挽救海里的珊瑚 科学家却在天上做文章

最近，根据一项综合调查的结果，澳大利亚的大堡礁遭遇了五年来的第三次大规模白化。这一白化事件也是第一次珊瑚礁的三个部分，即北部、中部和南部，同时受到重创。为了对抗大规模白化，澳大利亚科学家首次进行了一项云层增亮实验，希望看到太阳辐射(光)的反射部分是否有助于减轻海洋变暖对脆弱珊瑚造成的损害。

云增亮技术的原理是什么，它如何保护珊瑚？操作这项技术有什么困难，它会造成环境污染吗？记者采访了相关专家。

多种因素对珊瑚的生存构成威胁。

珊瑚礁在海洋中被称为“热带雨林”，是地球上最多样化的生态系统之一。许多珊瑚个体色彩丰富，并不逊于陆地上的所有种类的花。

但是为什么彩色珊瑚有颜色，为什么它们会出现白化病？这与息肉和寄生在息肉上的藻类有关。

首先，我们需要知道珊瑚分泌钙质骨骼，这些骨骼构成了我们看到的珊瑚。分布在骨头上的无数小洞是珊瑚虫生活的“家园”。珊瑚虫继续繁殖和分泌，外骨骼变得越来越大，珊瑚变得越来越多，珊瑚礁逐渐形成。

中国科学院海洋研究所海洋分类学和系统进化实验室的研究员李新正告诉记者，珊瑚本身在正常情况下是透明的，而珊瑚呈现不同的颜色正是因为寄生在珊瑚皮层——金藻科——的一种藻类具有不同的颜色。

金藻携带多种色素，不仅能使珊瑚变得美丽，还能通过光合作用为自己和珊瑚提供营养。

珊瑚漂白有许多原因，其中最重要的是全球变暖。

李新正说，随着全球气候变暖，海水中二氧化碳含量增加，海水温度也不断升高，海水酸化加剧。这一系列的变化导致了作为珊瑚生长基础的金藻门的消失，以及藻类数量的减少，这导致了珊瑚的漂白和由于缺乏营养而导致的珊瑚死亡。然而，当珊瑚继续白化，大量珊瑚虫死亡时，以珊瑚为生存场所的无脊椎动物、鱼类和其他生物将离开或死亡，整个珊瑚礁生态系统将受到严重破坏，其生产力和多样性将下降。同时，酸化的海水不仅会腐蚀珊瑚碳酸钙骨骼，还会使合成碳酸钙骨骼更加困难。

李新正告诉记者，生物入侵也将对珊瑚的生存构成威胁，这不仅发生在大堡礁，也存在于珊瑚礁环境，如西沙群岛和南沙群岛在南海。

多刺的海星是珊瑚的主要天敌。珊瑚虫是它最喜欢的食物。它有十几条触须，可以抓住珊瑚表面，像爪子一样吮吸珊瑚和其他它能抓住的小动物，甚至是小贝类。长而多刺的海星走到哪里，就像一辆战车从上面驶过，只留下一根珊瑚骨。

李欣回忆起去年在西沙群岛珊瑚礁潜水的科研经历。"当潜水20-30米时，看到成群的海星以珊瑚为食真是太可怕了。"他说。

除了海洋生物，人类活动对珊瑚的破坏也不容忽视。例如，过往船只在珊瑚礁附近排放的石油污染、废弃渔网等产生的垃圾、海洋工程建设形成的悬浮沉积物等。会堵塞息肉沉积的毛孔，从而导致息肉死亡。

云“阴影”的影响尚不清楚。

一些创造性的想法正在涌现，以应对大堡礁反复出现的严重珊瑚白化现象。例如，澳大利亚研究人员目前正在尝试云增亮技术。

由悉尼海洋科学研究所和南十字星大学的科学家领导的一个研究小组带着一个人工增雨涡轮原型到大堡礁水域进行一些小规模测试。

中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室研究员兼博士生导师郭建平告诉记者，增亮云实际上是一种人工增雨技术，类似于人工增雨技术。根据云的条件(高度、厚度、范围、凝结核的浓度、云的含水量等。)、冷冻剂、人造冰核和吸湿核分别扩散到云体，以改变云滴的大小、分布和浓度。

空气垂直向上移动。当空气上升时，地面上的水蒸气被带走并一起上升。在这个过程中，水蒸气是否变成云与水蒸气凝结了多少凝结核有很大关系。即使水汽含量非常大，如果没有或只有少量的凝结核，水汽也不会充分凝结和增长，很难形成云。

郭建平说，保护大堡礁的云增亮技术是基于当地材料。海水被喷射到大气中，海水蒸发，导致纳米大小的超细海盐气溶胶粒子留在大气中。理论上，这些粒子可以成为理想的凝结核，这种凝结核可以显著地将水蒸气凝结成云，并增强云的反照率(亮度)。然而，这种保护方法目前还不能大规模推广，因为人工干预的实施在很大程度上依赖于气象条件，而人工干预技术还处于实验研究阶段。

“播种催化剂的类型、时机和方法需要进一步研究。此外，人工播种和催化的数量影响尚不清楚，其经济成本高，生态环境成本高。”郭建平说。

中国科学院大气物理研究所的研究员刘继平认为，珊瑚的生存环境不仅与温度有关，还与盐度和紫外线有关。通过云增艳技术，珊瑚生活区采取云增艳措施后，降雨量必然会增加，大量降水将导致海水盐度下降，这也将使寄生藻类从珊瑚体内“跑出”。此外，在云播种技术中使用的一些催化剂也可能影响环境。

拯救珊瑚还有许多问题需要解决。

除了增亮云层，科学家们还想出了其他拯救珊瑚的方法，包括使用水下机器人在珊瑚礁生态系统周围种植更多的幼年珊瑚，以及用保护膜覆盖珊瑚礁。

例如，外国研究人员在珊瑚虫产卵期间收集了许多珊瑚卵，并将其培育成珊瑚幼虫，然后通过昆士兰科技大学研究小组开发的水下机器人进行智能定位，将这些珊瑚卵分发给珊瑚礁的指定区域。

大堡礁基金会的科学家们还试图开发环保薄膜，帮助保护珊瑚免受“漂白”，并试图将它们覆盖在海洋表面，从而降低照射珊瑚礁的阳光强度。

在刘继平看来，这些技术不像云亮化技术那么现实。“水下机器人可以部署的范围很小，远程操作也不方便。此外，在海洋表面部署薄膜更难控制，成本也更高。从现在开始，无论哪种方法都不可能大规模推广，也不可能从根本上解决珊瑚漂白问题。”

如果珊瑚继续像这样变白，它们有一天会灭绝吗？

联合国*间气候变化专门委员会(IPCC)起草的一份报告提到，大堡礁的珊瑚漂白现象每年都会发生，据估计，到2030年，大堡礁的珊瑚将濒临灭绝。与此同时，科学家还在印度洋发现了广泛的珊瑚漂白现象。

一些科学研究发现，金藻有能力通过改变基因类型来适应环境变化。据此，科学家推断珊瑚礁对气候变暖具有潜在的适应性和恢复机制，因此珊瑚礁不会因全球变暖而消失。然而，刘继平的态度相当悲观:从珊瑚漂白现象频繁发生和海水酸化加剧来看，珊瑚礁很难在短期内形成自我恢复机制。

可以肯定的是，围绕珊瑚礁的漂白，仍有许多问题亟待解决。

李新正认为，长刺海星破坏珊瑚的爆发可能与厄尔尼诺有关，但如何做到这一点仍不清楚，需要进一步研究。

郭建平建议学术界加强对大气环境和海洋环流的研究，从更广阔的角度研究大堡礁珊瑚的白化现象。