正如俗话所说，上升的东西必然会下降——而且，事实证明，很多上升的东西最终都落入了世界海洋。
工业活动释放的铁颗粒是污染物的一个例子，它进入大气层并最终沉降到海洋中。现在，一项新的研究表明，人类排放的铁在海洋中的积累量远远超出科学家之前的估计。而且，它可能比预想的更容易溶解在水中。
科学家表示，其后果尚不清楚，但值得研究。铁是海洋中微小的浮游植物生物茁壮成长所需的关键营养素之一。在铁含量有限的地区，向水中添加更多的铁可以促进浮游植物的生长，从而可能改变海洋食物网和海洋的碳吸收。
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事实上，这种现象是一些科学家为应对气候变化而提出的有争议的地球工程概念的基础。被称为“铁施肥”的想法包括向某些铁营养物质往往有限的偏远海洋区域添加铁。这样做可以促进浮游植物的生长，浮游植物自然会吸收二氧化碳。
当浮游植物死亡时，那些没有被其他动物吃掉的浮游植物会沉入水柱，并被困在海底，有效地将储存的碳永久封存起来。
迄今为止，各个研究小组已经进行了十多次小规模的铁施肥实验，结果好坏参半。一些研究表明，碳储存效果比其他研究更显著。与此同时，一些专家表示担心，铁施肥可能会对海洋生态系统产生意想不到的后果。另一些专家则表示，需要进行更多的研究。
现在，这项新研究似乎表明，人类可能已经在进行某种无意的铁施肥活动。但它是否对海洋生态系统或碳储存产生任何重大影响仍然未知。
这项由南佛罗里达大学的蒂姆·康威领导的研究旨在调查来自自然来源的铁输入与来自人类活动的铁输入之间的差异。
科学家们早就知道，来自撒哈拉沙漠的尘埃被风吹入海中，往往富含铁，并且占了最终进入大西洋的铁颗粒的大部分。来自人为来源的铁输入，如化石燃料的燃烧和其他工业活动，据信相对低得多。
这项新研究通过化学分析来自北大西洋的铁样本来调查这个问题。来自尘埃和人为来源的气溶胶往往具有略微不同的化学指纹，这与它们所含铁同位素的比率有关。
分析表明，人为来源的铁可能明显高于先前研究的估计。该研究还发现，这些人为铁输入可能比来自自然来源的铁更容易溶解在水中，从而更容易被饥饿的浮游植物利用。
研究人员利用他们的观察结果调整了整个全球海洋的某些模型模拟。调整后的模拟似乎表明，这些发现不仅适用于北大西洋：在世界其他地区，包括太平洋缺铁的部分地区，人为铁输入也可能更高。
这很重要，因为海洋的某些部分可能比其他部分对铁施肥更敏感。例如，在北大西洋，浮游植物的生长往往受到铁以外的其他营养物质的限制，这意味着向水中添加更多的铁可能不会给它们带来太大的促进作用。
另一方面，在赤道太平洋、北太平洋和偏远的南大洋等地区，铁更有可能成为限制因素。如果这些地方的铁输入量正在增加——特别是如果它们很容易溶解在水中——那么浮游植物群落的生长理论上可能会增加。
康奈尔大学的博士后研究员，也是这项新研究的合著者道格拉斯·汉密尔顿说，随着亚洲大陆和南半球部分地区工业化的加剧，产生更多的空气污染，这些影响在未来可能会变得更加明显。
然而，就目前而言，尚不清楚人为铁输入实际上产生了什么影响。第一步实际上是进行现场观测，以验证人为铁输入在北大西洋以外的地方是否高于预期。汉密尔顿指出，这项新研究现在为开展此类工作提供了一个框架。
之后，扩展的监测可以确定这些地区是否正在经历任何生态变化，例如浮游植物的增加。
尽管如此，可能很难区分这些变化是由铁施肥增加引起的，还是由其他环境扰动引起的，例如气候变化驱动的海洋变暖。换句话说，即使人类确实在进行一项意外的铁施肥实验，科学家们也可能发现很难确定它对地球到底产生了什么影响。
但汉密尔顿希望未来可能有一些方法可以开始解决这个问题。他正在改进海洋中浮游植物生产力的模型模拟，这可能有助于科学家更好地掌握海洋化学变化可能如何影响海洋系统。
地球工程选项
至少在 15 年的时间里，科学家们一直在探索铁施肥作为一种地球工程形式的可能影响。根据2016 年的一篇综述论文，在那段时间里，各个研究小组已经在自然环境和受控环境中进行了至少 13 项实验。
科学家们仍在争论该过程对减缓气候变化的实用性。
正如该综述论文所指出的，研究普遍表明，铁施肥确实促进了缺铁水域中浮游植物的生长。偏远的南大洋是大多数研究人员认为最适合铁施肥的地区。
但实际上有多少碳被储存在海底尚不清楚。一些研究表明，碳固存效果微乎其微，而另一些实验则表明影响更大。
参与过过去铁施肥实验的阿尔弗雷德·韦格纳极地和海洋研究所的研究员克里斯汀·克拉斯表示，即使在最好的情况下，铁施肥对气候的总体影响也可能很小。
她指出：“对我们通过对南大洋大部分地区进行施肥可以带走多少碳的粗略估计约为每年 10 亿吨，而我们目前的排放量约为每年 110 亿吨。”“因此，这将是我们今天排放量的 10% 左右。”
她补充说，这意味着铁施肥与其他形式的地球工程一样，并非解决气候问题的方案。它是一种可能有助于更快地减少排放的潜在工具，但它不能替代迫切需要在全球范围内减少温室气体排放。
这个概念并非没有争议。
一些专家警告说，诱导浮游植物大量繁殖可能会对海洋生态系统造成意想不到的后果，要么是无意中引发有毒藻类大量繁殖，要么是以意想不到的方式改变海洋食物网。包括克拉斯在内的其他科学家指出，像南大洋这样的理想施肥地点首先就不支持许多有毒物种。
近年来，铁施肥的想法变得更具争议性，此前，美国企业家罗斯·乔治进行了一项施肥实验，在不列颠哥伦比亚省海岸附近倾倒了约 100 吨铁尘。该项目的目的是通过其对海洋食物网的影响来促进鲑鱼种群的增长。
今天的铁施肥实验受到《伦敦海洋倾废公约》下某些法规的约束。科学家是否应该继续进行这些实验仍然是专家们争论的问题。
克拉斯是继续研究的倡导者。她说，目前减少全球温室气体排放的努力进展不够快，无法实现《巴黎气候协定》的目标，这意味着越来越有可能需要某种形式的地球工程来控制升温。
在她提出的迄今为止的地球工程选项中，她认为铁施肥是“最好的之一”，并且是一个相对简单的过程。
另一方面，汉密尔顿说，“最好甚至不要去那里。”
他说：“我认为历史已经告诉我们，当我们开始修补环境时，我们没有考虑到的事情总是会出现。”“系统中存在未知的未知数。对于目前正在讨论的任何地球工程选项来说，情况绝对如此。”
但他指出，只要工业活动无论如何都在造成无意的铁施肥，这项新研究可能是一个很好的起点，可以了解它已经对全球海洋产生的影响。
他说：“在这项研究之前，我们无法原位测量人为成分。”“为了能够了解人为扰动对系统的影响，我们需要能够对其进行测量。”
“展望未来，理想的想法是，我们在已知对未来人为活动造成的铁排放变化敏感的地点进行测量，以便我们能够掌握我们对该系统造成了多大的扰动。”
转载自 Climatewire，经 E&E News 许可。E&E 提供每日重要的能源和环境新闻报道，网址为www.eenews.net。