2011年3月11日，地震海嘯造成日本福島第一核電廠的反應爐熔毀，大量的放射性物質伴隨著冷卻水，直接注入了接鄰的太平洋。此次災害的嚴重程度可能遠大於任何一次歷史上的核災，因此受到了舉世的注目與關切。
如同2010年BP公司在墨西哥灣的漏油事件，福島核災後，科學探測的研究與報導如雨後春筍般冒出，除了追蹤汙染物動向、評估對人類與環境的衝擊、檢討如何事後補救當地的生態系統之外，是否可以轉換另一種思考方式，試著將這些突發性的事件，轉變成為有用工具，讓我們藉機得以解開一些自然界中未知的問題呢？
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圖1: 太平洋藍鰭鮪(Thunnus orientalis)，圖片取自Madigan et al., 2013
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各位或許有聽過報導，太平洋的大型洄游性魚類，例如鮪魚，他們帶著放射性核種，從日本外海一路游到了加州外海，然後被捕獲進入市場。對於怕死的美國人來說，這無疑是一陣恐慌啊！是的，在部分加州外海捕獲的鮪魚體內，的確量測到了不該存在的銫-134 (134Cs)、以及高於背景值的銫-137 (137Cs)註1。不過，有句話說：”The solution to pollution is dilution”，大量的海水稀釋下，其實這些鮪魚體內來自於銫的放射性，是遠低於自然背景輻射的強度 (例如鉀-40與釙-210)。當然人們可以抨擊，不該存在的物質就不應當存在，食用後是否會有健康安全上的問題？很抱歉我這個海洋學家無法回答您。
回到我們的主題，太平洋藍鰭鮪(Thunnus orientalis) ，就是俗稱的太平洋黑鮪啦！他們是洄游性的魚類，成魚會回到西太平洋，在日本、台灣鄰近海域繁衍產卵，幼魚會在日本附近海域滯留一段時間，年齡達到約1歲至1歲半之間，便沿著黑潮延伸流(Kuroshio extension)與北太平洋洋流(North Pacific current)，一路橫跨太平洋，遷徙到加州外海的湧升流區居留。
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圖2: 電子標記技術所計算出各個物種的移動與分布(Block et al., 2011)
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然而，像鮪魚這種大規模遷徙的魚類，許多迴游機制依舊是謎，人工與電子標記的技術雖然越趨成熟，給予了許多珍貴的數據(圖2)，可是仍然存在著缺點，例如回收率低、價格昂貴、資料僅從標記當下之時間與地點開始記錄，無法溯及既往。
不過，利用核災所釋放出的汙染物，可以發展一項新方法，用來作為評量鮪魚移動的工具。
首先，福島核電廠的外海，是幼魚滯留與遷移的必經之地。
再來，放射性核種是以點源(point source)的方式進入海洋。
像是車諾比事件或核武試爆，放射性物質都是透過大氣四散沉降，大範圍的分布，但是福島事件的輻射是跟著冷卻水排放的，所以幾乎可以確定只有一個定點的源頭進入太平洋。
然後，其中的銫-134更是獨一無二的訊號。
最後，福島核災發生的時間點又恰巧是鮪魚幼魚們要開始橫跨太平洋的前夕。
像是車諾比事件或核武試爆，放射性物質都是透過大氣四散沉降，大範圍的分布，但是福島事件的輻射是跟著冷卻水排放的，所以幾乎可以確定只有一個定點的源頭進入太平洋。
然後，其中的銫-134更是獨一無二的訊號。
最後，福島核災發生的時間點又恰巧是鮪魚幼魚們要開始橫跨太平洋的前夕。
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圖3 太平洋藍鰭鮪的幼魚東移路徑。核能標誌為福島核電站所在位置。左方的圓餅圖代表海水中134Cs與137Cs的放射性比值(起始值為1:1)，右方的圓餅圖為魚體內所含的比值。藉由兩者的半衰期註1不同，所以藉著比值的變化，可以回推鮪魚橫跨太平洋的時間。(Madigan et al., 2012)
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這樣天時地利之下，讓科學家們有機會利用銫-134來追蹤鮪魚。魚體內若含有銫-134，代表他們絕對是來自於遠方的遷移者(migrant)，而非居留者(resident)。
科學家發現，2011年與2012年的樣品中，小於1.7歲的鮪魚皆含有銫-134，是近期內來自日本的遷移者。而1.7歲以上的鮪魚，大部分皆不含銫-134，是為居留者(至少停留一年以上)。而透過銫-134與銫-137的比值計算，可以回推他們跨越太平洋所耗費的平均時間約兩個月，移動距離最快估計可達每天180公里(圖3)。由於是利用放射性元素，因此這個嶄新的方法或許只有短暫的實際應用期間。但另一方面，這種絕對明確的化學訊號，可以拿去驗證與協助改善其他方法，例如將穩定同位素或魚類耳石分析拿來相比較，可更進一步完善方法。
對當地漁業資源的管理經營而言，了解一個群體中，哪些是遷移者？哪些是居留者？以及兩者在不同年齡層間的比例變化為何？皆為非常重要的資訊。太平洋藍鰭鮪是位居海洋食物鏈頂端的掠食者之一，並且已經是嚴重過漁的魚種，我們希望可以更進一步、徹底地了解黑鮪魚的生態與迴游習性，改善漁業資源管理，才能保持海洋的生物多樣性與生態系統的穩定。
註1: 自然界中的銫(Cesium)元素絕大部分是以穩定同位素銫-133形態存在，在海水中呈現保守性分布。而海水中的放射性元素銫，是60年代起一連串核子武器試驗所留下的產物。由於銫-134的半衰期只有2.1年，故現今已偵測不到。而銫-137的半衰期為30年，今日海水中的背景值約為1.5 mBq L-1。
參考資料:
1. Madigan, D. J., Baumann, Z. & Fisher, N. S. Pacific bluefin tuna transport Fukushima-derived radionuclides from Japan to California. Proceedings of the National Academy of Sciences 109, 9483-9486 (2012)
2. Madigan, D. J. et al. Radiocesium in Pacific Bluefin Tuna Thunnus orientalis in 2012 validates new tracer technique. Environ. Sci. Technol. 47, 2287-2294 (2013)
3. Madigan, D. J. et al. Reconstructing transoceanic migration patterns of Pacific bluefin tuna using a chemical tracer toolbox. Ecology 95, 1674-1683 (2014)
4. Block, B. A. et al. Tracking apex marine predator movements in a dynamic ocean. Nature 475, 86-90 (2011)
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作者：Rockman(PhD student @ Stony Brook university)。原本屬於陸地，卻一頭沉入蔚藍大海的石頭人。
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