深海藏碳驚人!中山大學實測:千米下有機碳通量比傳統預測多出四倍

根據國立中山大學碳索實驗室發布於國際期刊《Global Biogeochemical Cycles》的最新研究,研究團隊在西北太平洋五百及一千公尺深處,實際量測到的顆粒有機碳通量,比過去海洋學界普遍使用的Martin Curve碳衰減模式預測值,高出約二.七到四.二倍。這個數字背後藏著一個關鍵訊息:藍碳不只待在海岸,它可能搭著洋流,遠航千里後沉入深海。

這項研究打破了過去海洋碳匯研究的慣性思維。傳統「生物幫浦」理論認為,海洋表層浮游植物固定的碳,會形成有機顆粒後直接向下沉降。但中山大學團隊在低緯度西北太平洋暖池的五個測站,於一千公尺深處捕捉到的有機顆粒數量,明顯超過理論預測值,這代表一定有什麼東西「從外面送進來」,而不只是從海面上掉下來。

表層浮游植物不是唯一的碳來源

研究團隊透過沉降顆粒收集器,在一百五十、五百及一千公尺處收集有機顆粒,再利用碳穩定同位素(δ13C)分析有機碳的來源。結果發現,在深層樣本中出現了大型海藻、紅樹林與海草的生物訊號——這些都是典型的濱海藍碳生態系產物,不該出現在離陸地數百公里遠的深海。

「這項證據顯示,沿海生態系固定的碳,可能離開原本的海岸環境,經由洋流及海洋環流輸送至遠方海域。」研究團隊指出。表面洋流、海下潛流,甚至中尺度渦流,都可能參與這段碳的長征。換句話說,碳的旅程不是只有「往下沉」這條路,它也可能先「往外走」,再在某個時間點沉入深海底。

編輯觀點|這篇研究的真正價值,不在於推翻了什麼,而在於補上了海洋碳循環地圖裡一塊長年被忽略的拼圖。過去大家討論藍碳,焦點都放在紅樹林、海草床「保存了多少碳」;但如果這些碳根本沒留在原地,而是被洋流帶走,那我們在海岸算的碳帳,可能從一開始就有誤差。往後推演,這會影響碳權交易的計算基準、影響各國在氣候談判桌上的碳匯報告。對一般人來說,這則研究其實在提醒我們:海洋幫我們處理碳排放的機制,遠比想像中複雜,也遠比想像中脆弱。

距離菲律賓九百公里遠的深海,測得到紅樹林的DNA

研究團隊在二○二三年搭乘勵進號研究船,於西北太平洋五個測站進行觀測。這些測站橫跨約四個緯度,部分測站距離菲律賓約九百公里,距離印尼超過一千二百公里。在這麼遠的距離下,五百及一千公尺深處仍可偵測到大型海藻、紅樹林與海草的環境DNA(eDNA)訊號——這是一個相當扎實的科學證據。

不過,研究團隊也坦承,目前的eDNA與同位素證據仍無法確認這些藍碳來自帛琉、菲律賓或印尼,因此尚無法判定確切來源。這種「知道有東西來,但不知道從哪來」的狀態,其實正是科學最迷人的地方——它告訴我們眼前有一個真實存在的現象,等著被進一步解開。

如果對照實際量測數據,五個測站的一千公尺深處顆粒有機碳通量,比Martin Curve預測值高出二.七至四.二倍。這不是微幅差異,而是整個數量級的落差。用白話文說:深海裡的有機碳,比我們「本來以為」的多出好幾倍,而這些多出來的碳,很可能來自我們家門口的紅樹林或海草床。

(資料來源:國立中山大學碳索實驗室,2023年西北太平洋觀測數據)

海洋碳循環的傳統理論,需要重新校正

這項研究之所以重要,不在於它給出了「答案」,而在於它提出了「新的問題」。過去學界在估算深海碳通量時,大量依賴Martin Curve這個數學模型來推算有機碳隨深度衰減的比例。但中山大學團隊的實測數據顯示,僅靠傳統的垂直沉降模式,可能無法完整解釋深海碳通量

團隊成員包含中山大學海科系謝學函博士、吳珣涵及艾博內博士生、海資系李澤民教授、海軍官校施詠嚴副教授、海洋大學曹俊和副教授等人。這項研究主要獲國科會「臺灣-帛琉航向藍海」計畫支持,是臺灣海洋科學研究在國際學術舞台上的又一次具體貢獻。

「未來評估藍碳及海洋碳匯時,除了計算沿海生態系保存多少碳,也需要把碳的來源、輸送路徑及進入深海後的保存情形納入考量。」——國立中山大學碳索實驗室研究團隊

這不是一個學術圈關起門來討論的問題。全球碳交易市場逐年擴大,藍碳專案(如紅樹林復育、海草床保護)已經成為企業購買碳權的熱門標的。但如果在計算碳匯時,沒有把「碳可能被洋流帶走」這個變數納入,那這些碳權的真實性就會被打上問號。

根據研究團隊的實際觀測,一千公尺深處的顆粒有機碳通量比傳統模式高出二.七至四.二倍,這代表深海對藍碳的接收能力,可能遠超過我們原先的估計。

數據背後的啟示

這篇研究的結論其實相當嚴謹,甚至有些保守——團隊明確指出,目前的證據仍無法判定這些藍碳的確切來源,後續需要更多觀測來釐清輸送過程。但正是這種嚴謹,讓它的科學價值更顯紮實。

從政策層面來看,這項研究釋放了一個明確的訊號:藍碳的碳匯計算,不能只停留在海岸線的範圍。如果碳會「離家出走」,那我們就必須追蹤它、量化它,否則所有的碳帳都是半套。從科學層面來看,它則提醒我們:海洋的運作機制,遠比教科書上的簡化模型複雜得多。

後續該怎麼做?研究團隊已經給出方向:需要更多航次、更多測站、更長時間的連續觀測。這不是一條便宜的路,但如果不走這條路,我們對海洋碳匯的理解,就會永遠卡在半路上。

話說回來,這件事跟你我有什麼關係?當你下一次看到企業說「我們種了紅樹林來抵碳」時,你可以多問一句:這些碳後來去了哪裡?是被好好地封存在海床裡,還是已經被洋流帶走、消失在深海的某個角落?這個問題,恐怕連科學家都還在找答案。

而中山大學這篇研究,正是邁向那個答案的關鍵一步。

本文改寫整理自公開新聞來源,原始報導由Yahoo奇摩新聞發布。

常見問題 FAQ

藍碳是什麼?跟一般說的「碳」有什麼不同?

藍碳是指紅樹林、海草床、鹽沼等沿海生態系統所吸收並儲存的碳。這些生態系統的固碳效率極高,單位面積的碳儲存量往往是陸地森林的數倍,因此被視為重要的自然碳匯。

這篇研究發現的「新碳輸送路徑」對碳權交易會有影響嗎?

會有影響。如果沿海生態系固定的碳會經由洋流輸出至深海,那麼在計算紅樹林或海草床的碳匯量時,就必須追蹤碳的最終去向,否則可能高估這些生態系的碳儲存效益,進而影響碳權的真實性與交易基準。

Martin Curve是什麼?為什麼這篇研究說它低估了深海碳通量?

Martin Curve是海洋學界用來推算有機碳隨海水深度衰減的經驗模型。中山大學團隊的實測數據顯示,一千公尺深處的實際碳通量比該模型預測高出二.七到四.二倍,代表僅靠傳統的垂直沉降理論,無法完整解釋深海有機碳的來源與數量。

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