不只是一片海的事，物質供應的變動改寫地球氣候

海洋中的物質循環如何引起「全球尺度」的改變？何東垣以科學家 Konhauser 在 2009 年根據特定時期岩石中鎳 (Ni) 含量的下降所提出的鎳假說 (Ni hypothesis) 為例。

海洋由「厭氧條件」轉換成「有氧環境」，是地球生物演化的一個重大關鍵，鎳假說提出這是因為鎳供應不足所造成。

生物體內許多關鍵生化反應，都由「酶」或稱「酵素 (Enzyme) 」催化進行。酶由許多胺基酸組成，其中最重要的活化區 (Active site) ，大多數由金屬擔當。因此，若生物缺乏特定金屬的吸收、或吸收不足，需要這些金屬的酶就不能作用，生物的生長繁殖便受到限制。

(左) 古代海洋中有非常非常多甲烷菌。 (中) 甲烷菌所需的鎳，透過火山高溫噴發供應至海洋中。 (右) 隨著火山活動下降、海洋中鎳供應量下降，甲烷菌新陳代謝也跟著下降，被行光合作用的浮游植物替代。圖片繪製│何東垣、黃雅玲
(左) 古代海洋中有非常非常多甲烷菌。 (中) 甲烷菌所需的鎳，透過火山高溫噴發供應至海洋中。 (右) 隨著火山活動下降、海洋中鎳供應量下降，甲烷菌新陳代謝也跟著下降，被行光合作用的浮游植物替代。

在地球形成初期，已知古代海洋中有非常非常多「甲烷菌」，而甲烷菌形成甲烷的過程中，必須使用三個關鍵含有「鎳」的酶。

這個假說提出：當時鎳主要透過火山的高溫噴發供應至海洋中，隨著地球逐步冷卻、火山活動下降，鎳在海洋的供應量也快速下降。當古代海洋中鎳的供應量下降，導致甲烷菌所產生的甲烷下降，行光合作用的「浮游植物」便逐漸地取代甲烷菌而成為海洋中的優勢生物，讓氧氣得以在海洋及大氣中累積，才進而引發後續生物在海洋及陸地的演化。到底鎳假說是真是假？尚待科學家進一步驗證。

但是在現代的地球大氣環境中，人為活動所生成的物質正大量釋放到大氣中，這些物質中的大部分終將沉降到海洋表面，悄悄並劇烈地改變海洋中的物質循環，而這個物質你我也身受其害──那就是「人為產生的氣膠 (Anthropogenic aerosol) 」。

氣膠 PM2.5 來襲！海洋中的微量金屬元素供應激增！