本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。
在天体生物学中,行星“宜居性”的概念主要取决于类地行星表面有多少比例能在一年内维持液态水。这是一种极其粗糙的衡量标准;它假设液态水等同于生命的可能性,仅此而已。尽管如此,对于初步了解环境是否可能支持我们所知的生命来说,这仍然是一个不错的衡量标准。
基于这种衡量标准,现代地球大约有 85% 是宜居的。但在过去几年,至少在北极地区,我们已经看到了一些非同寻常且令人不安的变化。目前,北极地区异常温暖(实际上,甚至更热),远超本季节的预期。此外,北极海冰的构成也越来越倾向于更薄、更年轻的物质——正在失去全年持续存在的旧冰。
这些数字实际上令人震惊。自 20 世纪 80 年代中期以来,多年旧冰(年龄超过 4 年)已从约占冰盖总面积的 20% 降至不足 3%。您可以在 NASA 在此动画中汇总的数据中看到这种情况。这就像观看一个摆动的钟摆,它越来越难以回到起始位置。
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(视频来源:Cindy Starr,美国国家航空航天局科学可视化工作室。字幕作者:Maria-Jose Vinas,美国国家航空航天局地球科学新闻团队。)
正如美国国家航空航天局地球观测站网站所述,这部影片是由大量数据汇编而成的。
“这些可视化效果基于来自漂流浮标、气象站、计算机模型和 12 颗卫星(主要是被动微波仪器)的数据,这些数据在过去四十年中进行了测量。被动微波仪器测量亮度温度,即海冰由于其温度、盐度、表面纹理和顶部积雪量而发射的微波能量。每块浮冰都有其特征亮度温度,因此研究人员开发了一种方法来识别和跟踪连续微波图像中的浮冰,因为它们在北极移动。”
该动画跨越了过去 30 年,旧海冰(较浅的色调)变得越来越少。
旧冰也更厚,这意味着北极的冰总体上确实变少了——无论是在夏季范围还是总体积上。
最重要的是,地球环境在不久的将来使北极无冰变得越来越容易。原因当然是人类活动导致我们大气层中温室气体含量增加(否认这一点就是否认物理学本身)。
因此,从表面上看,从天体生物学的角度来看,你可能会倾向于说,如果有什么变化,地球可能会变得更宜居。将会有更多的地表面积可以维持液态水(假设南极洲不会以某种方式补偿,或者较低纬度的极端冬季变化不会影响宜居性计算)。
但这正是我们人类以及天体生物学面临的最大挑战之一。关于宜居性,没有任何事情是真正那么简单的。
无冰的北极将对全球系统产生深远的影响。从天气模式到海洋盐度,再到海洋生物(从微生物到鲸鱼)的根源种群,以及所有其他与此生态系统相关的物种。
我们可能即将痛苦地认识到,宜居性不仅仅是一个星球可以容纳多少液态水。