【科學講堂】析海泥中矽藻 推測海平面水位變化
近年面對全球暖化，大家都有點擔心海洋的水位會不會上升得太快了。大約12,000年至8,000年前，地球也曾經歷過海平面急速上升的時候，可以作為現世代一個有用的參考。可惜的是有關這個時期水位的資料並不完整及確切，令推算準確的結論變得困難。這次就跟各位分享，研究人員如何運用北海海泥的紀錄來推論地球的水位。
12,000年至8,000年前的時期，屬於全新世（Holocene）的初期，是上一次冰河世紀完結後的第一個地質世代。要研究這個時期海洋水位的升降並不容易，因為這個時期的相關證據大多因為當時大陸板塊被海水淹沒或沖刷而消失，剩下來的證據多數藏於離岸的深水處，所以要收集起來不太容易，或是成本過於昂貴。
以往對水位的推論，大部分基於當時珊瑚的化石，然而珊瑚本來就生活在不同水深的地方，所以由此推斷的結論並不精確。
為了精進研究，近期就有研究人員運用北海收集來的海泥去推算全新世時期的海水水位。收集海泥的地點包括古代岸邊的濕地，當這些地區形成濕地的時候，曾被北海的海水淹沒，因而在海泥下留下了一層10厘米至30厘米厚的泥炭。研究人員通過分析泥炭中的矽藻（diatom）遺骸，再加上其他地質學、化學、植物學的證據，辨認出每個樣本中的泥炭究竟是由什麼植物族群形成的。
過往水位升速遠超現今
由於不同植物族群生長在海平線以下不同的特定深度，我們就能利用這個資訊，去計算出各個收集到樣本的地點在過往的水位。研究人員更運用了放射性碳定年法去確定相關的年份，因而可以整理出以往數千年水位的變化。
這個研究發現了地球過往有兩個海平面急速上升的時期，每次皆長達數個世紀，且都與北美和南極冰層融化有關。
大約十萬年以前，地球溫度迅速暖化，冰層大量融化，所以當時海洋水位上升的速度高達每年九毫米，與我們預計2100年在高碳排放的境況下出現的狀況相似。第二個水位急升的時期出現在大約8,300年前，當時水平面也會每年上升8毫米，相比現今每年上升4毫米至5毫米速度更快。
在約7,000年前，水面的升降低於每年2毫米，便利了農業、文化、工業的穩定發展，全新世初期急速上升的水位則改變了地面海岸線的地理和生態環境，影響了當時人們遷移與定居的模式。
小結
以往不同研究對北海水位的推斷曾有高達十米的差別，這次的研究縮小了這個誤差，但是仍有許多限制，比如大約八千一百年前，曾在挪威海發生了斯托雷加海嘯（Storegga tsunami）這種極端的事件，也可能導致北海水位上升。不過，研究中引入的新方法可以應用到其他地方，供我們深入研究地球史。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
