动的增加,随之而来的影响也会增加。这些研究为如何最好地减轻或完全避免这些危害提供了重要的信息。为了尽量减少对野生动物和环境的危害,科研和旅游活动都必须受到严格的管理。
(独家编译:科幻世界)
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