称之为天然地球工程。
科学家在本周发布的一项新研究中报告称,冰川融水可能正在将大量的活性铁输送到海洋中,这可能会通过促进吸收碳的藻类大量繁殖来抵消气候变化的一些负面影响。这篇发表在《自然通讯》杂志上的论文,进一步证实了冰川在两极融化可能产生超出海平面上升的广泛影响的研究结果。
布里斯托大学博士生、该研究的主要作者乔恩·霍金斯说:“理论认为,你添加的铁越多,这些浮游生物的生产力就越高,因此在光合作用中从大气中吸收的二氧化碳就越多。浮游生物‘固定’二氧化碳,就像树木一样。”
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他说,这项工作可能有助于改进未来的气候模型,并填补过去重大气候转变和冰河时代的数据空白。他表示,尤其需要进一步研究南极洲的影响,因为目前南大洋的铁含量有限。
霍金斯和来自英国四所大学的研究团队在2012年夏季测试了从格陵兰岛利弗雷特冰川收集的融水,并检测到大量的铁纳米颗粒,称为水铁矿。霍金斯说,水铁矿被认为是“生物可利用”的铁,因为它很容易被浮游生物在实验室实验中使用。
通过检测到的样本中铁矿物水平,该团队估计,目前冰川向海洋输送的生物可利用铁的通量,格陵兰岛每年为40万至250万公吨,南极洲每年高达10万公吨。
这意味着极地地区可能与风吹尘土一样,成为海洋铁的来源。霍金斯说,仅格陵兰岛的贡献就可能占全球海洋生物可利用铁通量的8%至50%。
铁矿石的反作用
十年前,一个普遍的假设是,河流和尘土为海洋提供了大部分的铁。从那时起,科学家们在几篇论文中报告说,冰山和深海热液喷口也可能是重要的贡献者。
霍金斯说,去年的一项研究发现,格陵兰岛的一条冰川正在释放铁,但它评估的区域没有他的研究那么大,时间也没有那么长。例如,利弗雷特冰川的研究区域超过600平方公里,而早期的工作评估的冰川约为5平方公里,他说。
他说:“我们的研究是迄今为止第一个跟踪整个融化季节的研究,也是第一个研究大型冰川流域的研究。”
伍兹霍尔海洋研究所的高级科学家,以及早期关于格陵兰岛供应铁的论文的合著者马特·查雷特说,虽然这项新研究与他之前的工作有些重叠,但它提供了新的细节。
他说:“可以认为,像他们研究的那样更大的系统更适合扩展到整个冰盖。”
莫斯兰丁海洋实验室的科学家肯尼斯·科尔说,这篇论文“写得很好”,并增加了人们对铁如何可能对气候变化产生反作用的理解。
霍金斯说,格陵兰岛的铁来源于储存在冰下融水,这些融水在融化季节通过冰层中的隧道和裂缝被地表水“冲刷出来”。目前尚不完全清楚铁一旦进入海洋会传播多远,但它可能停留在两极附近。“有证据表明可以输送到离岸几百公里的地方,但只有少量会到达公海,”他说。
目前还不完全清楚铁将如何与极地生态系统相互作用。科学家们早就知道,铁滋养的藻类可以吸收碳,这导致人们猜测铁施肥可能是冷却地球的一种地球工程选择。它也可能促进以浮游生物为食的海洋生物的生长。例如,加拿大一个社区在两年前向海洋倾倒了大量的铁尘,试图增加鲑鱼的数量。
霍金斯说,就通过冰盖进行的“自然”铁施肥而言,从碳将在极易变暖的地区被移除,以及额外的藻类可能有助于受变暖威胁的极地海洋生物的角度来看,积极的方面可能超过消极的方面。他指出,藻类可以促进磷虾的生长,而磷虾又可以喂养鱼类、鲸鱼和海豹。
然而,他指出伍兹霍尔海洋研究所的一份报告,该报告记录了海洋中添加铁和由此产生的藻类可能产生的一系列潜在问题,例如耗尽海洋表面其他营养物质(如氮)。
霍金斯说:“理论上这是一件好事。然而,可能会对物种多样性产生影响……分解的浮游生物可能会消耗深层水域中的氧气,剥夺其他生物的氧气,就像河流和湖泊中藻类大量繁殖时发生的那样。”
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