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艾科试剂:海洋昏暗带微生物为碳沉积“把关”


 
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By : 艾科试剂   |  2014-11-14

海洋在全球碳循环中起着极为重要的作用,能够吸收大约一半由人类活动产生的温室气体,而其中大部分的反应都发生在海洋表面以下100米的区域之内。海洋中多种浮游植物能够通过光合作用捕获碳,而当它们死后,会穿过海洋的“昏暗带”(twilight  zone)沉至永远漆黑的海底。然而,美国科学家进行的一项最新研究表明,海洋“昏暗带”的生物活动实际上是碳沉积的“把关人”,决定着浮游植物捕获的碳被永远存储于海底,还是很快又再回到海洋表层。4月27日的《科学》杂志以封面文章的形式发表了这一研究成果。  

    在2004年和2005年,美国马萨诸塞州Woods  Hole海洋研究所的生物地球化学家Ken  Buesseler领导的一支科学家小组对太平洋两个区域的“昏暗带”进行了研究,分别是美国的夏威夷和俄罗斯的堪察加半岛(Kamchatka  Peninsula)。利用随着海流飘移的新型传感器,研究人员对浮游生物进行了取样,并测定了沉降至深海以及循环回海洋表层的生物固碳总量,从而对海洋真正的碳沉积能力作出了估计。  

    这两次研究所得到的碳沉积数据结论是一致的:在堪察加半岛海域,较冷的水温和更多的营养物质促进了包括浮游植物、珊瑚等在内的海洋生态系统的繁荣,因此,有大约50%捕获的碳穿过“昏暗带”沉入海底。相比而言,夏威夷温和的海水则有利于更小的浮游动物的发展,因此,只有20%的碳真正得到沉积。Buesseler表示,深度一旦超过1000米,这些碳再回到浅海的可能性就不大了,那里的海水几个世纪甚至数千年都不会‘再见天日’。  

    Buesseler解释说,深海储碳的变化往往不是由海洋表层控制,而是受“昏暗带”变化的影响。它的作用就好比是能够使碳转移到深海的“大门”,海洋储碳的能力与“昏暗带”的微生物活动紧密相关。  

    海洋的碳捕获量通常由20世纪90年代提出的马丁曲线(Martin  curve)来确定,它包含的一系列数据能够说明海洋碳捕获量随着深度增加的变化。不过,Buesseler表示,根据最新研究结果,马丁曲线低估了堪察加半岛海域50%的碳沉积能力,但将夏威夷海域高估了一倍。他说,“马丁曲线很好地表达了平均水平,但不能描述海洋储碳的系统动力学。”  

    该研究小组已经改进了他们的传感器,并打算继续对北大西洋的百慕大群岛海域进行研究,确定碳沉积随着季节的变化情况

 
 
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