贫血的浮游植物吸收的碳比想象的要少

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研究人员发现,太平洋中的浮游植物缺乏铁,因此这些微小的植物吸收的温室气体二氧化碳比之前认为的要少。尽管碳吸收的差异不足以显着扰乱气候预测,但这项研究应该有助于更好地理解气候变化将如何影响浮游植物吸收碳的能力。

世界海洋倾向于以碳酸盐的形式吸收二氧化碳,但太平洋实际上在寒冷的上升流区域排放二氧化碳,这些区域的水在到达地表时变暖,释放出气体。浮游植物在这种二氧化碳中茁壮成长,利用它来驱动光合作用。但是,考虑到它们可用的氮和磷的量,浮游生物生长得不是很快速。为了找出原因,海洋研究人员在太平洋进行了为期 12 年的曲折航程,收集了数万个浮游植物样本。荧光成像技术测量了浮游植物的光合作用。

该小组发现,问题在于铁含量太少。生活在铁浓度较低水域中的浮游植物的光合作用不如生活在富铁条件下的浮游植物,即使它们都产生相同数量的叶绿素。“当这些小海洋植物缺乏铁时,它们会产生比它们需要的更多的叶绿素,”俄勒冈州立大学的首席研究员迈克尔·贝伦菲尔德说。他解释说,这样一来,如果铁含量升高,它们就可以立即利用这种增加。先前对海洋光合作用的研究依赖于卫星图像,卫星图像仅测量叶绿素水平,因此它们不会揭示这种区别。


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该小组确定了太平洋中铁元素正在阻碍浮游植物生长的三个区域:南极洲附近的南部、阿拉斯加以北的北部以及赤道地区。该小组在 8 月 31 日的《自然》杂志上报告说,总体而言,这些区域的缺铁意味着全球海洋碳吸收量的估计可能高出 2% 到 4%。贝伦菲尔德说:“在热带太平洋地区,这种变化是相当大的,与厄尔尼诺现象转变引起的变化相当。”

绘制海洋养分图填补了气候变化模型中的另一个空白。海洋铁元素的主要来源是沙漠中吹来的尘埃(如上图所示的沙尘暴)。贝伦菲尔德指出,随着气候变化,新的风向模式可能会改变海洋的铁含量,进而可能改变碳吸收。

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