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科学松鼠会 黑乎乎的小鸟,诉说着空气污染的百

发布时间:2017年12月07日 10:33:18   来源:网络整理

图中的这些小鸟都是自然历史博物馆中收藏的角百灵(Eremophila alpestris)标本,它们同属一个物种,但左右两边的标本看起来却有明显的差别:左边的鸟儿们肚子上的羽毛颜色明显更深,显得黑乎乎的。

它们为什么如此不同?答案是,左边一列的标本采集自上世纪初美国的“工业带”,而右边的一列则来自远离工业区的西海岸。

芝加哥,底特律和匹兹堡等城市都处于美国传统的工业带当中,在这里,从19世纪中叶开始,制造业蓬勃发展,同时空气中的煤烟污染也急剧上升。到了1930年代,人们开始注意到,在煤烟笼罩的工业区中,小鸟们的羽毛颜色变深了。

科学家们不禁好奇,究竟是鸟儿自己产生了更多色素,还是它们被环境染黑了?现在,通过扫描电子显微镜下细致的观察,研究者们表示:这些黑乎乎的小鸟,它们纯粹是被排放到空气中的碳颗粒弄脏了。也就是说,在这些将近有一个世纪历史的鸟类标本身上,残留着旧日空气污染的肮脏真相。



(1906年于1996年的田雀鹀标本对比,下方的一行是电子显微镜下的图像,可以看到1906的一边有明显的颗粒物附着)

在煤烟污染的笼罩下,鸟儿们的日子想必也不好过,不过如今它们黑乎乎的羽毛却成了科学家们珍贵的数据来源。碳颗粒作为一种重要的空气污染物,它不只是直接危害着人们的健康,同时还会对气候产生影响。只有知道了这些污染物具体的气候影响,才能修正气候模型,准确地判断未来的气候变化。

但是想做到这一点并不容易。想要预测未来首先要了解过去,研究者们需要得到历史上空气污染的可靠数据,才能知道过去这些颗粒物产生了多少影响。在上世纪前半叶的美国,系统的空气污染监测数据还很少。很多时候,研究者只能通过燃料消耗的数据进行间接的推算。

而躺在博物馆中的那些黑乎乎的鸟类标本带来了新的机会。标本的羽毛附着了过去空气中的碳颗粒,而且这些小鸟每年都会更换一次羽毛,于是,就可以把标本的羽毛当做是收集标本那一年的一份“空气采样”。比起过去的推算,这些样本更加直接地反映了当时当地的情况。


(另外一组红头啄木鸟标本)

于是,研究者们在美国的博物馆中找来了1880到2015年间的1347个鸟类标本进行分析。这些标本涉及5个物种,研究者把它们的胸腹部分别拍照,比较它们反射光线的情况,以此得到了135年间的一条空气污染曲线图。

对那些小鸟而言,分析结果是个坏消息:那时的空气污染很严重,甚至比以往估计的数值更加糟糕。不过,这些数据也帮助研究者们更多了解空气污染对环境的影响。这对未来的模型修正和政策制定可能都有帮助。

两位论文作者对自然历史收藏品的贡献者也表示了衷心的感谢:如果没有这些记录完整的标本,这样的研究就不可能进行。“在20世纪早期,标本收集者不可能会想到,两位芝加哥的研究生会用这些小鸟描绘出当时的大气环境图景。”论文作者之一Shane G. DuBay这样说到。

信源及图片来源

Shane G. DuBay and Carl C. Fuldner. Bird specimens track 135 years of atmospheric black carbon and environmental policy. PNAS, October 9, 2017 DOI: 10.1073/pnas.1710239114

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