科學人／海洋加鐵可逆轉全球暖化？「鐵人」馬丁如何驗證假說

圖／The Martin Family.

美國海洋學家馬丁（ John Martin ）於1988年獲得「鐵人」（ Iron Man ）這個稱號，但他並非運動健將，也不是他和漫威英雄鋼鐵人有何相似。相反地，這是媒體的一種嘲諷，因爲這位海洋學家面對全球暖化的問題，竟在當年的研討會中口出狂言：「給我半艘油輪的鐵，我就能製造出冰河期。」

說來諷刺，馬丁還真的當過一陣子的「鋼鐵人」。1935 年出生的他，堪稱理想中的美國青少年，允文允武，學業與運動都表現優異。然而在他升大學二年級前卻風雲變色，突然罹患小兒麻痹症，住院期間有好幾個月必須待在鐵肺中。不過馬丁並未因此消沉，透過積極的復健運動，終於可以用柺杖行走，並且在三年內完成大學學業。

大學畢業後，馬丁就讀海洋生物研究所，研究海中磷、氮等營養物質的濃度變化與浮游生物的關係，以此獲得博士學位。接着他前往波多黎各，分析核輻射對該地區浮游植物的長期影響。1969 年，他在美國史丹佛大學的海洋實驗室擔任助理教授，開啓他此後對海洋中微量金屬的研究。

當時普遍認爲影響藻類生長的營養素就只有磷和氮，但馬丁認爲微量金屬也很重要，畢竟大多數陸地生物都必須攝取微量金屬，否則無法生存，浮游生物應該也是如此。果然，他檢驗常見的浮游生物後，發現它們都含有鋅、鐵和銅之類的微量金屬。再來要確認的是，浮游生物的分佈多寡是否和該區域的微量金屬含量有關？

1972 年，馬丁轉往加州州立大學的莫斯蘭丁海洋實驗室任職，開始測量海水樣本中的微量金屬。不過這不是件容易的事，因爲樣本有可能受到許多污染，例如來自漁船、遊艇、輪船等船殼的金屬物質，就連採樣工具本身也會污染樣本。馬丁率領團隊改造採樣工具，全面改用塑膠取代金屬，並向地質學家取經，去除污染海水樣本的金屬，結果發現海洋中的金屬濃度比之前認爲的要低幾個數量級。

馬丁於 1975 年升爲實驗室主任後，開始關注浮游植物在全球氣候扮演的角色。浮游植物會吸收二氧化碳，並在死後將其中的碳帶到海底，減少大氣中的溫室氣體。問題是，這種機制能發揮多大作用？

在比較沉入海底的碳量與該水域的浮游植物數量時，馬丁注意到存在已久的謎團：某些海域明明有很高的營養含量，卻幾乎沒有浮游植物。他採樣檢驗後，發現這些海域的鐵含量微乎其微，於是推測這正是浮游植物無法生長的原因。隨後馬丁以實驗證實添加鐵會讓浮游植物加速繁衍，並於1989年發表論文後，才讓他的鐵假說獲得正視。

1991 年，馬丁被診斷出罹患攝護腺癌時，已擴散到身體其他部位。經過兩年的化療和放射治療，曾熬過小兒麻痹症的他這次終於不敵病魔，於 1993 年 6 月 18 日逝世。他過世後，全球陸續實施了十幾項在海洋添加鐵的實驗，都獲得正面成果。至於爲什麼後來未能繼續擴大進行？海洋固碳是否真的可行？參見〈藍碳！海洋的吸碳神力〉的剖析。

（本文出自2025.01.25《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）