仅供参考：海泡沫是什么？它从何而来？

去年 9 月，一场龙卷风袭击纽约皇后区前几个小时，我正在洛克威的海滩上闲逛。洛克威是布鲁克林东南部伸入大西洋的狭长半岛（虽然严格意义上来说，洛克威是皇后区的一部分）。风暴尚未袭来，但风已起——小白云在天空中飞舞，沙子在海滩上空飞舞，沿着海岸线，大团大团的泡沫从水面上吹起，在海滩上形成厚厚的、晃动的黄白色泡沫毯。泡沫在岩石后面堆积成大堆，形状不定，一团团泡沫从岩石上脱落，像活的痰一样散落在沙滩上。

我以前从未见过这么多泡沫，考虑到这是纽约市，我怀疑这是否不是自然现象。如此多的海泡是自然形成的吗？还是这座城市负担过重的污水处理系统可能再次将未经处理的污水排入海洋？

根据几位奥地利科学家在 2011 年发表的一篇名为《水环境中的泡沫》的论文，答案是肯定的，虽然这有点无济于事。为了形成泡沫，需要空气、水和第三种关键成分“表面活性剂”——一种粘在水和空气之间的表面的粘性分子。这种表面活性剂成分可以来自很多地方；人造来源包括肥料、洗涤剂、造纸厂、皮革制革厂和污水。但表面活性剂也来自藻类、海藻和其他海洋植物中的蛋白质和脂肪。

有许多不同的分子可以充当表面活性剂，但它们都有一个共同点：分子的一端是亲水性的（被水吸引），而另一端是疏水性的（被水排斥）。当一堆表面活性剂分子与大量水和空气混合在一起时，它们都会在边界处排列整齐，一端（亲水性）面向水，另一端（疏水性）面向空气。它们甚至会背对背排列，这样亲水端就会指向彼此，中间有一层薄薄的水。那层薄薄的水呈球形，因为球形所需的能量是所有形状中最少的，瞧，它就是一个气泡。当许多气泡挤在一起时，事情会变得稍微复杂一些——正如你在小时候（或成年后）洗泡泡浴时可能注意到的那样，泡沫并不是完美的球形——但基本原理是一样的。一切都与表面活性剂有关。

“水生环境中的泡沫”提到了几份报告，称大型藻华附近形成了“异常数量”的泡沫。“粘液细胞群释放出大量碳水化合物和蛋白质，”作者写道，导致“水柱中出现大量粘稠的泡沫和粘液。”

加州大学圣克鲁斯分校的海洋生态学家拉斐尔·库德拉 (Raphael Kudela) 解释说，当藻类蛋白质或碳水化合物靠近海岸时，海浪“就像一台大型搅拌机”。 “物理搅动会将它们打碎，然后重新形成泡沫；泡沫随后被冲上岸，并在那里堆积起来。

因此，洛克威海滩的泡沫可能是也可能不是“自然形成的”——毕竟，在我跳入海浪中后，我闻到了一股怪味——但无论如何，很明显，大规模的海上泡沫袭击——就像九月底覆盖苏格兰一个小渔村的泡沫袭击一样——是可以自然发生的。

无论多少，天然海泡沫通常都是无害的——但是，正如几年前加州的海洋生物学家发现的那样——并非总是如此。

2007 年秋天，加州渔猎局的生物学家戴夫·杰瑟普开始调查一种神秘的疾病，这种疾病导致数百只海鸟在蒙特利附近死亡或搁浅。这些鸟的胸部和尾羽上有一圈黄绿色的黏液，闻起来像亚麻籽油，而且它们都严重营养不良。调查人员认为这些鸟可能是石油泄漏的受害者（石油使鸟的羽毛失去防水性，使它们暴露在寒冷中，迫使它们燃烧多余的能量来取暖），于是将黏液样本送到州实验室进行分析，但检测结果呈阴性：黏液不是石油产品。

杰瑟普开始调查另一个可能的原因：所谓的“赤潮”，这是一种每年都会出现的藻华，使沿海水域呈现红褐色。那一年的藻华异常庞大，杰瑟普以前也遇到过有毒藻类的情况，因此他联系了加州大学圣克鲁斯分校的拉斐尔·库德拉，请他帮忙调查其中的潜在联系。

库德拉和他的同事告诉杰瑟普，据他们所知，造成赤潮爆发的生物——赤潮藻，对生命没有任何有害影响，但他们也向杰瑟普提供了赤潮藻的卫星图像，以便他可以追踪其位置和强度。当他将赤潮藻的移动与记录的鸟类搁浅的时间和位置进行比较时，杰瑟普发现了完美的匹配。他甚至使用最新的卫星图像来预测下一次鸟类搁浅的地点，而他的预测完全正确。

由于藻类本身无毒，因此不可能是鸟类患病的直接原因，因此杰瑟普将注意力转向了唯一合乎逻辑的嫌疑人——赤潮附近海滩上不断出现的大量泡沫。在某个时候，他突然想到将一根干净的羽毛浸入泡沫和盐水的混合物中。“对于普通的羽毛，”库德拉解释说，“你只需将其抖开，它就会变干。”然而，当他将羽毛从混合物中取出时，杰瑟普的羽毛并没有抖干——它被浸湿了。

库德拉记得收到杰瑟普的留言说“是泡沫”。从那时起，谜题很快就解开了——库德拉的实验室分析了泡沫的结构和化学成分，以确定其中含有哪种表面活性剂，然后使用赤潮生物Akashiwo sanguinea的一种蛋白质复制了这种材料。他们在鸟身上发现的黏糊糊的黄绿色环含有同样的物质——鸟儿在水中趟过泡沫，当它们这样做时，那些表面活性剂分子疏水端先粘在它们的羽毛上，而亲水端将水分子拉近动物的皮肤，有效地使它们的防水性能下降。鸟儿死于体温过低，但这并不是因为漏油，而是泡沫。