根据一项研究航行的最新发布的结果，用铁给海洋施肥可能有助于降低大气中的二氧化碳水平。为什么？用一句话来说，就是硅藻。
对于围绕冰封南极洲的南大洋的微观海洋生物来说，对铁的渴望是至关重要的。由于与大部分大陆泥土和尘埃隔绝，构成那里食物链底层的浮游生物、硅藻和其他生物无法获得足够的铁来生长。这就是为什么一些科学家认为，人为地用这种金属给这些水域施肥可以促进大量繁殖，从而吸收空气中的二氧化碳。然后，当这些微小的生物死亡时，它们会沉入海底，并将碳带走。
当然，这种大量繁殖是自然发生的，因此假设的第一部分没有争议。直到现在仍然存在疑问的是，这种大量繁殖是否确实封存了大量的碳，还是迅速地被循环回大气中。科学家面临的问题是，海洋水域往往会混合，这使得在海洋中监测和界定实验具有挑战性。
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德国阿尔弗雷德·韦格纳极地和海洋研究所的生物海洋学家维克多·斯梅塔切克和他的同事们提出的解决方案是使用涡流。这种旋转的水流可以非常独立。事实上，7月19日发表在《自然》杂志上的新研究表明，只有不到10%的涡流的水域与周围的海洋混合。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
在如此理想的条件下，该小组将七吨硫酸铁溶解在酸性海水中，并从2004年2月13日开始，将溶液喷洒到船的螺旋桨尾流中，覆盖了涡流中约167平方公里的圆形区域。这相当于每平方米添加0.01克铁，水平与融化冰山后发现的水平相似。然后在五周的时间里，他们断断续续地监测这片区域的命运，同时在两周后添加了补充铁肥，以保持浓度足够高以促进生长。
正如预期的那样，微观海洋生物大量繁殖。 大量繁殖了Chaetoceros atlanticus、Corethron pennatum、Thalassiothrix antarcticus 和其他九种硅藻，将水中叶绿素、有机碳和其他生命迹象的含量提高到表面以下100米深的地方。
在研究人员停止添加铁的第三周中期，大量繁殖开始消亡。事实上，如此多的硅藻死亡，以至于它们压倒了任何自然衰变系统，并大量沉入500米以下的深处。据科学家们计算，至少一半的生物量沉入3000米以下。新鲜的硅藻细胞尸体也散落在海底，研究小组认为，大部分繁殖最终都以一层绒毛的形式出现在海底。“由于聚集体沉降如此迅速，并且在第50天时水柱或多或少是‘空的’，它们肯定已经沉降出去了，”斯梅塔切克认为。“在包括南大洋在内的各个地区都曾报道过绒毛层。”
这些结果为希望减少大气中不断增长的工业二氧化碳浓度的潜在地球工程师提供了新的希望，例如命运不佳的Planktos公司及其用铁给厄瓜多尔近海施肥的失败尝试。这项新实验促使碳的下沉速度比自然速度快34倍，持续了近两周的时间——这是在实验室外观察到的最高速度。正如加利福尼亚州莫斯兰丁海洋观测站已故的海洋学家约翰·马丁在1988年著名地说道：“给我半罐铁，我就给你下一个冰河时代。”
但是，这种沉降的碳最多只能在深处停留几个世纪。最终，随着海洋底层水循环并在赤道附近重新上升，它会回到地表（尽管埋在沉积物中的碳可能会埋藏更长时间）。而且，这种技术最多只能封存每年10亿吨的二氧化碳（基于全球缺铁水域的范围），而人类每年的排放量超过80亿吨，并且还在上升。“这个数字存在巨大的不确定性，在进行更多的研究之前，任何严肃的科学家都不应该对这些估计值抱有任何信心，”关于铁肥的地球工程潜力，英国国家海洋学中心的海洋学家理查德·兰皮特警告说，他还认为，由于全球努力未能遏制温室气体排放，因此需要对这种潜在的地球工程技术进行更多研究。
整个实验成功的关键之一是所涉及的特定硅藻，它们使用硅来制造外壳，并且往往在死亡后形成长长的细胞粘液链，这些细胞粘液链会迅速沉入海底。尽管在南大洋的更大区域倾倒了更多的铁肥，但在2009年进行的类似航行和实验却失败了。该实验选择的涡流缺乏足够的硅来促使这些特定的硅藻生长。相反，该实验产生了藻类的大量繁殖，这些藻类很容易被微小的食草动物迅速吃掉。结果，藻类大量繁殖中的二氧化碳又回到了大气中。
事实上，这些撒铁实验可能会适得其反，产生有毒的藻类大量繁殖或缺氧的“死区”，例如在密西西比河口过度施肥的水域中产生的死区。目前，科学家们无法确保所需的硅壳硅藻种类大量繁殖。简而言之，斯梅塔切克说，大量繁殖的类型——因此也包括封存二氧化碳的能力——“在这个阶段无法控制。”