南極無(wú)冰區(qū)發(fā)現(xiàn)數(shù)百只企鵝木乃伊 誰(shuí)是害死它們的元兇

本報(bào)記者 陳 瑜

憨態(tài)可掬的企鵝，受到很多人的喜愛(ài)。

作為企鵝的一種，在南極無(wú)冰區(qū)繁殖的阿德雷企鵝卻面臨諸多生存困難。夏季的暴雨、冰山的阻隔，現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究表明，這些都可能釀成企鵝幼鳥大量死亡的慘劇。

此類事件在歷史上是否存在?很不幸，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)極地環(huán)境研究室孫立廣-謝周清教授小組的最新研究顯示，上述慘劇曾經(jīng)上演。過(guò)去千年里，兩場(chǎng)大規(guī)模天氣災(zāi)害，引發(fā)企鵝幼鳥大規(guī)模死亡的生態(tài)災(zāi)難事件。相關(guān)研究發(fā)表在最近出版的國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《地球物理研究雜志：生物地球科學(xué)》上。

這項(xiàng)研究的初衷是什么?研究的意義在哪?難度在哪?科技日?qǐng)?bào)記者就此采訪了相關(guān)人士。

資料圖：企鵝。中新社發(fā) 賴通 攝

兩項(xiàng)測(cè)試結(jié)果帶來(lái)意外發(fā)現(xiàn)

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)極地環(huán)境研究室開(kāi)展企鵝研究已有20年歷史。

此次再探東南極，環(huán)南極企鵝生態(tài)環(huán)境深度研究成為新目標(biāo)，作為團(tuán)隊(duì)新生代，論文第一作者、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)極地環(huán)境研究室博士生高月嵩的任務(wù)是研究歷史上島嶼東、西方位上的企鵝聚居地是否發(fā)生過(guò)遷移，以及地形對(duì)遷移的影響。

為了完成這項(xiàng)研究，高月嵩和澳大利亞的生態(tài)學(xué)家，在長(zhǎng)半島不同位置采集了一些糞土沉積剖面，希望通過(guò)碳-14測(cè)年和標(biāo)型元素重建企鵝活動(dòng)的年代范圍。

野外采樣過(guò)程中，高月嵩注意到遍布半島各處的廢棄企鵝聚居地和數(shù)量驚人的小企鵝干尸，這后來(lái)被孫立廣形象地比作企鵝“墓園”和木乃伊。

事后高月嵩坦言，當(dāng)時(shí)自己對(duì)此并不重視。

“我認(rèn)為每年有上萬(wàn)對(duì)企鵝在這繁殖，大量小企鵝難以養(yǎng)活是正?，F(xiàn)象，這些木乃伊的年代應(yīng)該很年輕。”高月嵩告訴記者，自己當(dāng)時(shí)一心想要研究最初設(shè)定的問(wèn)題，因此按照實(shí)驗(yàn)室慣常的研究流程做了碳-14測(cè)年和標(biāo)型元素測(cè)試。

大量測(cè)年結(jié)果表明，多個(gè)沉積剖面發(fā)育時(shí)代為2000年前到近3500年前，但剖面表層多有一個(gè)厚約20厘米的沉積物，它們是在距今750年同時(shí)產(chǎn)生的。

“這是非常奇怪的。如果沒(méi)有極端干濕事件，正常天氣狀態(tài)下沉積序列應(yīng)該有均勻的沉積速率，也就是說(shuō)，每沉積一定厚度消耗的時(shí)間相近。”高月嵩說(shuō)。但剖面研究發(fā)現(xiàn)，地表20厘米以下每沉積1厘米需幾十年到幾百年，而20厘米以上的沉積，所消耗的時(shí)間近似為0。

這表明，750年前當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境一定發(fā)生了很不尋常的事件。

另一個(gè)測(cè)試指標(biāo)——標(biāo)型元素的含量分析結(jié)果也很不尋常。

四個(gè)剖面中有三個(gè)剖面的頂部沉積物里都富集了磷和硫等企鵝糞土層的標(biāo)志性元素。通常，這標(biāo)志著企鵝種群數(shù)量的突然增高。其中一個(gè)剖面在頂部20厘米層位，不同尋常地發(fā)現(xiàn)了保存十分完整的小企鵝尸體。

這是研究室20年研究中沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的新情況。利用碳-14補(bǔ)測(cè)地表企鵝尸體年齡，證明大都距今750年。

考察同時(shí)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)半島另一塊地方也有大片小企鵝木乃伊。年齡測(cè)試發(fā)現(xiàn)，它們均距今200年，可能經(jīng)歷了相同的災(zāi)難過(guò)程。

強(qiáng)降雨事件引發(fā)小企鵝大規(guī)模死亡

“墓園”中的小企鵝是餓死、淹死還是凍死的?條帶狀平行排列是生前排列還是死后保存?孫立廣找到刑偵方面的專家，期待他們幫助找到導(dǎo)致企鵝死亡的“真兇”。遺憾的是，由于年代久遠(yuǎn)，目前技術(shù)可能無(wú)法對(duì)其進(jìn)行解剖和精確辨識(shí)。

在瀏覽高月嵩拍攝的數(shù)百?gòu)堈掌瑫r(shí)，其中一張引起孫立廣注意。照片上企鵝木乃伊和企鵝筑巢用的石子呈明顯條帶狀平行排列，而且企鵝腦袋一致下偏，有著被強(qiáng)烈的水流沖刷過(guò)的痕跡。

研究人員猜測(cè)，降水導(dǎo)致生態(tài)災(zāi)難。

這種猜想并非毫無(wú)依據(jù)。未經(jīng)換羽的小企鵝羽毛缺少油性物質(zhì)，被雨水浸濕后極易被凍傷乃至死亡。

但他們需要尋找更多證據(jù)來(lái)支持“降水假說(shuō)”。

一次偶然機(jī)會(huì)，高月嵩看到一篇文獻(xiàn)提到，法國(guó)生態(tài)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，2013年—2014年幾場(chǎng)連續(xù)的降雪和南極罕見(jiàn)的降雨，導(dǎo)致法國(guó)站企鵝繁殖地當(dāng)年孵化的幾萬(wàn)只小企鵝無(wú)一生還。這確認(rèn)了降雨會(huì)導(dǎo)致生態(tài)災(zāi)難。

與此同時(shí)，他調(diào)研了大量資料，不僅證明強(qiáng)降雨導(dǎo)致小企鵝死亡的災(zāi)難事件，還連帶證明，在距今750年前后，南極洲邊緣部分地區(qū)曾經(jīng)發(fā)生過(guò)降水量增大的過(guò)程。這是冷暖交替過(guò)程中發(fā)生的極端天氣事件。

按照猜想，如果歷史上該地區(qū)發(fā)生過(guò)強(qiáng)降水，那就不可能是孤立事件，臨近地區(qū)同樣也會(huì)有降雨發(fā)生，一定能在附近的湖泊沉積中找到證據(jù)。

在中山站站區(qū)20年的研究積累，為研究人員提供了水動(dòng)力加強(qiáng)的證據(jù)，表明該地區(qū)發(fā)生過(guò)強(qiáng)降雨事件。

合理預(yù)測(cè)可應(yīng)對(duì)企鵝生存風(fēng)險(xiǎn)

在孫立廣看來(lái)，該研究的另一重要意義是發(fā)出警示，在全球氣候變暖背景下，極端氣候事件頻發(fā)的可能性加大，尤其是降雨、降暴雨的概率增加，企鵝將面對(duì)新的生存挑戰(zhàn)。

因?yàn)楝F(xiàn)代全球氣候正處于劇烈變化時(shí)期，氣溫、降水、極地海冰、天氣現(xiàn)象等在短時(shí)間里頻繁出現(xiàn)異常，尋找其規(guī)律，是現(xiàn)代氣候?qū)W家一直探索的問(wèn)題。

長(zhǎng)時(shí)間尺度的氣候變化對(duì)企鵝生態(tài)的影響，是研究中一個(gè)非常重要的問(wèn)題，研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)尺度的氣候冷暖變化、大氣環(huán)流、冰蓋進(jìn)退等氣候環(huán)境因素，對(duì)企鵝聚落的繁榮和衰落有著不可抗拒的影響，由于長(zhǎng)時(shí)間尺度的變化相對(duì)緩慢，一般不稱之為“災(zāi)難事件”。

與長(zhǎng)時(shí)間尺度相比，短時(shí)間尺度的災(zāi)難性生態(tài)事件證據(jù)往往很難保存，因?yàn)闉?zāi)難“作案現(xiàn)場(chǎng)”很容易被清除。

“歷史上發(fā)生過(guò)的氣候事件與生態(tài)事件，一定會(huì)在海洋湖泊的沉積記錄和冰芯里留下證據(jù)。”謝周清說(shuō)，未來(lái)幾年內(nèi)，小組還要通過(guò)“以古論今”手段，在環(huán)南極范圍內(nèi)廣泛尋找過(guò)去生態(tài)災(zāi)難事件記錄，并對(duì)比研究其與氣候事件的關(guān)系，認(rèn)識(shí)氣候變化對(duì)企鵝及南極生態(tài)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，然后對(duì)未來(lái)氣候、生態(tài)變化作出合理的預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)。“通過(guò)了解全球變化背景下，極端氣候與生態(tài)事件的關(guān)系，才能有效地評(píng)估當(dāng)今企鵝所面臨的風(fēng)險(xiǎn)，這是一個(gè)長(zhǎng)期的目標(biāo)。”