最安靜的地球日 | 人類是病了,但地球很好
2020年04月23日10:35

  來源:科普中央廚房 | 北京科技報

  新媒體編輯/房永珍  

  文/記者 劉辛味 編輯 丁林

  4月22日是第51個世界地球日。肉眼不可見的小小新冠病毒,讓地球換了模樣——大氣更透明,環境更安靜、野生動物更加活躍。

  每年的4月22日是世界地球日(Earth Day)。這是一個專為世界環境保護而設立的節日,今年是第51屆。

  這一個世界地球日,註定與眾不同——由於新冠疫情全球大流行,越來越多的國家和地區採取“封城”措施,人們也儘可能足不出戶。科學家發現,新冠病毒幾乎讓世界停頓了下來——空氣汙染與地震噪音減少了,野生動物似乎也正在恢復其應有的生機。或許在某種意義上,人類才是一直感染地球與環境的“病毒”。

  新冠疫情導致的人類活動減少,如何改變了地球的面貌?

  大氣變得更透明了

  世界衛生組織(WHO)此前的調查數據顯示,全球每10個人中有9人呼吸著汙染物濃度較高的空氣,而空氣汙染每年會造成700萬人死亡。近年來,世界各國都持續監測空氣汙染,並努力改善空氣質量,而在疫情之下,人們似乎什麼都不用做,就呼吸到了乾淨的空氣——這也許是大流行期間為數不多的好消息之一。

  今年2月底,美國航空航天局(NASA)和歐洲航天局(ESA)發佈報告,氣象衛星的監測數據顯示,我國空氣中的二氧化氮濃度在疫情期間大幅度減少。

  二氧化氮是主要的空氣汙染物之一,有刺激性,並會導致呼吸道疾病。這種汙染物主要由發電廠、工業生產和機動車排放。衛星上的對流層檢測儀(TROPOMI)收集了從2020年1月1日~20日(隔離前)和2月10日~25日(隔離開始後)我國的二氧化氮濃度,並將這些數據與2005~2019年同時期的平均檢測值做了對比,發現2020年的數據低於同期水平10%~30%。

△隔離開始前後,我國大氣中NO2濃度對比(圖源:NASA)
△隔離開始前後,我國大氣中NO2濃度對比(圖源:NASA)

  NASA下屬的Aura空氣監測衛星,迄今已經蒐集了超過15年的數據。每年春節期間,我國的空氣汙染都會有一定程度的下降,假期結束後汙染又會回升。但是今年不僅汙染比往年下降程度更大,持續時間也更長。NASA的空氣質量研究員Fei Liu表示,這是他第一次看到如此廣闊的區域內空氣質量發生急劇變化。

  除了二氧化氮以外,疫情影響區域的二氧化碳排放也顯著降低。一家獨立的空氣汙染研究機構“能源與清潔空氣研究中心”(CREA)分析認為,從2月3日開始的四周內,我國碳排放量下降了約25%(即2億噸二氧化碳),到3月底才恢復以往的水平。

  隨著疫情的全球大流行,其他國家也陸續開始實施隔離措施,對應地區的空氣質量同樣隨後變好。意大利的工業生產主要集中在北部,由於阿爾卑斯山對工業廢氣擴散的阻隔,這裏一直是歐洲主要汙染區之一。自大規模隔離開始之後,這裏的二氧化氮排放下降了約40%。

  “哥白尼大氣監測服務”是歐盟“地球觀測計劃”的項目之一,其主管Vincent-Henri Peuch直言這種現象前所未見:“過去只會因為天氣原因看到排放量出現較大變化,但如此之長時間的下降還沒遇到過。”

▲2019年3月與2020年3月的意大利二氧化氮濃度對比(圖源:ESA)
▲2019年3月與2020年3月的意大利二氧化氮濃度對比(圖源:ESA)

  哥白尼哨兵衛星(Copernicus Sentinel-5P)傳回的數據顯示,整個歐洲的二氧化氮濃度下降,與嚴格的防疫措施在時間上相吻合。NASA的衛星也監測到,美國東北部地區二氧化氮濃度與往年同期相比,下降了約30%,紐約的一氧化碳排放減少了約50%。

  世界上空氣質量改善效果最佳的地方,當數印度。2019《世界空氣質量報告》顯示,全球汙染最嚴重的前30個城市中,印度佔據了21個,這些地方空氣質量指數(AQI)在200都算是“好天氣”,有時AQI甚至會超過可監測範圍。

  但在新德里“封城”之後一週內,該地區PM2.5和二氧化氮濃度下降了71%,汙染水平降至30年來最低水平。印度環保組織Care For Air聯合創始人Jyoti Pande Lavakare說,“過去十年來,我沒見過這樣的藍天”。

▲印度賈朗達爾市的居民甚至看到了30年未見200公里開外的喜馬拉雅山脈。(圖源:Twitter)
▲印度賈朗達爾市的居民甚至看到了30年未見200公里開外的喜馬拉雅山脈。(圖源:Twitter)

  雖然衛星監測很直觀地看到了汙染程度的下降,但是對於科學家來說,環境的改善仍有很多未知因素。在北半球,氣候因素也會在上半年導致汙染水平的降低,因此環境科學家想瞭解汙染物濃度的降低與工業排放、交通運輸或是氣候變化之間更具體的關聯,疫情期間是千載難逢的機遇——正如萊斯特大學空氣汙染教授Paul Monks所說,“我們正在無意中,進行著有史以來規模最大的實驗。”

  同時,科學家也清楚當前汙染水平的下降是暫時的。他們擔心疫情結束後,空氣汙染又會加劇——希望持久的好天氣,還要依靠清潔能源。

  值得一提的是,科學家還發現空氣質量的改善,可能減少新冠肺炎死亡率。丹麥奧爾胡斯大學的研究人員認為:意大利北部新冠病人的死亡率(12%)比全國其他地區(4.5%)高的原因,就是空氣汙染所致。大量研究顯示,空氣汙染會使呼吸系統疾病加重,還會引發免疫系統失調,所以在汙染區的老年人感染新冠肺炎後,死亡率更高。

▲隔離前後新德里空氣對比(圖片來源:CNN)
▲隔離前後新德里空氣對比(圖片來源:CNN)

  哈佛大學陳曾熙公共衛生學院也得到了相似的結論,他們通過分析美國近3000個地區的PM2.5水平和新冠肺炎死亡率,發現PM2.5濃度每增加1微克/立方米,當地死亡率會增加15%。哈佛大學生物統計學教授,該研究論文作者Francesca Dominici表示,“如果感染了新冠病毒,還呼吸著被汙染的空氣,那就是火上澆油。”目前,這項研究還未通過同行評議正式發表,但相關研究可以讓科學家和政府重新思考環境汙染對人體健康的影響——儘管當前的汙染減少水平,對疫情損傷的緩解只能說是杯水車薪。

  地面變得更安靜了

  當天上的衛星發現大氣質量正在發生改變時,地面上的地震監測設備也記錄了與眾不同的信號——地震儀的背景噪聲顯著降低了。

  地震儀的背景噪聲,有些由各種人類活動導致的震動產生,如施工爆炸、工業生產、公共交通等,有些則是由各種自然運動造成,比如潮汐、火山活動等。在一些精密科學研究中,各種微小震動會影響實驗結果,比如引力波觀測實驗中,主要噪聲來源之一就是空氣的流動。

  地震科學家希望得到自然的地震信號,卻不可避免地記錄到噪聲——各種來源的噪聲信號會成為同頻率信號的干擾,導致真實的地震信號難以分辨。

  在疫情隔離時期,許多地震科學家發現,監測信號的背景噪聲下降到了歷史最低水平。加拿大自然資源部的地震學家John Cassidy表示,“只有像聖誕節這樣的假期時,背景噪聲才會接近歷史最低水平,而這種情況也只有一天罷了。”隨後,新西蘭、英國和法國等地的科學家也在社交平台上曬出了噪聲降低的結果。

▲疫情期間(粉紅色區域),湖北恩施的地面震動水平顯著降低。(圖片來源:國家地理)
▲疫情期間(粉紅色區域),湖北恩施的地面震動水平顯著降低。(圖片來源:國家地理)

  比利時皇家天文台是一家有近200年歷史的科研機構,除了天文學相關研究,還負責監測比利時和周邊地區的地震活動。該天文台的地震學家Thomas Lecocq表示,布魯塞爾實施封閉措施後,人類活動引發的噪聲信號下降了約三分之一。

  在一般情況下,地震探測裝置為了避免人為干擾,會安放在偏遠地區或深埋地下,形成地震台網——地震科學不僅僅是監測和報告地震發生,更是通過地震波開展地球物理勘探工作,瞭解地球的組成與結構。Lecocq說,這座具有百年歷史的建築中的地震儀,平時“基本沒用”。但這次疫情讓大家都待在家中後, “天文台里的地震儀幾乎與在100米地下的儀器探測到的數據相同。”

  背景噪聲信號的減少,能讓科學家辨認出更多小規模的地震,或是增強追蹤自然震動的信號,比如監測火山活動。英國地質調查局的地質學家Brian Baptie在接受採訪時表示,“(更靈敏的)數據能夠揭示更多震級的頻率,以及在更遠地方發生的地震,並告訴我們斷層和地球結構如何影響到地震波的釋放。”此外,地震背景噪聲的數據,也能顯示出某些地區隔離期間的“封閉”措施是否真的實現,或許能對決策者有一定幫助。

  疫情期間海洋動物似乎並不受新冠病毒的直接影響。但海洋生態學家會告訴我們,輪船靠岸噪聲的減少,對海洋動物也有益處。

▲港口和航線附近的海洋噪聲最高。(圖片來源:BBC)
▲港口和航線附近的海洋噪聲最高。(圖片來源:BBC)

  康奈爾大學的Michelle Fournet是一位專門研究海洋噪聲的學者,她在接受《大西洋月刊》採訪時表示,“郵輪停運後,幾乎立即減少了全球海洋噪聲的水平,我們可能正在經曆前所未有的海洋噪聲停滯期。”研究表明,來自船舶和其他海洋作業的環境噪聲,會增加海洋生物的壓力激素水平,進而影響繁殖成功率。有的鯨甚至表現出了對船舶噪聲的適應,當船靠近時,它們就停止“唱歌”,而船隻離開後它們又會唱起來。

  眼下的情景,讓Fournet想到了“911事件”時期。當時北美船舶交通幾乎停頓,在加拿大芬迪灣採集海洋聲音數據的科學家發現,當海面平靜後,露脊鯨的壓力激素下降了。目前,北太平洋里的座頭鯨正向北移動,它們將遊過數千公里,遷往阿拉斯加東南部。 “那裡會成為幾十年來,(鯨)最安靜的棲息之地。”

  普通人雖然聽不到“背景噪聲”,但人們能真切感受到的,是路面上汽車減少後噪音的減少。正值春天,身處北半球的我們,或許可以藉機仔細聽聽大自然的聲音。

  野生動物更活躍了

  當人類因隔離政策被困在“籠子”里時,一些野生動物踏上了安靜的城市街道,上演了一出現實版的“瘋狂動物城”。

  武漢封城期間,一位司機在高架橋上拍到了一頭肆意狂奔的野豬,當時網友們還表示“城里很危險”,希望它早點回家。

  隨後,這種現象出現在了世界各地:意大利北部,一隻野豬媽媽帶著幾隻小豬仔在城里閑遊;巴黎的夜晚成了野豬的天下;美國加利福尼亞州的街上人們看到了火雞;舊金山的民眾看到了土狼;智利首都聖地亞哥的市中心出現了美洲獅……

▲智利出現一隻進城覓食的美洲獅(圖源:AFP)
▲智利出現一隻進城覓食的美洲獅(圖源:AFP)

  饒有趣味的是,在英國威爾士的海邊小鎮蘭迪德諾(Llandodno),一群山羊自由漫步在街道上,隨意地啃食街邊花圃中的植物。這些山羊原本生活在附近國家公園的山上,它們的祖輩作為Victoria女王的禮物被送到這裏。當地議員在採訪時表示,她在這裏生活了33年,從來沒見過山羊上街。

▲蘭迪德諾街上的山羊(圖源: nytimes.com)
▲蘭迪德諾街上的山羊(圖源: nytimes.com)

  除了野生動物之外,有些旅遊景點的動物還會因為饑餓而上街——比如日本奈良的小鹿,它們甚至跑到了地鐵站附近“尋人”;在泰國的華富里,由於新冠疫情導致遊客減少,猴子所居住的廟宇內食物供應不上,它們就進入城市,與當地的原住民猴子開始了一場爭奪食物的大戰。

  實際上,科學家對城市內出現野生動物的瞭解很少。紐約奧杜邦協會 (NYC Audubon) 的保護生物學家Kaitlyn Parkins解釋,“很難預測(野生動物)會有什麼影響,因為我們也不知道這種現狀會持續多久。”

  科羅拉多大學博德分校的野生動物專家Jonana Lambert在她居住的地方看到了美洲獅和灰狐——這些物種就算在自然界也很罕見。在談到這些動物時,她說:“人類聚居點附近的動物特徵之一就是行為非常靈活,它們會對各種變化做出迅速反應。”

▲據說涉及1000隻猴子的“戰爭”。(圖源:Khaosod English)
▲據說涉及1000隻猴子的“戰爭”。(圖源:Khaosod English)

  一些生活在城市郊區的動物,其實早已經適應了人類的存在。它們很聰明,一般會在夜晚或是黎明時覓食,“它們視人類為天敵。當人類處於最安靜的狀態時,它們最活躍。”Lambert說。

  不過Lambert也表示,她並不認為疫情繼續下去,野生動物會迅速把家搬到城市里——它們有自己的領地,但中等大小的食肉動物是天生的“機會主義者”,可能會冒險嚐試改變自己的日程,偶爾進城里轉轉。

▲疫情期間,野生動物走上街頭,人類反而成為“困獸”——這個世界彷彿變成一座“反轉動 物園” (插畫:王雪瑩)
▲疫情期間,野生動物走上街頭,人類反而成為“困獸”——這個世界彷彿變成一座“反轉動 物園” (插畫:王雪瑩)

  還有些人認為,一些野生動物目擊事件的增多,也可能只是因為宅家的人類太無聊,從而更關注它們——其實它們一直就在那裡。當城市噪音降低時,人們也會聽到更多的鳥叫聲。

  加州大學的人類與野生動物顧問Niamh Quinn追蹤了5只洛杉磯土狼,發現它們其實並沒有改變自己的生活習慣,一直生活在各自領地(在購物中心和高爾夫球場附近)。但Quinn指出,由於餐館關閉,許多人改在家中做飯,餐館附近的老鼠可能會“搬家”到住宅區附近。

  或許在不久的將來,隨著新冠疫情的結束,世界又將恢復往日的秩序。但地球這段短暫的平靜時光,值得我們長久地反思。

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