全球气候变暖带来的影响,正在从海洋表面向更深的水域延伸。

地中海波克罗勒岛(Porquerolles)沿岸的海底世界(库存图片)。
地中海波克罗勒岛(Porquerolles)沿岸的海底世界(库存图片)。 AP - Annika Hammerschlag

科学家最新发现,地中海不仅正在变暖,而且正在变得越来越咸。更值得关注的是,这一变化已经深入到数千米深的海水中,而且速度正在加快。这项研究来自克罗地亚的鲁杰尔·博斯科维奇研究所。研究人员分析了可以追溯到上世纪50年代的海水温度和盐度的数据。研究结果日前发表在《地球物理研究快报》上。数据显示,地中海大部分区域的海水都出现了升温和盐度增加的趋势,且这种变化近年来正在加速。其中,亚得里亚海和爱奥尼亚海的变化尤其明显。

研究人员把近年来的数据,与1950年至1999年间的平均观测值进行了比较。结果显示,在海面到100米深度的范围内,海水温度异常升高了大约2.04摄氏度;100到300米深的水层,升高了1.13摄氏度;到了1000米深处,水温仍然比过去高出0.62摄氏度。更令人关注的是,即使在1000到2000米深的海水中,也能够检测到升温信号,平均升幅大约为0.21摄氏度。

有人可能会觉得,0.21摄氏度并不算多。但法国国家科学研究中心旗下维勒弗朗什海洋学实验室的荣誉研究主任让-皮埃尔·加图索提醒说,对于如此庞大的海水体积来说,即使是零点几摄氏度的长期变化,也意味着海洋吸收和储存了大量热能。

那么,海洋表面的热量,是怎么一路传到深海的呢?其中一个重要机制,就是海水的下沉和混合。尤其是在冬季,海洋表层的海水冷却以后,密度会增加。当这些较冷、较重的海水下沉时,就会把表层积累的热量以及其他物质带入更深的水层,并与深层海水发生混合。这也解释了一个现象:水越深,升温信号出现得越晚。

实际上,科学家早在几十年前就已经注意到了这一变化。维勒弗朗什海洋实验室早在1990年就进行了一项研究,发现地中海西部深层海水正在升温。当时的研究显示,在大约30年的时间里,水深超过2000米的海水,温度升高了约0.12摄氏度。

而这一次,科学家获得了更加完整、也更加丰富的数据。克罗地亚研究团队把不同来源的资料整合到了一起,包括区域海洋观测、历史上的船舶测量数据,以及如今广泛使用的Argo海洋浮标。

这些自动观测浮标会定期记录不同深度海水的温度、盐度等参数,再通过卫星把数据传回陆地。

分析结果显示,地中海的升温和盐度增加并不是局部现象,而是广泛存在于整个地中海。不过,表层海水的变化仍然最为明显。而水温和盐度的变化,还会进一步改变海水本身的物理性质。简单来说,海水变暖,会让海水的密度降低,也就是变得比较“轻”;而盐度增加,则会让海水的密度上升,变得比较“重”。

在地中海的一些区域,这两种作用目前似乎正在相互抵消。但科学家担心,这种平衡如果继续发生变化,最终可能会影响海洋表层和深层之间的水体交换。而这种交换,对深海生态系统至关重要,因为它关系到将氧气以及其他物质能否输送到深海。至于盐度持续升高究竟会给地中海生态系统带来多大影响,目前科学家还无法给出明确答案。

相比之下,海水升温带来的影响已经更加明显。近年来,地中海海洋热浪越来越受到关注。异常高温的海水,已经导致多种海洋生物出现大规模死亡。但对于深海生态系统,人们其实所知甚少。法国国家科学研究中心海洋生态学研究主任蒂埃里·佩雷斯指出,海水越深,生态系统长期以来经历的温度变化就越小。很多深海生物已经适应了数百万年来相对稳定的温度环境。因此,对于这些生物来说,即便只是非常微小的温度变化,也可能产生明显的生态影响。

地中海有时候被称作一片“微型海洋”。这是因为它相对半封闭,水体交换受到地理条件限制,因此气候变化带来的影响往往更加明显。与此同时,地中海也是世界上海洋观测历史最悠久的区域之一。几十年甚至上百年积累下来的观测资料,为科学家研究气候变化提供了非常难得的“时间序列”。

现在,研究人员还试图进一步回答一个问题:为什么地中海的升温和盐度变化正在加速?其中一个可能的线索,来自直布罗陀海峡。

法国科学家蒂埃里·佩雷斯特别指出,通过直布罗陀海峡与地中海相连的大西洋,其深层海水本身也正在升温。也就是说,地中海正在发生的变化,可能并不仅仅是地中海自身的问题。大西洋深层水温的变化,也可能通过海峡影响地中海的深层海水。

这意味着,今天我们在地中海深处检测到的零点几摄氏度变化,背后反映的可能是整个区域海洋环流和气候系统正在发生的长期变化。这也是为什么地中海值得科学家的持续关注。