採訪 / 何郁庭 (科學推展中心執行編輯)．撰稿 / 林品婕 (科學推展中心特約編輯)
審訂 / 許瑞峯 副教授 (國立臺灣海洋大學海洋環境與生態研究所/海洋中心)
海洋裡也會下雪嗎？潛入光線無法觸及的深海，可見「海洋雪（Marine snow）」靜靜飄落。那是由各種生物碎屑、浮游植物、細菌和黏性有機質互相包覆而成的有機聚合體，在靛藍深海中閃爍，宛如雪花飄落。這場雪如今卻不再純淨。
國立臺灣海洋大學海洋環境與生態研究所許副教授許瑞峯研究團隊，長期投入於海洋碳封存及環境微型塑膠等領域，他提出「海洋塑膠雪花（Marine plastic snow）」概念，更率先揭露塑膠微粒已入侵黑潮主軸的證據，為海洋塑膠汙染與生態風險評估奠定關鍵基礎，榮獲國科會114年度「吳大猷先生紀念獎」。
塑膠雪花：解密海洋塑膠汙染的傳輸路徑
根據經濟合作暨發展組織（OECD）研究1，全球每年塑膠產量約達 4.6 億噸，其中大概有 800 至 1000 萬噸會流入海洋。「海洋是環境的最終受體，所有汙染物最終都會在這裡累積，並透過洋流傳輸到不同國家。」許瑞峯語帶不捨說著。
然而，這些進入大海的微型塑膠究竟去了哪裡？為何全球微型塑膠的排放量與實際監測到的環境中累積量不相符？這些未解的謎題，正是許瑞峯的研究焦點。他專注於微型塑膠及塑膠廢棄物的傳輸機制研究，並於 2020 年證實微型塑膠可與海水中的膠體、有機碎屑及藻體等有機顆粒共聚集形成大型聚合體，提出「海洋塑膠雪花」（marine plastic snow）的創新概念2。
研究發現，不同塑膠種類與形態會顯著影響海洋雪花的形成特徵，而塑膠顆粒的介入也會改變有機顆粒的沉降速度。大型海洋塑膠雪花沉降速度快，不僅加劇汙染物的垂直輸送，也可能降低海洋浮游植物的存活率，進而減少大氣二氧化碳的固定量，削弱海洋的碳封存效率3。
團隊更進一步發現，海洋飛沫與氣膠（sea spray or aerosols）可經由氣泡破裂機制，將「塑膠雪花」再度送入大氣。這一成果為「消失的海洋塑膠（missing ocean plastics）」之謎提供可能解釋，勾勒出海洋塑膠汙染的完整傳輸途徑。該研究成果亦登上頂尖期刊《Water Research》。
「身為海洋觀測學家，若沒有海洋研究船載著我們航向未知，研究將無從展開。」海上研究所費不貲，許瑞峯感謝國科會的長期支持，亦感謝團隊的研究人員相互協作，讓他得以在浩瀚海域中持續探索，拼湊海洋環境汙染傳輸機制的巨大拼圖。
海的試煉：從機制研究到海上觀測的雙軌驗證
走入海洋研究之路，許瑞峯謙遜表示有幸遇到許多貴人相助。攻讀中山大學海洋環境及工程學系博士期間，他在李宗霖教授的指導下，正式投入海洋環境汙染研究的領域，奠定學術基礎。之後在美國加州大學擔任博士後研究員時，從靳偉君教授身上學到時間規劃與研究節奏的重要。「美國實驗室給我很大的文化衝擊。」他笑說，「那裡的人幾乎不在實驗室寫報告，他們認為待在實驗室的時間應用來生產數據，分析數據和撰寫報告是回家後的事。」這種高產量、快節奏的實驗室文化，令他印象深刻，也成為他日後面對大海時的耐力與定力。回國後任職於海洋大學，在龔國慶教授等前輩的支持與鼓勵下，使許瑞峯投入更具挑戰性的海洋實際觀測研究領域，從此展開臺灣海域的科學航程。
許瑞峯研究團隊的主要採樣位置以臺灣鄰近海域為主，北至東海陸棚、南至巴丹群島北方、西至馬祖，期望能建構西太平洋邊緣海域的汙染全貌。出海前，團隊會先在實驗室進行模擬實驗，釐清海洋汙染物的傳輸機制，接著再將實驗室的數據帶到海上進行驗證。「透過機制研究與實場驗證，在不同尺度下觀測汙染的流動，才能真正掌握海洋汙染物的傳輸途徑與最終宿命。」許瑞峯說。
每一次出海觀測都像是一場與時間的賽跑，必須在有限的時段內完成採樣、蒐集數據與實驗操作，過程相當繁瑣。許瑞峯坦言：「第一線海上觀測人員需要克服很多身心上的困難。」若實驗結果不理想，面對挫折也要重新振作。此外，海上氣候與海況變化莫測，長時間在船上作業，更是體能與意志的挑戰。「我常跟學生說，想進我的實驗室，要先坐在旋轉椅上轉個十圈，不會頭暈的人才合格。」他笑著說。
面對複雜多變的海洋環境，許瑞峯帶領學生從實驗機制的探索到海上觀測的應證，培養以科學思維與邏輯推理解讀現象的能力。在實驗室與實地環境的轉換中，一步步揭開海洋汙染物傳輸的神祕面紗。
海的連結：從跨域合作到大眾溝通的實踐
海洋環境研究不僅能鍛鍊心智，也能促進跨領域的交流。許瑞峯強調，跨領域整合已是當代科研的趨勢，海洋環境研究更需要結合物理、生物、微生物與模型統計等多元領域的加入與合作，他笑說：「畢竟海洋環境是所有人的，打團體戰才能讓實驗結果更豐富！」
許瑞峯與美國加州大學、德州農工大學及菲律賓 MSU-IIT 等國際頂尖研究機構密切合作，分析微型與奈米塑膠在不同環境介質中的分布特性與組成差異。他也與臺大海洋研究所及多所美國大學團隊攜手，搭乘美國華盛頓大學海洋研究船「湯普森號」（R/V Thomas G. Thompson），在西北太平洋公海展開觀測，釐清大洋物理擾動對汙染物輸送與碳循環的控制機制。此外，他與英國南極調查局（British Antarctic Survey, BAS）共同探討不同海域中，海洋雪花在微型塑膠垂直傳輸中的角色與機制。透過這些跨國合作，許瑞峯不僅以身示範跨域交流的重要，更將臺灣海洋科學研究的能量推向國際舞台。
除了與專業團隊對話，許瑞峯也致力於提供政府擬訂政策所需的科學依據並與大眾溝通，他認為：「海洋研究最重要的任務，就是讓民眾能理解這些資訊。」許瑞峯善於轉譯研究成果，讓專業知識更「接地氣」，以提升社會對海洋塑膠汙染議題的關注。他期盼民眾在「知海」之後，能進一步親近海洋（近海）、走進海洋（進海），最終培養潔淨海洋（淨海）的意識。許瑞峯深信，當人們真正感知海洋環境所面臨的衝擊時，必能燃起守護海洋的責任與行動，唯有如此，才能確保海洋的永續發展。
1 Global Plastics Outlook (2022) : Economic Drivers, Environmental Impacts and Policy Options. 連結：https://www.oecd.org/en/publications/global-plastics-outlook_de747aef-en.html
2 Shiu, R. F., Vazquez, C. I., Chiang, C. Y., Chiu, M. H., Chen, C. S., Ni, C. W., ... & Chin, W. C. (2020). Nano-and Microplastics Trigger Secretion of Protein-rich Extracellular Polymeric Substances from Phytoplankton. Science of the Total Environment, 748, 141469.
3 Olivia, M., Wu, W. H., Tsai, A. Y., Hsu, H. C., Gong, G. C., & Shiu, R. F. (2026). Microplastics Affect Marine Snow Formation and Sinking to the Ocean's Interior. Water Research, 124601.
