罕見!南冰洋上空有不受人類影響的最乾淨空氣 | 世界環境日

有人的地方就有江湖，有江湖的地方就有汙染。

地球上是否存在未受人類活動影響的一方淨土？

答案是「存在」。

那麼問題又來了，這塊淨土在哪裡？

2020 年 6 月 1 日，一組來自美國科羅拉多州立大學和澳大利亞氣象局的研究人員在《美國科學院院報》上發表了一篇題為 Airborne bacteria confirm the pristine nature of the Southern Ocean boundary layer（空氣中的細菌證實了南冰洋邊界層的原始性質）的論文，用數據證明：位於澳洲南部與南極洲之間的南冰洋上空擁有著地球上最乾淨的空氣。

南冰洋：有爭議的第五大洋

判斷空氣乾淨不乾淨，自然是要看成分。

實際上，大氣中普遍存在著多種多樣的微生物，其種類和數量隨地區、海拔、季節、氣候等因素而有不同，同時也會對生態產生潛在的影響。

按道理，公共場所、醫院、宿舍、城市街道的空氣中，微生物含量最高，而在大洋、高山、森林等地上空的空氣中微生物含量就相對少很多。

不過，究竟真實情況如何，還是要靠數據說話。基於此，研究人員將目光聚焦於南冰洋上空。

等一下，我只聽過北冰洋，南冰洋是什麼洋？

雷鋒網了解到，南冰洋（Southern Ocean 或 Antarctic Ocean）也叫南大洋或南極海，圍繞著南極洲，是南緯 50° 以南的印度洋、大西洋和南緯 55°-62° 間的太平洋海域。

南冰洋是世界上第五個被確定的大洋、唯一一個完全環繞地球卻未被大陸分割的大洋，也是一片有爭議的大洋——2000 年，國際水文地理組織確定其為一個獨立的大洋。不過，由於每個大洋都應有其對應的中洋脊，依據這一標準，有學者至今不承認南冰洋這個稱謂。

了解了研究對象後，現在說一說研究方法。

當前，主流的大氣氣溶膠來源測定方法為高通量測序，這種方法主要用於陸地上空大氣，對於海洋上空生物氣溶膠的多樣性、分布等數據的測量仍然比較有限。

因此，研究人員採集了夏季南北洋上空大氣邊界層的空氣，並對過濾所得的樣本進行細菌概況分析。研究人員使用了 DNA 測序和來源追蹤，輔以大氣反向軌跡分析，旨在確定細菌的來源、組成以及數據背後可能有的更深層含義。

實際上，上述樣本是在 2018 年 1 月 12 日至 2 月 19 日期間澳大利亞海洋國家基金（MNF）的研究船航行期間收集的。

當時，航行船從澳大利亞塔斯馬尼亞島港口城市霍巴特（Hobart）啟航，航行至距南極冰緣不到 40 公裡處（緯度為 66.46 ° S）返回。下圖展示了具體的航行圖。

地球上最乾淨的空氣

經過分析，研究人員得到了以下幾方面結論。

第一，氣溶膠來源方面，海洋細菌佔主導，且隨緯度變化呈現種類差異。

具體來講，按緯度可分三個區域：

• 44.2-50.7 ° S：以擬桿菌為主（45.5%）；

• 54.1-62.0 ° S：以變形菌（50.9%）和擬桿菌（46.3%）為主；

• 64.6-65.4 ° S：以變形菌（90.1%）和擬桿菌（7.8%）為主。

值得關注的是，樣本中細菌的 50 個主要擴增子序列變異中，有 45 個來源於海洋，其餘 5 個與土壤或淡水來源有關。

另外，研究人員收集了淺層海水、深層海水、海洋沉積物、澳大利亞和南極土壤、淡水、汙泥和人類糞便樣品，與氣溶膠樣品進行對比，發現氣溶膠主要以受海洋的影響為主，土壤（0-0.06％）、淡水（0-0.03％）和人類糞便（0-0.03％）的影響微乎其微。

第二，氣溶膠多樣性方面，從北至南，多樣性數值呈現下降的趨勢。

其實這點不僅再次印證了第一點，也符合常識——越靠近南極、遠離澳洲大陸，人類活動的影響自然也就越小。

第三，氣溶膠影響因素方面，緯度、氣溫和水溫與多樣性數值呈強正相關，其他氣象因素無顯著相關。

具體來講，為避免影響因素間的互相關效應，研究人員對下圖中每個因素都進行了單獨的多變量分析，結果表明南冰洋區域上空的氣溶膠主要受緯度影響，其次是溫度影響。

而我們都知道，緯度越高，空氣和水的溫度都越低。也就是說，溫度還是受緯度的制約，其實這一點也說明該地區並不受到人類活動的影響。

不難看出，這一區域幸運地躲過了人類活動帶來的大量汙染，是全球極為罕見的不受人為影響的區域之一。

6 月 5 日是世界環境日，也許汙染環境已然成為人類社會發展繞不開的問題，但我們也應時常放慢腳步，敬畏自然。

引用來源：

https://www.pnas.org/content/early/2020/05/28/2000134117

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