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20世紀飛越美國“鐵鏽地帶”的鳥類成為記錄空氣品質的指標

1906年(上)和2012年(下)收集的棕肋唧鵐標本。PHOTOGRAPH BY CARL FULDNER AND SHANE DUBAY, THE UNIVERSITY OF CHICAGO AND THE FIELD MUSEUM

1901年(上)和1982年(下)收集的紅頭啄木鳥標本。PHOTOGRAPH BY CARL FULDNER AND SHANE DUBAY, THE UNIVERSITY OF CHICAGO AND THE FIELD MUSEUM

1907年(上)和1996年(下)收集的黃胸美洲草鵐標本。PHOTOGRAPH BY CARL FULDNER AND SHANE DUBAY, THE UNIVERSITY OF CHICAGO AND THE FIELD MUSEUM

906年(上)和1996年(下)收集的原野雀鵐標本。PHOTOGRAPH BY CARL FULDNER AND SHANE DUBAY, THE UNIVERSITY OF CHICAGO AND THE FIELD MUSEUM

據美國國家地理(撰文:Sarah Gibbens 編譯:陳軍名):20世紀飛越美國「鐵鏽地帶」(工業衰退地帶)的鳥類,成為記錄美國空氣品質的指標。

這是一個令人觸目驚心的景象,兩排鳥類標本,排列在一起比較,一邊是白色的肚子,另一邊幾乎完全是黑色的。

這些鳥都是同類的角百靈鳥,身體原色是白色並有著黃色的下巴,這種鳥類已成為美國鐵鏽地帶過去135年來,非正式空氣污染紀錄的一部分。

芝加哥大學的珊.杜拜(Shane DuBay)和卡爾.福德納(Carl Fuldner)兩位研究生,觀察了曾經飛越美國鐵鏽地帶的五種共計超過1300隻鳥類標本,他們從這些鳥類的翅膀中測出當時累積了多少黑碳(也稱為煤煙)。雖然鳥身上的顏色或許會因品種不同而有所差異,但羽毛中的黑碳含量是利用光照羽毛後,光分子在碳顆粒上所產生的反射來檢測的。

黑碳是一種主要由石油、柴油引擎和燃煤發電廠所排放的微粒物質。這些微粒會吸收太陽光,並防止它反射至大氣中。每年只會換一次羽毛的鳥類,不知不覺成為空中的「羽毛撣子」,吸收這些微粒物質。利用這些標本照片,杜拜和福德納能夠有效整理出一份視覺紀錄,讓人更直接地了解鳥類究竟吸收了多少黑碳。

「今天芝加哥的天空是藍色的,但是當你看到北京和德里的照片時,你就會知道芝加哥和匹茲堡這樣的美國城市,以前的天空是什麼顏色。」 杜拜在一份新聞稿中發布了研究結果,該項研究於本月初刊登在《美國國家科學院院刊》。

兩位研究人員說,處理鳥類標本就像拿報紙一樣,鳥身上的黑碳如同報紙上的油墨皆難以去除,處理標本的手套上因此沾滿了黑印。

根據研究這些鳥類所獲得的數據,杜拜和福德納可以了解大氣中的黑碳含量,並且對應到當時的美國環境法規或燃油消耗的數據。例如,在美國經濟大蕭條期間,煤炭消耗量下降,鳥類羽毛上的黑碳量就跟著減少。但第二次世界大戰時的工業興盛期,鳥類羽毛就再次變黑。

天空中仍潛藏危機

這些鳥類標本顯示出另類的歷史紀錄,但不是紀念性質。美國肺臟協會表示,美國黑碳粒子所造成的空氣污染雖然有些改善,但微粒物質仍然持續排放,並且可能加劇哮喘和肺部疾病的發生。

「我們知道黑碳是造成氣候變遷的一個強大因素,而在本世紀初,黑碳的排放量比我們過去所以為的更糟糕。」杜拜說:「我希望這些研究成果,能幫助氣候和大氣科學家更加了解黑碳對氣候的影響。」

這項新研究發表時,美國對於石化燃料所造成的污染議題仍在激辯當中。川普政府在月初宣布將撤銷「潔淨電力計畫」,這是前總統歐巴馬預計要各州逐步減少燃燒煤炭的計畫。

那麼,這些與黑碳污染有什麼關係呢?

根據北極理事會(Arctic Council)的一份報告指出,雖然全世界的黑碳排放大多來自發展中國家,但美國在2011年就排放了51萬公噸的黑碳,其中主要來自交通運輸,而燃煤發電廠只佔了幾個百分點。

杜拜說:「這項研究向我們顯示了當年我們從燃燒煤炭轉型的轉折點,但如今我們面對化石燃料又再度處於一個類似的關鍵時刻。」

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