令地球變冷的超級植物

我們活在地球史上較冷的一段時期。地球存在45.4億年裡,較多時期都比今天炎熱;三十萬年人類史(包括六千年文明史)在一次已有3400萬年的大冰期內發生。

(一次大冰期中有更寒冷的冰期,即《冰河世紀》裡那種場景,和像現在比較溫暖但南北極結冰的間冰期。)

恐龍滅絕後,地球屬溫室氣候,大氣中二氧化碳等溫室氣體含量很高。古新世末期至始新世早期,地球更發生一次嚴重溫室效應事件,即古新世-始新世最熱事件(PETM)。南極北極是翁鬱的溫暖氣候,長著森林和鱷魚烏龜等溫帶生物,不似今天冰天雪地。

但始新世(約距今5300萬年~距今3650萬年)末期,全球氣候突然降低,南北極出現冰原。

是什麼讓地球變冷?科學家認為這涉及多個原因,包括南極大陸從南美洲大陸斷裂和喜馬拉雅山脈形成。但最關鍵的一環,是大氣層裡二氧化碳急速減少,促成反溫室效應,讓地球氣候冷卻。

而令大氣層中二氧化碳減少超過一半的,是一種不起眼的植物;今天我們依然能在池塘、河流和稻田裡找到它。

它叫紅萍(Azolla)。

紅萍又稱滿江紅、蚊子蕨,是水面漂浮約一釐米大小的小型蕨類。它直接從空氣吸取氮氣,轉換成水中養分;故自古以來農夫在稻田放養紅萍,使稻田肥沃,北魏文獻中就有記載這種做法。因紅萍生長速度驚人,體積兩天內可翻倍,也有農夫種植紅萍來當飼料。

2004年,科學家在北極附近鑽探海底沉積層時,在海底以下約390米的岩層中發現一層又一層的紅萍化石。科學家分析後認為,這顯示始新世的北冰洋不只十分溫暖,還有大量紅萍覆蓋著海面。

這是讓人意外的發現。紅萍只生於淡水,照理說不該出現在北極海面上。但始新世時,北冰洋四面是大陸,幾乎是個封閉湖盆。因為不流通,加上雨水河流不斷向北冰洋注入淡水,類似今天黑海,北冰洋海水逐漸分成兩層。較輕的淡水浮在表層,紅萍就生長在表層淡水上;較重的鹽水沈澱至下層,因長期不流通而缺氧。

當時正逢溫室效應,空氣中特別多二氧化碳,有助於光合作用。而北極每年又有半年只有白天,可謂陽光普照。在這環境下,紅萍迅速生長,覆蓋面積有四百萬平方公里。

植物光合作用時吸收二氧化碳,碳轉換成能量儲存起來,氧釋放回空氣。紅萍在北冰洋海面生長了八十萬年,以驚人效率進行光合作用,吸收了全球空氣中約80%二氧化碳。當時北冰洋海底嚴重缺氧,細菌不能生存,死後沉到海底的紅萍殘骸都沒有腐爛。於是碳「封鎖」在殘骸裡,經過千萬年,這些碳變成了煤炭等化石燃料。

像上述紅萍的情況不止一次發生。三億年前石炭紀時,地球上生長著茂密的森林,但未出現有效分解植物殘骸的菌類。故這些原始樹木死後無法分解,成了煤炭。當人把煤炭挖出來燃燒,其實就是釋放古代植物光合作用後儲存起來的巨大能量,把碳(二氧化碳)釋放回空氣。

二氧化碳是溫室氣體,使大氣層無法釋放熱量,造成全球暖化。

不是人人都相信人的活動能造成氣候變化。但紅萍證明,微不足道的浮萍都能改變地球氣候,更何況人?紅萍畢竟花了八十萬讓地球變冷。自工業革命以來,我們則幾百年內就讓大氣層中二氧化碳升到65萬年來最高。氣候變遷很正常,今次全球暖化速度卻比古新世-始新世最熱事件時快40倍,這一點也不正常,萬物來不及演變以適應。很遺憾,今天各國對北極盛產的石油、天然氣和煤炭虎視眈眈,這些化石燃料正是紅萍遺骸。紅萍花八十萬年封在地底的碳,恐怕很快都會回到大氣層裡,讓地球再次變得炎熱。

雖說全球暖化不過是讓地球回到炎熱的常態,人是在涼快的地球上演變而成。炎熱的地球不宜居,《新科學人》雜誌就曾預測,全球暖化若不減緩,2050年中國、印度、美國、東南亞大部分地區都會因洪災和沙漠化而不再有人居住 —— 好消息是,我們可以移民去溫暖的南極和北極圈。當海水淹沒島國和沿海城市,當內陸成為沙漠,當颱風不斷襲擊,當疾病蔓延,當飢荒旱災催生移民潮、戰爭和恐怖主義,我們引以為傲的脆弱文明恐怕不堪一擊。雖然如此,從宏觀超然的視角看,就算全球暖化令北極熊滅絕、生命大洗牌,地球可見證過五次相當徹底的物種大滅絕,生命還是逐漸恢復了繁榮。套用《侏羅紀公園》名句,life finds a way。貪婪短視的我們恐怕會自我毀滅,但生命總會在縫隙間延續,就像生命力驚人的紅萍。