地球会“记住”冠状病毒大流行吗?

树木年轮、冰芯和沉积物可能记录全球停摆期间污染的变化

2017 年,来自几所大学的研究人员使用先进的激光技术窥视从阿尔卑斯山高处提取的冰芯。他们发现了黑死病。

冰芯记录显示,在过去的 2000 年里,大气中铅的年水平仅突然下降过一次。那个时期是 1349 年到 1353 年,大致与人类历史上最严重的流行病之一相吻合:黑死病导致欧洲三分之一到一半的人口死亡。所有这些死亡都导致经济活动崩溃,包括铅的开采和冶炼。更少的微小铅颗粒漂浮在空气中并沉降到阿尔卑斯山的冰川上,在那里,雪将它们压缩成冰,从而在冰芯中铸造出每年的记录。

一场新的大流行病正在全球蔓延。最近的研究表明,随着人们放弃开车、飞机停飞和工厂关闭,各种类型的污染已显著下降。与去年同期相比,中国城市上空车辆排放的二氧化氮下降了 40% 至 60%。纽约市上空的一氧化碳浓度已降至 2019 年水平的一半。自一年前以来,全球二氧化碳排放量下降了 17%,分析表明,2020 年将出现有史以来最大的同比降幅,约为 20 亿公吨,占 2019 年总量的 5.5%。


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但是,我们集体污染输出的这些大规模中断是否足以在树木年轮、冰芯和沉积物中被捕获?地球会“记住”COVID-19危机吗?

缅因大学气候变化研究所所长、黑死病论文的主要作者保罗·马耶夫斯基说,如果我们想象一下 100 年后一位研究人员在冰中钻探,最有可能发现的标记将是气溶胶。气溶胶是可以在大气中漂浮数天或数周然后落到地面的超细颗粒。铅、镉和硫等污染物颗粒来自工厂和发电厂的烟囱、车辆排气管、采矿和冶炼作业以及其他来源。

俄勒冈州立大学专门研究冰芯和突发气候变化的古气候学家克里斯托·比泽特说:“在某些情况下,冰芯可以以每月的分辨率重建气溶胶,因此 COVID-19 信号应该会显现出来。”由于工业化世界的大部分地区已经封锁了两三个月,而且全球经济放缓仍在持续,冰芯中硫或镉沉积物的下降似乎是可能的。

比泽特说,另一种可能出现在冰芯中的重要气溶胶是烟尘——具体而言,是直径为 2.5 微米或更小的颗粒物,称为 PM2.5。这些颗粒主要来自燃煤和天然气发电厂,以及车辆排气管和炉灶。它们会加剧世界各地的人类健康。据认为是大流行病起源地的中国武汉市的 PM2.5 水平在城市封锁期间下降了 44%。与此同时,德里减少了 60%,洛杉矶减少了 31%。

我们的 2120 年古气候学家也可能在树木年轮中发现大流行病。随着树木的生长,它们会吸收硫、氮氧化物和从大气中沉积到土壤和水中的镉等金属。科学家可以使用质谱分析法来分析水平如何逐年变化。树木年轮可能比冰芯提供更好的记录,因为树木比普通冰川更靠近城市和工业中心。研究表明,即使仅在高空停留很短时间的颗粒也能传播很远。例如,美国和欧洲的化石燃料燃烧是覆盖北极冰雪的烟尘颗粒的主要来源

大流行的其他标记实际上可能涉及某些材料的水平高于平均水平,而不是更少。佐治亚理工学院的古气候学家金·科布认为,正在丢弃的越来越多的塑料个人防护设备(PPE)可能会出现在水道的沉积层中。她说:“你可能会在河流三角洲、沿海沉积序列以及我想象中的一些湖泊系统中看到这些,尤其是在它们毗邻大城市的情况下。”已经有许多公吨的塑料进入这些沉积物中,但增加数十亿的手套、口罩和其他一次性用品可能会产生脉冲——更厚甚至可能代表富含塑料的灾难的独特层。“这会是一个标记,一个按时间顺序排列的层,对于未来的地质学家来说,这将是一件非常有趣的事情,”科布说。

考虑到许多塑料需要很长时间才能降解,3020 年一位大胆的研究人员可能仍然能够辨别出这一层。树木年代学家也可能在某些长寿树木的气溶胶记录中开展工作。如果还有一些冰川和冰原存在,冰芯肯定会保留它们的标记。

10万年后,冰会讲述同样的故事。揭示我们过去气候的最古老的冰芯延伸到数百万年。“冰芯不会说谎,”马耶夫斯基说。“它们会在其能力范围内尽最大努力捕获大气中传输的所有物质。”

但在所有这些记录中,与大流行相关的二氧化碳排放变化将更难被发现。气体在大气和雪之间交换,直到雪被压缩成冰。如果排放量的下降只持续几个月然后反弹,那么这段时间可能不足以留下明显的变化。当然,如果大流行持续的时间比我们所有人都希望的要长,冰确实会记录下这种下降。

也许人类可以将大流行期间化石燃料使用量的减少视为一个机会,真正摆脱它们并大力减缓气候变化。如果这种反应发生,2020 年最终可能会看起来像某种转折点。科布说,她想象这样一种情景:“在数千年后的未来,2020 年将标志着排放量达到峰值的一年,因此也是大气二氧化碳浓度达到峰值的一年,因为我们开始重视科学以及我们在一个小星球上对彼此的集体责任。”

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