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最安静的地球日 | 人类是病了,但地球很好

创新网 2020-04-29 16:28 出处:科普中央厨房|北京科技报新媒体编辑/房永珍文/记者刘辛味&nbsp;&nbsp;编辑丁林4月22日是第51个世界地球日。肉眼不可见的小小新冠病毒,让地球换了模样——大气更透明,环境更安静、野生动物更加活跃。每年的4月22日是世界地球日" /> <meta name="tags" content="疫情,野生动物,新冠肺炎" /> <meta content="always" name="refe 编辑:@科技资讯网
来源:科普中央厨房 | 北京科技报 新媒体编辑/房永珍 文/记者 刘辛味编辑 丁林

来源:科普中央厨房 | 北京科技报

新媒体编辑/房永珍

文/记者 刘辛味编辑 丁林

4月22日是第51个世界地球日。肉眼不可见的小小新冠病毒,让地球换了模样——大气更透明,环境更安静、野生动物更加活跃。

每年的4月22日是世界地球日(Earth Day)。这是一个专为世界环境保护而设立的节日,今年是第51届。

这一个世界地球日,注定与众不同——由于新冠疫情全球大流行,越来越多的国家和地区采取“封城”措施,人们也尽可能足不出户。科学家发现,新冠病毒几乎让世界停顿了下来——空气污染与地震噪音减少了,野生动物似乎也正在恢复其应有的生机。或许在某种意义上,人类才是一直感染地球与环境的“病毒”。

新冠疫情导致的人类活动减少,如何改变了地球的面貌?

大气变得更透明了

世界卫生组织(WHO)此前的调查数据显示,全球每10个人中有9人呼吸着污染物浓度较高的空气,而空气污染每年会造成700万人死亡。近年来,世界各国都持续监测空气污染,并努力改善空气质量,而在疫情之下,人们似乎什么都不用做,就呼吸到了干净的空气——这也许是大流行期间为数不多的好消息之一。

今年2月底,美国航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)发布报告,气象卫星的监测数据显示,我国空气中的二氧化氮浓度在疫情期间大幅度减少。

二氧化氮是主要的空气污染物之一,有刺激性,并会导致呼吸道疾病。这种污染物主要由发电厂、工业生产和机动车排放。卫星上的对流层检测仪(TROPOMI)收集了从2020年1月1日~20日(隔离前)和2月10日~25日(隔离开始后)我国的二氧化氮浓度,并将这些数据与2005~2019年同时期的平均检测值做了对比,发现2020年的数据低于同期水平10%~30%。

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△隔离开始前后,我国大气中NO2浓度对比(图源:NASA)

NASA下属的Aura空气监测卫星,迄今已经搜集了超过15年的数据。每年春节期间,我国的空气污染都会有一定程度的下降,假期结束后污染又会回升。但是今年不仅污染比往年下降程度更大,持续时间也更长。NASA的空气质量研究员Fei Liu表示,这是他第一次看到如此广阔的区域内空气质量发生急剧变化。

除了二氧化氮以外,疫情影响区域的二氧化碳排放也显著降低。一家独立的空气污染研究机构“能源与清洁空气研究中心”(CREA)分析认为,从2月3日开始的四周内,我国碳排放量下降了约25%(即2亿吨二氧化碳),到3月底才恢复以往的水平。

随着疫情的全球大流行,其他国家也陆续开始实施隔离措施,对应地区的空气质量同样随后变好。意大利的工业生产主要集中在北部,由于阿尔卑斯山对工业废气扩散的阻隔,这里一直是欧洲主要污染区之一。自大规模隔离开始之后,这里的二氧化氮排放下降了约40%。

“哥白尼大气监测服务”是欧盟“地球观测计划”的项目之一,其主管Vincent-Henri Peuch直言这种现象前所未见:“过去只会因为天气原因看到排放量出现较大变化,但如此之长时间的下降还没遇到过。”

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▲2019年3月与2020年3月的意大利二氧化氮浓度对比(图源:ESA)

哥白尼哨兵卫星(Copernicus Sentinel-5P)传回的数据显示,整个欧洲的二氧化氮浓度下降,与严格的防疫措施在时间上相吻合。NASA的卫星也监测到,美国东北部地区二氧化氮浓度与往年同期相比,下降了约30%,纽约的一氧化碳排放减少了约50%。

世界上空气质量改善效果最佳的地方,当数印度。2019《世界空气质量报告》显示,全球污染最严重的前30个城市中,印度占据了21个,这些地方空气质量指数(AQI)在200都算是“好天气”,有时AQI甚至会超过可监测范围。

但在新德里“封城”之后一周内,该地区PM2.5和二氧化氮浓度下降了71%,污染水平降至30年来最低水平。印度环保组织Care For Air联合创始人Jyoti Pande Lavakare说,“过去十年来,我没见过这样的蓝天”。

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▲印度贾朗达尔市的居民甚至看到了30年未见200公里开外的喜马拉雅山脉。(图源:Twitter)

虽然卫星监测很直观地看到了污染程度的下降,但是对于科学家来说,环境的改善仍有很多未知因素。在北半球,气候因素也会在上半年导致污染水平的降低,因此环境科学家想了解污染物浓度的降低与工业排放、交通运输或是气候变化之间更具体的关联,疫情期间是千载难逢的机遇——正如莱斯特大学空气污染教授Paul Monks所说,“我们正在无意中,进行着有史以来规模最大的实验。”

同时,科学家也清楚当前污染水平的下降是暂时的。他们担心疫情结束后,空气污染又会加剧——希望持久的好天气,还要依靠清洁能源。

值得一提的是,科学家还发现空气质量的改善,可能减少新冠肺炎死亡率。丹麦奥尔胡斯大学的研究人员认为:意大利北部新冠病人的死亡率(12%)比全国其他地区(4.5%)高的原因,就是空气污染所致。大量研究显示,空气污染会使呼吸系统疾病加重,还会引发免疫系统失调,所以在污染区的老年人感染新冠肺炎后,死亡率更高。

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▲隔离前后新德里空气对比(图片来源:CNN)

哈佛大学陈曾熙公共卫生学院也得到了相似的结论,他们通过分析美国近3000个地区的PM2.5水平和新冠肺炎死亡率,发现PM2.5浓度每增加1微克/立方米,当地死亡率会增加15%。哈佛大学生物统计学教授,该研究论文作者Francesca Dominici表示,“如果感染了新冠病毒,还呼吸着被污染的空气,那就是火上浇油。”目前,这项研究还未通过同行评议正式发表,但相关研究可以让科学家和政府重新思考环境污染对人体健康的影响——尽管当前的污染减少水平,对疫情损伤的缓解只能说是杯水车薪。

地面变得更安静了

当天上的卫星发现大气质量正在发生改变时,地面上的地震监测设备也记录了与众不同的信号——地震仪的背景噪声显著降低了。

地震仪的背景噪声,有些由各种人类活动导致的震动产生,如施工爆炸、工业生产、公共交通等,有些则是由各种自然运动造成,比如潮汐、火山活动等。在一些精密科学研究中,各种微小震动会影响实验结果,比如引力波观测实验中,主要噪声来源之一就是空气的流动。

地震科学家希望得到自然的地震信号,却不可避免地记录到噪声——各种来源的噪声信号会成为同频率信号的干扰,导致真实的地震信号难以分辨。

在疫情隔离时期,许多地震科学家发现,监测信号的背景噪声下降到了历史最低水平。加拿大自然资源部的地震学家John Cassidy表示,“只有像圣诞节这样的假期时,背景噪声才会接近历史最低水平,而这种情况也只有一天罢了。”随后,新西兰、英国和法国等地的科学家也在社交平台上晒出了噪声降低的结果。

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▲疫情期间(粉红色区域),湖北恩施的地面震动水平显著降低。(图片来源:国家地理)

比利时皇家天文台是一家有近200年历史的科研机构,除了天文学相关研究,还负责监测比利时和周边地区的地震活动。该天文台的地震学家Thomas Lecocq表示,布鲁塞尔实施封闭措施后,人类活动引发的噪声信号下降了约三分之一。

在一般情况下,地震探测装置为了避免人为干扰,会安放在偏远地区或深埋地下,形成地震台网——地震科学不仅仅是监测和报告地震发生,更是通过地震波开展地球物理勘探工作,了解地球的组成与结构。Lecocq说,这座具有百年历史的建筑中的地震仪,平时“基本没用”。但这次疫情让大家都待在家中后, “天文台里的地震仪几乎与在100米地下的仪器探测到的数据相同。”

背景噪声信号的减少,能让科学家辨认出更多小规模的地震,或是增强追踪自然震动的信号,比如监测火山活动。英国地质调查局的地质学家Brian Baptie在接受采访时表示,“(更灵敏的)数据能够揭示更多震级的频率,以及在更远地方发生的地震,并告诉我们断层和地球结构如何影响到地震波的释放。”此外,地震背景噪声的数据,也能显示出某些地区隔离期间的“封闭”措施是否真的实现,或许能对决策者有一定帮助。

疫情期间海洋动物似乎并不受新冠病毒的直接影响。但海洋生态学家会告诉我们,轮船靠岸噪声的减少,对海洋动物也有益处。

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▲港口和航线附近的海洋噪声最高。(图片来源:BBC)

康奈尔大学的Michelle Fournet是一位专门研究海洋噪声的学者,她在接受《大西洋月刊》采访时表示,“邮轮停运后,几乎立即减少了全球海洋噪声的水平,我们可能正在经历前所未有的海洋噪声停滞期。”研究表明,来自船舶和其他海洋作业的环境噪声,会增加海洋生物的压力激素水平,进而影响繁殖成功率。有的鲸甚至表现出了对船舶噪声的适应,当船靠近时,它们就停止“唱歌”,而船只离开后它们又会唱起来。

眼下的情景,让Fournet想到了“911事件”时期。当时北美船舶交通几乎停顿,在加拿大芬迪湾采集海洋声音数据的科学家发现,当海面平静后,露脊鲸的压力激素下降了。目前,北太平洋里的座头鲸正向北移动,它们将游过数千公里,迁往阿拉斯加东南部。 “那里会成为几十年来,(鲸)最安静的栖息之地。”

普通人虽然听不到“背景噪声”,但人们能真切感受到的,是路面上汽车减少后噪音的减少。正值春天,身处北半球的我们,或许可以借机仔细听听大自然的声音。

野生动物更活跃了

当人类因隔离政策被困在“笼子”里时,一些野生动物踏上了安静的城市街道,上演了一出现实版的“疯狂动物城”。

武汉封城期间,一位司机在高架桥上拍到了一头肆意狂奔的野猪,当时网友们还表示“城里很危险”,希望它早点回家。

随后,这种现象出现在了世界各地:意大利北部,一只野猪妈妈带着几只小猪仔在城里闲游;巴黎的夜晚成了野猪的天下;美国加利福尼亚州的街上人们看到了火鸡;旧金山的民众看到了土狼;智利首都圣地亚哥的市中心出现了美洲狮……

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▲智利出现一只进城觅食的美洲狮(图源:AFP)

饶有趣味的是,在英国威尔士的海边小镇兰迪德诺(Llandodno),一群山羊自由漫步在街道上,随意地啃食街边花圃中的植物。这些山羊原本生活在附近国家公园的山上,它们的祖辈作为维多利亚女王的礼物被送到这里。当地议员在采访时表示,她在这里生活了33年,从来没见过山羊上街。

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▲兰迪德诺街上的山羊(图源: nytimes.com)

除了野生动物之外,有些旅游景点的动物还会因为饥饿而上街——比如日本奈良的小鹿,它们甚至跑到了地铁站附近“寻人”;在泰国的华富里,由于新冠疫情导致游客减少,猴子所居住的庙宇内食物供应不上,它们就进入城市,与当地的原住民猴子开始了一场争夺食物的大战。

实际上,科学家对城市内出现野生动物的了解很少。纽约奥杜邦协会 (NYC Audubon) 的保护生物学家Kaitlyn Parkins解释,“很难预测(野生动物)会有什么影响,因为我们也不知道这种现状会持续多久。”

科罗拉多大学博德分校的野生动物专家Jonana Lambert在她居住的地方看到了美洲狮和灰狐——这些物种就算在自然界也很罕见。在谈到这些动物时,她说:“人类聚居点附近的动物特征之一就是行为非常灵活,它们会对各种变化做出迅速反应。”

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▲据说涉及1000只猴子的“战争”。(图源:Khaosod English)

一些生活在城市郊区的动物,其实早已经适应了人类的存在。它们很聪明,一般会在夜晚或是黎明时觅食,“它们视人类为天敌。当人类处于最安静的状态时,它们最活跃。”Lambert说。

不过Lambert也表示,她并不认为疫情继续下去,野生动物会迅速把家搬到城市里——它们有自己的领地,但中等大小的食肉动物是天生的“机会主义者”,可能会冒险尝试改变自己的日程,偶尔进城里转转。

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▲疫情期间,野生动物走上街头,人类反而成为“困兽”——这个世界仿佛变成一座“反转动 物园” (插画:王雪莹)

还有些人认为,一些野生动物目击事件的增多,也可能只是因为宅家的人类太无聊,从而更关注它们——其实它们一直就在那里。当城市噪音降低时,人们也会听到更多的鸟叫声。

加州大学的人类与野生动物顾问Niamh Quinn追踪了5只洛杉矶土狼,发现它们其实并没有改变自己的生活习惯,一直生活在各自领地(在购物中心和高尔夫球场附近)。但Quinn指出,由于餐馆关闭,许多人改在家中做饭,餐馆附近的老鼠可能会“搬家”到住宅区附近。

或许在不久的将来,随着新冠疫情的结束,世界又将恢复往日的秩序。但地球这段短暂的平静时光,值得我们长久地反思。

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