本期的封面故事〈遠征北極，超級任務〉也是如此。一批科學家為了探索全球氣候變遷的核心，搭乘破冰船漂流到地球的最北端，在天寒地凍之中，蒐集海冰之上與之下的種種數據。為了探索全球暖化的真相，他們不惜冒著生命危險，展開遠大任務。

三月，春寒料峭中，和孩子一起體會真實的力量。

只是一直以來，科學研究的觸角不易伸到北極，因為北極冬季的冰層實在太厚，破冰船無法破冰前進，只能藉由夏季融冰時開通的航道通行；加上北冰洋沒有厚實的陸地，無法在冰上建造堅固長久的考察基地，科學家大多是在浮冰上架設漂浮研究站，一旦冰塊斷裂就必須撤離。因此，以往在北極的研究大多是短期工作。

邁向北極的路途極為艱辛，雖然如此，科學家還是想克服重重困難，長期監測，深入研究北極，也因此一支跨國團隊成立了！名叫MOSAiC（北極氣候研究多學科漂移觀測站），他們讓研究船凍結在冰層上，隨冰漂流到北極中心，計劃考察整整一年。

這是一項史無前例的壯舉！想想呼嘯的寒風、冰封的海洋，科學家必須適應極地氣候，還要提防凶猛的北極熊，過程無比艱難，但為了科學，他們遠征北極，相信也將帶來前所未有的科學成果。

北極是什麼樣的地方？

你對北極的了解有多少？北極一般來說，是指北緯66.34度以北的區域，也就是北極圈，這裡屬於寒帶，終年嚴寒，而極圈邊緣地區是冷暖氣團交會處，容易颳起暴風雪，由於地球磁力線的分布，還可見到美麗的極光。北極在夏季有永晝現象，太陽不會落下；在冬季則是永夜，整天處於黑暗中，見不到陽光。

北極圈內絕大部分是北冰洋，或稱為北極海，海面上有長年凍結的冰層；陸地面積不大，大多分布在極圈邊緣，包含格陵蘭島、歐亞大陸和北美大陸，分屬於八個國家的領地，這八個環北極圈的國家組成了北極理事會。

北極中心是人類尚未全面了解的地帶，但北極圈邊緣與陸地相連，早在一萬年前就有人類抵達，並於數百年前開始定居，現今主要住著北極原住民因紐特人、尤皮克人、薩米人等。他們傳統的房屋是雪屋、獸皮帳篷；以肉食為主，會獵捕魚類、海生哺乳動物，還有北極熊、馴鹿等陸地動物。

極限探索

過去幾百年來，許多人想探索地球的極北之地，19世紀時探險活動非常踴躍，人們把征服遙遠的北極點視為榮耀。想前往北極點，首先要克服厚厚的海冰，1893年挪威探險家南森的隊伍首度使用了讓船隻隨海冰漂流的方法，不過當時他們並沒有順利到達北極點。後來，人們利用不同的運輸工具在夏秋兩季前往：1926年用飛機飛越上空，1958年用潛艇從冰下穿過，1977年才終於有史上第一艘破冰船到達北極點。

北極的環境嚴峻，居住人口原本很稀少，但隨著世界各國對北極逐漸了解，北極圈的領土開始受到重視—根據評估，北冰洋海底可能蘊藏著占全球1/8含量的石油和1/3的天然氣，那是有待發掘的寶藏！北極理事會的國家紛紛劃分領土範圍和經濟海域，以利於開採海底的資源。為了更了解北極的環境，這些國家都有各自的科學考察基地。

極限生物

北極天寒地凍，能夠在此生存的生物種類很有限，牠們大多數生活在北冰洋外圍的陸地。這裡的土地結冰，稱為凍土，只有到夏季，當凍土表層融化時，苔蘚植物或是草本植物才可生長，形成一片翠綠的苔原。這些植物能適應低溫、強風和短暫的生長週期，在永晝時利用整天的日照持續行光合作用，把握生存機會。

生活在北極的動物大多具有豐厚的毛髮、羽毛或是體脂肪層，可用來保暖。最具代表性的就是北極熊，牠是陸地上最大的掠食動物，主食是海豹；其他食肉動物還有北極狐、北極狼等。食草動物有馴鹿、麝牛、北極兔、旅鼠等。北極的鳥類大多數為候鳥，如雷鳥、北極燕鷗、北極海鸚，有些鳥在北極繁衍後代，僅少數在北極過冬。

北極表面的海冰不宜居住，但底下的海水比冰層溫暖，因此海生生物得以生存。海中微小的藻類、浮游生物等微生物，可餵養磷蝦、各種海魚，進而提供食物給大型哺乳動物，如海豹、海象、鯨豚類。

由於北極的生物種類不多，食物鏈結構簡單，如果受到干擾，例如某種動物數量減少，很容易連帶影響到牠的獵物和捕食者，使生態系統變得不穩定。但由於人類活動愈來愈頻繁，在北極發展漁業，大量撈捕魚蝦，或是侵犯動物的棲地，因此嚴重影響北極的生態環境。

至於北極中心的海冰與海水則充滿未知，這裡每年會面臨長達數個月的黑暗和冰冷的溫度，是地球上最極端的環境之一，不過，科學家仍認為這裡有許多微生物能適應生存，因此對北極中心的生態系統充滿好奇。......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2020年3月 ]

烏姆卡顯然是迷路了，但身在陌生的人類居住地，牠卻表現得十分溫馴，不太畏懼行經的人類。也許是基於好奇而探索，牠試圖攀爬房屋旁的矮牆，即使一旁的小狗吠叫威脅，牠仍相當從容。烏姆卡身形瘦弱，鎮民嘗試以魚餵食，牠卻吃得不多，也不主動下海捕獵。最後，牠找了處空曠的冰面趴下歇息。

我的家鄉在遠方

烏姆卡到底來自哪裡呢？在抵達小鎮之前，牠又過著什麼樣的生活？

顧名思義，「北極熊」來自「北極」，那是一片一望無際又寒冷的白色世界，沒有大地，而是由綿延的海冰凍結而成。有時來場黑暗的冰風暴，有時天際浮現奇幻美麗的極光；冬天是永恆的黑夜，夏季是沒有盡頭的白晝。而北極熊，就在這片奇異的世界生存，海冰是牠們最重要的家。

獨行而來的烏姆卡是一隻年輕的公熊，公的北極熊確實總是獨行。小熊在出生後大約兩年半，會跟著熊媽媽學習如何生活、獵捕，一旦長大，就得自力更生。母熊除非處於哺育小熊的階段，否則也大多獨來獨往。

可想而知，冰上世界沒有太多食物，不過海冰下方附著一層名叫「冰藻」的藻類，供浮游生物維生，浮游生物餵養了魚蝦，魚又餵養了海豹；在這串食物鏈的最高層，正是北極熊。身為大型哺乳類動物，又必須在嚴酷的環境中求生，北極熊需要極大量的食物，牠們的主食就是海豹，只要成功捕獲一隻成年海豹，成年北極熊就能夠度過一個星期。

不過，想要獵捕海豹並不簡單，唯有在海冰之上，北極熊高超的狩獵技巧才能完全發揮。牠們利用一身白毛皮，隱身在海冰之中，等海豹上岸休息或換氣時，快速發動奇襲，以利爪和利牙攻向獵物。牠們擁有敏銳的嗅覺，能追蹤幾公里外的海豹；甚至嗅聞到冰下一兩公尺的海豹氣味，然後守株待「豹」，破冰襲擊。即使如此，北極熊成功狩獵的機率仍不高，較好的狀況下，獵捕五六次也才成功一次；若是進入海豹悠遊自得的開闊海域，成功率就更低了，每20次才可能成功一次。

海面大片凍結的冬季，是北極熊重要的狩獵季。夏季氣溫升高，海冰因融化減少，北極熊獵捕不易而餓肚子時，甚至得撿食陸地上的腐肉或啃食漿果、草根，靠著冬季累積的脂肪支撐下去。

消失的海冰，消失的北極熊？

既然北極海冰才是北極熊能夠自在生活的地方，為什麼烏姆卡會流浪到北極圈以南、這麼遠的俄羅斯小鎮呢？

根據2018年的研究，俄羅斯東北方與美國阿拉斯加之間的楚科奇海，包括海冰和沿岸地區，大約居住著3000隻北極熊，是全世界最大的北極熊棲地。這些北極熊原本也會到較南方的白令海峽附近活動，但由於近年來全球暖化加劇，大量冰層消融，北極熊棲地上能活動的區域愈來愈小，覓食也愈加困難，北極熊只好乘著浮冰，在日漸縮小的海冰之間尋找獵物。烏姆卡很可能就是為了覓食而乘著浮冰，但迷失了方向，又湊巧隨著南下的海流一路漂流，才意外來到700公里外的堪察加半島，闖進了人類小鎮。也難怪牠的身形瘦弱，和我們印象中白胖壯碩的北極熊完全不同。.......

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2020年3月 ]

珊瑚礁就像海裡的森林，和陸地上的森林一樣住著許多生物，當然也有各式各樣的聲音：魚類發出咕嚕聲和敲擊聲，蝦子劈啪作響，蝦螯開闔甚至會發出喀嚓聲。這些熱鬧的聲音，代表珊瑚礁裡各種生物蓬勃生長，也是珊瑚礁健康的象徵。然而，一旦珊瑚礁死亡，同樣會如陸地上的荒地般一片死寂，沒有生物願意停留。不幸的是，由於全球暖化的影響，許多珊瑚礁已經白化並走向死亡，對於這種現象，科學家正積極尋找挽回的方法。其中一群科學家，嘗試了一種獨特的方式─在已死的珊瑚礁中架設水下擴音器，播放健康珊瑚礁環境中的聲音。

實驗結果顯示，播放健康環境音的珊瑚礁會聚集更多魚群，比起未播放聲音的區域高出一倍，生物種類也多了50％。這些聚集而來的魚群，涵蓋食物網中的各個角色，有食腐的清道夫魚，也有草食和肉食的魚。聚集的魚群並不能讓珊瑚礁迅速起死回生，但牠們可以幫助修復與清理環境，創造讓珊瑚重新生長的空間。

不過，即使播放健康的環境音可以吸引魚群回到已死的珊瑚礁居住，重建生物群落，但最重要的還是得從根本做起─人類必須避免造成更多海水汙染，緩和氣候變遷，才可能保護這些岌岌可危的生態系統。

[更多詳細內容請參閱《科學少年》2020年3月 ]

[活動報名]