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致科学家的

信函

Joachim Frank

“我支持 MAPS,因为我们必须尽一切努力保护我们星球的美丽自然栖息地,亡羊补牢、为时未晚。”

约阿希姆·弗兰克 (Joachim Frank),2017 年诺贝尔化学奖得主

生物化学教授

科学家们对北极海洋生物保护区计划 (MAPS) 的呼吁 

这封公开信紧急呼吁人类认识北冰洋严重且复杂的状况,因为这威胁着全世界的健康。我们团结一致,为了所有人的福祉,为了保护我们共同的未来,设立了北极海洋生物保护区计划 (MAPS)。

作为科学家,我们致力于探索我们周边世界的真相。当我们看到这一严重警告涉及全球范围时,我们在道义上有必要奔走相告、大声疾呼。今天,我们必须呼吁人类关注北冰洋的危机,这也是地球上所有生命所面临的危机。对这一生态系统的破坏所造成的全球影响是真实且不断扩大的,并要以饥饿、自然灾害、大规模迁徙和物种损失造成的死亡数量进行衡量。我们必须强调,我们的集体生存正面临危险,而局部措施不可能取得成功。虽然自给自足的捕鱼和文化活动可以继续,但对北冰洋的所有商业开发必须停止——这不仅包括被称为公海的国际水域,而且包括北极圈内的所有海岸线,因为大部分的开发是在公海之外的区域进行的。尽管北极冰层的消失和全球面临的后果倍增,但仍有一个窗口使得我们可以避免全面灾难。但我们需要立即作出反应,其时间尺度是以周和月而不是以年来计算。此举可以通过 MAPS 而实现。

北冰洋是一个独特的全球生命支柱  

北冰洋是一个独特且重要的生态系统,影响着地球上的所有生命。虽然它只占世界海洋总量的 1%,但它驱动着全球的海洋传送带:连接沟通着世界上所有寒流/暖流和淡水/咸水。它还控制着大气模式喷气流穿越北美、欧洲和亚洲,这对成功的粮食作物和可用淡水至关重要。但它的气候影响并不局限于北半球。由于它影响着整个地球海洋网络(占大气层下表面的 70.8%),进而影响到各地的天气模式。

北冰洋还通过反照率效应(即一个物体能够反射太阳光线的程度)对地球产生了巨大影响。南北两极的白冰是通过反照率效应使地球保持凉爽的关键,它将太阳的大部分热量反射回太空。然而,这两个地区也有很大的不同。南极处在一个多山大陆上,被厚达数千米的冰层所覆盖。地形不同降低了它的反照率,因为其表面区域既没有均匀地暴露在光线下,也没有持续地形成正确角度来有效地将光线反射回大气中。1 相比之下,北极位于北冰洋的中间,被仅有几米厚的冰覆盖。在有冰的地方,平坦的海洋表面比南极洲的陆地冰层存有更大的反照率,但海冰却更容易受到融化和其他破坏带来的影响。因而北极海冰是保持地球不吸收过多太阳热量的关键。

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Albedo Effect Credit - NASA Goddard Space Flight Center Conseptual Image Lab

北冰洋正在发生变化  

北冰洋那薄薄的、但关键的防护层正在消失。自从 1979 年开始定期测量北极海冰的水平以来,已有 95% 的最古老和最厚的冰层已经融化。2 夏季冰层如今已减少了 75%。3 北极地区是地球上升温最快的地区,仅陆地冰就以每秒 14,000 吨的速度脱落。4,5 北冰洋的部分地区已经比正常温度最高高出了 7ºC,6 且如果碳排放仍然处于高位时,十年多以后,这里的夏季可能将不再有冰层覆盖。7

对北冰洋的破坏正在影响着人们的生活 

随着北极海冰的融化,海水吸收了太阳的热量。8增加的温度导致洋流系统的转移(或停滞),9, 10更强的热带气旋,以及海洋生物进一步向两极迁移以寻找更凉爽的水域。11 这些变化已经威胁到数亿人员的住所和食物来源。12

 

北极的反照率效应也已受到影响。未被覆盖的北极水域向大气中释放水分。因此,喷气流变得扭曲,13冷空气的“极地涡旋”将不再被限制在极地地区。北极圈以下的国家经历着极度寒冷,而北极本身却持续升温。14全球降雨模式变得不稳定,15旱灾和洪灾将日渐频繁。
大规模的蝗虫群,在热带气旋带来的更多降雨的滋养下,已经破坏了整个非洲和南亚的粮食作物。16

 

更加温暖的海洋使空气变暖,进而融化附近的陆地冰层——使人类面临着格陵兰冰原可能崩塌而导致海平面上升17随着冰盖的消失和热量的增加,北极地区的地形将变得更易发生火灾。18鉴于北极圈以北出现了前所未有的高温和干旱,仅在 2021 年,山火就消耗了超过 161,000 平方公里的西伯利亚森林。这个面积比希腊、土耳其、意大利、美国和加拿大当年所有森林火灾的总面积还要大,产生的碳排放量相当于德国所有的工业排放量。

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开发北冰洋与生存是不能兼容的

随着北冰洋水域因冰层流失而日益变得开放,开发也已开始。仅在过去三年中,仅仅一条北极航线的航运量就增加了 430%。199 多个国家仍在发放北极水域的石油勘探许可证 20,21,尽管 2015 年的一项研究警告说,所有北极的石油和天然气必须留在地下,以防止气候变暖超过 2℃。22 军事化——其中大部分是核动力或核武装——正在升级到冷战以来未曾出现的水平。23 曾经是不可逾越的边疆甚至已经成为一个新的旅游景点,2021 年春季和夏季有超过 300 艘游轮到北极圈以北的区域游览。24

 

商业船只还破坏了北极海冰,抑制其重新生长。但损害并不仅限于此。许多大型北极船舶燃烧的重油污染了大气,用烟尘使冰层变黑,降低了其反照率,并加剧了融化。25,26 为越来越多的北极破冰船和潜艇提供动力的核反应堆使水体持续发热,并加大了核事故的威胁。所有这些活动都以极端的噪音、污染、船舶撞击或栖息地破坏来伤害或威胁着海洋生物。国际货币基金组织 (International Monetary Fund, IMF) 最近的一项研究强调了鲸鱼在减少大气碳方面的关键重要性。27 应该指出的是,几乎占世界 93 种鲸豚类动物的五分之一的 17 种鲸豚类动物一年中至少有一部分时间生活在北冰洋。这 17 个物种中的 10 个被正式列为极度濒危物种,其他物种被认为是“枯竭”或“濒危”。

 

北极地区的土地所含的有害物质,可能随着日益增长的热量和开发被释放出来。例如,无论是在陆地上还是在海床上的永久冻土,即通常永不解冻的土壤,却一直在融化。北极永久冻土中含有大量的甲烷,这种温室气体在短期内比二氧化碳要强大 80 倍。28 这些沉积物通常与含有病原体的有机物一起被发现,而这些病原体即使在几千年后仍可发挥作用。此外,1955 年至 1990 年间的核武器试验在该地区留下了大量钚和铯。29 拖网捕鱼、石油勘探和倾倒有可能引发灾难性的甲烷释放,不仅会造成直接变暖,而且可能将病原体或放射性微粒送入大气。

 

2021 年,世界粮食计划署 (World Food Programme, WFP) 报告指出:2020 年至少有 1.55 亿人“在 55 个国家/地区经历了严重食品安全危机或更差(或同等水平)”。30 如今,每十秒钟就有一名孩子因饥饿而死亡。31 随着作物因海水侵蚀、洪水、干旱或虫害而遭到破坏,全球粮食安全所面临的风险则越来越大。32 同时,缺水的问题也日益严重。2021 年联合国《水进展摘要报告 (Water Summary Progress Update)》指出,现在有 23 亿人生活在水资源紧张的国家。33 2018 年联合国《世界水发展报告 (World Water Development Report)》预测,到 2050 年将有 60 亿人遭遇水资源短缺。2019 年的 NPJ 清洁水研究警告说,这个结果也可能被低估了。34

 

面对高温、洪水和农作物歉收,数百万人已经开始逃离他们的国家。《纽约时报 (New York Times)的一个研究项目警告说,到 2070 年,世界上 17% 的地区——即现有数十亿人居住的地区——可能会变得不适宜居住。35

 

科学家在 2021 年初警告说,我们的世界已经处于被低估的大规模灭绝事件之中,如果我们不作改变,我们将走向一个“恐怖的”未来。36

 

在所有这些数字的背后,是难以言喻的、持续增长的痛苦。出于我们的共同人性,我们这些看到问题并知道所需对策的人们必须大声疾呼。

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我们必须在我们的知识范围内开展工作  

认识到为了我们的集体生存,迫切需要一个健康的北冰洋,一些人建议采用非常规和危险的技术,例如阻挡阳光抵达地球以保持低温,试图通过使用 1000 万台风力泵来重新冻结北冰洋,甚至向北冰洋添加铁来喂养浮游植物,尝试恢复或复制北冰洋的功能。但必须指出的是,这些建议中有许多不是由地球科学家提出的,而是由工程师们提出的。在某些情况下,他们甚至得到了石油企业的支持,而这些企业将从继续开发北冰洋中赚取利益。37

 

这样的举措成本高、危险大,且没有跟踪记录,后果难以预料。偏转阳光可能对植物生命,甚至对人类的心理健康产生破坏性影响。38 向大气中添加硫酸盐可能导致酸雨增加。使用风力泵进行“重新冻结”的情况实际上会造成意外的变暖。39向北冰洋中增加铁则可能会导致二氧化碳的增加而非减少,并且会违反《伦敦议定书 (London Protocol)》和《生物多样性公约 (Convention on Biodiversity)》。40

 

还必须指出的是,任何操纵气候的技术都可能对某些地区产生积极影响,而对其他地区产生严重的负面影响。这就提出了一个令人不安的问题,即谁来决定哪些地区获得繁荣,哪些地区遭受痛苦。41人们还担心这种技术可能会被武器化。最后,这种措施一旦开始启用,则可能无法安全地停止或逆转。 

 

进一步干预我们已经集体破坏的东西,而不立即停止最初的破坏措施,则表明我们的集体思维不统一且缺乏诚意。科学家们有责任承认我们知识的局限性,特别是当涉及到对自然的这种大规模干预可能带来的潜在后果。试图通过操纵北冰洋来挽救或控制它,而不是给大自然一个再生的机会,则有可能使我们所处的危机持续下去,而这是令人不可接受的。 

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仅对北极公海加以保护还不够  

只关注北极公海的北极保护措施是不够的,因为大部分使北冰洋和世界面临风险的开发活动都发生在靠近海岸的位置,远远超出了公海的范围。将对北冰洋的保护局限在公海范围内,就是允许这种开发持续进行,且以数十亿人的生命为代价。目前的《联合国海洋法公约 (United Nations Convention on the Law of the Sea)》是允许这样做的。如果我们要避免全球性的灾难,这样的做法必须得到改变。 

现在需要针对北冰洋的全面保护措施  

所有保持世界凉爽和防止物种损失的措施,例如:重新造林、珊瑚礁保护或碳捕获和储存,都取决于一个健康的北冰洋所提供的气候稳定性。例如,森林无法在频繁发生的干旱和山火中茁壮成长。如果一次严重的北极甲烷爆炸破坏了全球经济,碳捕获方法就有可能被搁置。42然而,虽然《南极条约 (Antarctic Treaty)》自 1959 年以来一直在保护世界的南极,但对更脆弱的北极却没有这种类型的保护措施。 

 

每年夏天,随着冰层的消退,北冰洋的开发活动就会增多,这在公众眼中也变得更加正常。主要的国际海洋和北极组织已经认定这种开发将继续下去,并对此寻求监管而不是加以阻止。43,44我们的世界无法承受北极夏季遭受更多的开发活动。 

 

MAPS,即北极海洋生物保护区计划,是今天提出的唯一能够充分保护北冰洋,进而保护所有生命的倡议。该倡议在继续允许沿海社区进行赖以生存的捕鱼和文化活动的同时,还将结束北极圈以北海域的所有商业开发和军事化活动。 

 

鉴于北冰洋对地球上的所有生命都至关重要,MAPS 必然是一个全球性的倡议。鉴于本倡议完全以海洋为本,对任何领土的土地要求或利益没有影响。它还支持《联合国土著人民权利宣言 (United Nations Declaration on the Rights of Indigenous Peoples)》。 

 

通过消除开采北极海底油气的可能性,MAPS 使大约 148 万亿公斤的二氧化碳不会进入大气层,并促进了全球远离使用化石燃料。45 MAPS 支持每一个联合国可持续发展目标 (United Nations Sustainable Development Goal)。本倡议所涉 800 万平方公里,是历史上最大的海洋保护区。当科学家们警告我们必须快速地保护半个地球时,本倡议独自保护着世界上 2.2% 的海洋。46鉴于此,MAPS 不是一个理想目标,而是一个基本必要条件。 

诺贝尔奖得主支持MAPS

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Carol Greider

Nobel Laureate in Physiology or Medicine, 2009

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Dr. Roger D. Kornberg

Nobel Laureate in Chemistry, 2006

Jacques Dubochet
Dr. Jacques Dubochet

Nobel Laureate in Chemistry, 2017

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Dr. Takaaki Kajita

Nobel Laureate in Physics, 2015

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Sir Roger Penrose

Nobel Laureate in Physics, 2020

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Sir Richard Roberts

Nobel Laureate in Physiology or Medicine, 1993

Dr. Louis Ignarro
Dr. Louis Ignarro

Nobel Laureate in Physiology or Medicine, 1998

Dr. Joachim Frank
Dr. Joachim Frank

Nobel Laureate in Nobel Laureate in Chemistry, 2017

Aaron Ciechanover
Aaron Ciechanover, MD, DSc

Nobel Laureate in Chemistry, 2004

Barry C. Barish
Barry C. Barish

Nobel Laureate in Physics, 2017

Sheldon Glashow
Sheldon Glashow

Nobel Laureate in Physics, 1979

Jean-Pierre Sauvage
Jean-Pierre Sauvage

Nobel Laureate in Chemistry, 2016

Brian Josephson
Brian Josephson

Nobel Laureate in Physics, 1973

Tom R. Cech
Tom R. Cech

Nobel Laureate in Chemistry, 1989

Robert Wilson
Robert Wilson

Nobel Laureate in Physics, 1978

Brian K. Kobilka
Brian K. Kobilka

Nobel Laureate in Chemistry, 2012

Michel Mayor
Image: Sian-Prosser-RAS
Michel Mayor

Nobel Laureate in Physics, 2019

William D. Phillips
Image: Marcel Possell CC
William D. Phillips

Nobel Laureate in Physics, 1997

Kurt Wurthrich
Image: Kurt Wurthrich ETH Zurich
Kurt Wurthrich

Nobel Laureate in Chemistry, 2002

Jerome Friedman
Jerome Friedman

Nobel Laureate in Physics, 1990

Dudley Herschbach
Image: Sian-Prosser-RAS
Dudley Herschbach

Nobel Laureate in Chemistry, 1986

Anthony James Leggett
Image: Marcel Possell CC
Anthony James Leggett

Nobel Laureate in Physics, 2002

Robert Aumann, Nobel Laureate Economics 2005, supports MAPS
Robert Aumann

Nobel Laureate in Economics, 2005

Kip S. Thorne, Nobel Laureate, Physics 2017, photo credit Christopher Michel, Artist in Residence NAS
Image: Christopher Michel
Kip S. Thorne

Nobel Laureate in Physics, 2017

Peter Agre, M.D., Nobel Laureate Chemistry 2003, Photo Israel Ringel Hebrew University
Image: Israel Ringel, Hebrew University
Peter Agre

Nobel Laureate in Chemistry, 2003

Sir Fraser Stoddart, Nobel Laureate Chemistry 2016, photo Jim Prisching
Image: Jim Prisching
Sir Fraser Stoddart

Nobel Laureate in Chemistry, 2016