新发现的海洋现象会周期性地让近海海底陷入“黑夜”

一项最新研究揭示，一种此前未被系统定义的海洋现象正周期性让近海海底陷入“黑夜”，持续时间从数日直至数周甚至数月，对依赖阳光的海洋生态系统构成严重威胁。研究团队将这种由光照骤减引发的极端事件命名为“海洋暗波（marine darkwave）”，并首次提出一套用于识别和量化这类水下“停电”的评估框架。

科学家指出，正如云层、烟雾和雾霾会遮蔽天空，在水下，泥沙径流、有害藻华以及大量有机颗粒同样可以大幅削弱穿透水体的光线，使抵达海床的光照骤降至接近全黑的程度。一旦这种极端遮光持续发生，海草床、巨藻森林等以光合作用为基础的生境将首当其冲，随之受到影响的还包括依赖这些生境的鱼类、鲨鱼以及大型海洋哺乳动物。

该研究发表在《Communications Earth & Environment》杂志上，由新西兰怀卡托大学及新西兰地球科学机构的研究人员牵头，联合美国加州大学圣塔芭芭拉分校等机构共同完成。论文提出的“暗波”概念，将那些“时间相对短暂但强度极高”的水下黑暗事件，从过去缓慢、渐进的水体浑浊化趋势中区分出来，作为一种独立的、可监测的极端事件类型。

加州大学圣塔芭芭拉分校海洋科学研究所生物学家鲍勃·米勒指出，光照水平对藻类、海草和珊瑚等光合生物至关重要，任何削弱海床光照的因素都可能对它们造成冲击。然而，过去科研界缺乏一套统一的指标来比较不同海域中这些极端遮光事件的严重程度和空间尺度，这正是此次“暗波”框架试图填补的空白。

论文第一作者、怀卡托大学的弗朗索瓦·托拉尔强调，光是驱动海洋生产力的基本因素，但在此之前，科学界并没有一种一致的方法来界定“水下光照极端削弱”的事件。在他看来，将暗波纳入事件化框架，有助于把这种短期但强烈的光照异常纳入与海洋热浪、酸化和缺氧类似的监测体系中。

为构建这套新框架，团队系统分析了多个近岸海域的长期观测数据。其中包括美国加州圣塔芭芭拉沿岸“长期生态研究站”（Santa Barbara Coastal LTER）长达16年的海底光照记录，以及新西兰豪拉基湾/蒂卡帕·莫阿纳及泰晤士湾近岸站点10年的水下观测。研究人员还利用卫星影像反演，重建出新西兰东海岸长达21年的海底光照估算数据，从而在大尺度、多时间跨度上识别暗波事件。

结果显示，暗波事件在时间尺度上差异显著，有的仅持续几天，有的则可延续两个多月。在最极端的情况下，抵达海床的阳光几乎被完全阻断，使当地生态系统在相当长的一段时间里处于“永夜”状态。仅在新西兰东海岸一带，自2002年以来就记录到约25至80次暗波事件，其中不少与强风暴和大型天气系统同步出现，例如“加布里埃尔”气旋期间的极端遮光过程。

此前，科研和管理实践更多聚焦于水体透明度缓慢下降这一长期趋势，将其视作沿海生态退化的主要风险来源。然而，最新研究表明，即便是短期光照骤减，也足以对关键生态系统造成严重冲击，且这种冲击往往被忽视。托拉尔指出，短时间的光照不足就能抑制巨藻森林、海草床和珊瑚的光合作用，而当黑暗持续存在时，其生态后果可能非常深远。

除了对底栖光合生物造成直接压力，暗波也可能改变上层食物网动物的行为模式。鱼群、鲨鱼以及海洋哺乳动物大量依赖光线进行觅食、迁移和躲避捕食者，突如其来的“白天变黑夜”会打乱它们的昼夜节律和觅食节奏，增加生态系统的不稳定性。研究团队认为，在气候变暖、极端天气日趋频繁的背景下，与风暴和强降雨挂钩的暗波事件，亟须纳入沿海风险管理视野。

在监测层面，这一暗波框架为海洋环境评估提供了新的维度。目前科学界已建立多套指标体系，用于追踪海洋热浪、酸化和缺氧等压力源，而暗波的引入使研究者和管理者可以识别那些在短时间内遭受高强度光照压力的海域。对于沿海社区、资源管理机构和保育组织而言，这有助于更精确地判断生态系统何时、何地处于多重压力叠加的状态，从而制定更有针对性的应对策略。

由于圣塔芭芭拉沿岸长期生态研究站是全球少数持续在海底原位记录光照的监测项目之一，米勒及其在加州大学圣塔芭芭拉分校的同事计划在这一平台上进一步拓展研究。他们希望系统评估沉积作用和浊度变化——包括火灾、泥石流等陆源极端事件所触发的泥沙输入——如何影响加州近岸的巨藻森林及相关生态系统健康。

研究作者呼吁，随着更多海区部署长期光照传感器并加强卫星反演与现场观测的结合，暗波事件的“全球地图”有望逐步清晰。在他们看来，只有将这类水下“黑暗灾害”与热浪、酸化、缺氧等其他海洋极端过程一并纳入监测和管理框架，沿海生态系统才可能在快速变化的气候背景下获得更大的生存与恢复空间。

编译自/ScitechDaily