一段时间以来，亚当·马蒂尼和一些他的科学家同事就怀疑研究人员对海洋的理解存在问题。他们怀疑的对象是所谓的雷德菲尔德比率，这是一个原则，指出当营养物质不受限制时，海洋微生物总是具有相同的碳、氮和磷三种元素的比率。
这一点现在很重要，因为雷德菲尔德比率被用来帮助建模者和生物地球化学家理解氮和碳等重要元素如何在海洋中循环。如果雷德菲尔德比率不成立，气候研究人员可能不得不调整气候模型中该过程的表示方式。
因此，加州大学尔湾分校地球系统科学副教授马蒂尼和他的几位同事着手对海洋进行采样并测试这些比率。他们在周日发表在《自然地球科学》杂志上的一篇论文中详细介绍了他们的研究结果，即碳、氮和磷的比率在海洋的不同区域有所不同。他们还发现，变化的模式与不同的纬度相对应。
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“过去，每个氮或磷分子附着的碳量一直被[认为]是一个常数，”论文的合著者、加州大学尔湾分校地球系统科学副教授弗朗索瓦·普里莫说。
但事实并非如此。例如，在赤道附近营养物质匮乏的温暖区域，测得的碳、氮和磷的比率为 195:28:1；在营养物质充足的寒冷高纬度地区，该比率变为 78:13:1。雷德菲尔德比率在整个海洋范围内为 106:16:1。
许多模型预测，变暖的海洋将吸收更少的碳，因为较高的温度会导致浮游植物变小，当它们死亡时，带到海洋底部的碳也更少。这些浮游生物带走的碳量通常基于雷德菲尔德比率计算。
当“常数”不再是常数时，科学会发生什么？
另一位合著者贾斯珀·弗鲁格特说，这种从恒定比率到随纬度变化的比率的转变可能会动摇气候模型，因为它证明了区域变异性。
“我们可能会看到海洋中的区域差异。这也会对您模拟的气候变化模式产生影响，”他说。
由于这些比率随纬度而变化，浮游生物在下沉到海底时，实际上可能会根据它们所处的位置携带更多或更少的碳。
马蒂尼说，尽管建模者需要进行一些修订，但数据中显示的与纬度相关的变化实际上对他们来说是个好消息。
“我认为大多数建模者，当他们听到生物学家提出又一种机制，说这非常重要，你必须将其纳入时，他们会显得有些疲惫，”他笑着说。
“但是，当我也能告诉建模者，这是不同海洋区域的比率，我们可以描述为什么会有所不同，”他补充说，“我认为这样一来，现在就可以很容易地将其纳入模型中。”
麻省理工学院高级研究科学家、从事海洋环流和生物地球化学循环研究的建模者米克·福洛斯表示，虽然他对雷德菲尔德比率“灵活”并不感到惊讶，但这项研究绘制出变化中的纬度模式很有用。
马蒂尼说，随着海洋持续变暖，他计划跟踪这些比率如何变化，这可能也会改变碳在海洋中的移动方式。
福洛斯表示同意。
“在考虑变化的气候时，这引入了另一个变化的维度，我们尚未完全探索其影响，”他说。
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