来源:SEAWIFS/NASA戈达德太空飞行中心
致命羽流? 美国宇航局的SeaWiFS卫星于2000年2月26日拍摄到有记录以来最大的非洲沙尘暴之一,当时它正位于大西洋上空。 |
加勒比海珊瑚正在死亡。这是确定的。在过去的二十年里,海藻和其他藻类已经蔓延到大多数精美的珊瑚礁上,这些珊瑚礁是由石珊瑚(分泌坚硬的碳酸钙房屋的动物)花费数千年才建立起来的。诸如船只搁浅、倾倒污水和过度捕捞等人为活动导致了一些破坏,但科学家们现在开始考虑一种更难以捉摸的威胁——来自非洲的土壤。
在夏末的一天,透过迈阿密或圣胡安的天空,你会看到这种威胁潜伏着,那是一种红色的雾霾,几乎遮挡了太阳。研究人员早就知道,强风会周期性地将富含粘土的红色土壤从萨赫勒的干燥表面(非洲撒哈拉沙漠以南的地区)扫过,并以巨大的羽流形式将其送过大西洋,从太空很容易看到。然后,这些空中的尘土像过去几十万年来的每个夏天一样,降落在佛罗里达州南部和加勒比海。(事实上,巴巴多斯的表土几乎完全是非洲的尘土。)直到最近,研究人员才意识到,这些尘土中充满了潜在的珊瑚杀手——包括疾病孢子、放射性元素和过量的营养物质。
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美国地质调查局位于佛罗里达州圣彼得堡的海洋地质学家尤金·A·辛恩在研究加勒比海造礁珊瑚及其令人困惑的消亡近30年后,开始怀疑非洲的尘土。当辛恩开始他的工作时——以及在那之前的至少6000年里——分枝的鹿角珊瑚和角珊瑚(Acropora palmata 和 Acropora cervicornis)主宰着加勒比海的珊瑚礁。
令辛恩沮丧的是,一种叫做黑带病的组织杀灭性细菌粘液出现在他的一些研究地点,时间是在20世纪70年代初,并且此后一直在蔓延。1983年夏天,一种常见的食草海胆(Diadema antillarum)开始神秘地死亡。一年之内,它们中的90%都消失了。由于没有这些海胆来啃食,藻类迅速蔓延到石珊瑚上,而许多石珊瑚已经生病。仅仅二十年的时间,大多数加勒比海珊瑚礁就从以珊瑚为主变成了以藻类为主。
来源:美国地质调查局
受感染的脑珊瑚。 组织杀灭性粘液,即黑带病,以每年高达1厘米的速度向外扩散,于1985年在佛罗里达礁岛群中变得猖獗。 |
多年来,辛恩一直在探索水污染如何可能破坏佛罗里达礁岛群的珊瑚礁。但他发现的任何东西都无法解释为什么同样的疾病在远离人类活动的地区也正在杀死珊瑚。然后在20世纪90年代后期,他注意到珊瑚疾病的扩散恰逢北非严重干旱的开始以及更多尘土跨越大西洋传播,迈阿密大学的约瑟夫·M·普罗斯佩罗深入研究了这一现象。更重要的是,辛恩和普罗斯佩罗意识到,有记录以来最大的非洲尘土降落是在1983年——也就是Diadema死亡的同一年。
搭便车
“珊瑚和海胆的死亡与尘土的增加之间的简单相关性首先引起了我的兴趣,”辛恩说。他和他的同事怀疑,尘土可能携带导致这些疾病的孢子或细菌,但他们直到最近才获得证据。
1996年,南卡罗来纳大学的加里特·W·史密斯和其他研究人员鉴定出一种土壤真菌(Aspergillus sydowii),它一直在杀死被称为海扇的软珊瑚(特别是Gorgonia ventalina和Gorgonia flabellum),这些软珊瑚一度在加勒比海广泛存在。神秘的事实是,曲霉菌不能在海水中繁殖,然而,海扇已经与这种疾病进行了十年的持续战斗。一定有某种东西为加勒比海域提供了这种疾病的持续弹药。也许是非洲的尘土?
史密斯和他的同事最近从美国维尔京群岛上空收集的非洲尘土样本中分离出了曲霉菌孢子,并且他们在10月1日出版的《地球物理研究快报》上报告了他们的发现。这份报告是第一个非间接的证据,表明非洲尘土对珊瑚有害,但一些研究人员仍然不愿意过多地归咎于它。“我还没有准备好加入这个行列,但我也不能忽视它,”海洋地质学家威廉·F·普雷希特说,他自20世纪80年代初以来一直在研究伯利兹附近的珊瑚礁。“我个人的感觉是,这是合理的,因为这些讨厌的东西确实生活在尘土中,而且我们确实知道,过去二十年来,尘土一直在增加。”
来源:美国地质调查局
海胆死亡。 单一物种的食藻海胆,Diadema anitllarum,一直保持加勒比海珊瑚的清洁和健康,直到1983年,一场神秘的、加勒比海范围内的疾病几乎将它们消灭殆尽。随着90%的海胆消失,没有任何东西可以阻止藻类,它们很快就吞噬了珊瑚。 |
不幸的是,对于珊瑚而言——也许对于人类也是如此——土壤真菌并不是唯一搭着尘土顺风车的讨厌的东西。在加勒比海收集的来自水箱底部的非洲尘土中,辛恩和他的同事发现了惊人高浓度的有毒汞和放射性铍-7。这些发现得到了去年二月份的证实,当时亚速尔大学的科学家们从一个异常大的非洲尘羽中捕获了尘土样本,当时它正漂过位于里斯本以西约1500公里的他们的大西洋岛屿社区。辛恩说,尘土每克释放的伽马辐射高达45000 dpm,大约是工作场所允许辐射量的三倍。
至于汞,每百万个尘土颗粒中会出现两个危险金属颗粒。这听起来可能不多,但汞通常在大气中的浓度为每十亿个尘土颗粒中出现几个颗粒。辛恩推测,阿尔及利亚的露天汞矿可能是来源。
不仅仅是一辆货车
搭乘尘土顺风车的颗粒可能不是唯一的珊瑚杀手。尘土本身也可能构成威胁。尘土由小的铁、铝、磷和其他元素颗粒组成——所有这些都是已知支持微观生命的重要营养物质,但过量的营养物质可能会产生负面影响。杜克大学的马歇尔·L·海耶斯正在调查尘土中的铁是否会促进杀死珊瑚的细菌的生长。“你不需要将外来病原体带入一个区域,”海耶斯说。“你可以拥有一个潜在的致病生物,并为其提供更多营养物质,以增强其毒性。”
分子、蛋白质和其他细胞成分需要铁才能发挥作用,因此在铁受限制的海洋区域,例如一些珊瑚礁,细菌和其他微观生命的体积会受到抑制。大量的铁——例如来自非洲尘羽——可能会引发猖獗的生长。为了测试这个假设,海耶斯向两种已知会杀死珊瑚的细菌中注射了铁和非洲尘土,其中约3%是铁。
1996年,南卡罗来纳大学的加里特·W·史密斯和其他研究人员鉴定出一种土壤真菌(Aspergillus sydowii),它一直在杀死被称为海扇的软珊瑚(特别是Gorgonia ventalina和Gorgonia flabellum),这些软珊瑚一度在加勒比海广泛存在。神秘的事实是,曲霉菌不能在海水中繁殖,然而,海扇已经与这种疾病进行了十年的持续战斗。一定有某种东西为加勒比海域提供了这种疾病的持续弹药。也许是非洲的尘土?
史密斯和他的同事最近从美国维尔京群岛上空收集的非洲尘土样本中分离出了曲霉菌孢子,并且他们在10月1日出版的《地球物理研究快报》上报告了他们的发现。这份报告是第一个非间接的证据,表明非洲尘土对珊瑚有害,但一些研究人员仍然不愿意过多地归咎于它。“我还没有准备好加入这个行列,但我也不能忽视它,”海洋地质学家威廉·F·普雷希特说,他自20世纪80年代初以来一直在研究伯利兹附近的珊瑚礁。“我个人的感觉是,这是合理的,因为这些讨厌的东西确实生活在尘土中,而且我们确实知道,过去二十年来,尘土一直在增加。”