貧血的浮游植物吸收的碳比想象的要少

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研究人員發現,太平洋中的浮游植物缺乏鐵,因此這些微小的植物吸收的溫室氣體二氧化碳比之前認為的要少。儘管碳吸收的差異不足以顯著擾亂氣候預測,但這項研究應該有助於更好地理解氣候變化將如何影響浮游植物吸收碳的能力。

世界海洋傾向於以碳酸鹽的形式吸收二氧化碳,但太平洋實際上在寒冷的上升流區域排放二氧化碳,這些區域的水在到達地表時變暖,釋放出氣體。浮游植物在這種二氧化碳中茁壯成長,利用它來驅動光合作用。但是,考慮到它們可用的氮和磷的量,浮游生物生長得不是很快速。為了找出原因,海洋研究人員在太平洋進行了為期 12 年的曲折航程,收集了數萬個浮游植物樣本。熒光成像技術測量了浮游植物的光合作用。

該小組發現,問題在於鐵含量太少。生活在鐵濃度較低水域中的浮游植物的光合作用不如生活在富鐵條件下的浮游植物,即使它們都產生相同數量的葉綠素。“當這些小海洋植物缺乏鐵時,它們會產生比它們需要的更多的葉綠素,”俄勒岡州立大學的首席研究員邁克爾·貝倫菲爾德說。他解釋說,這樣一來,如果鐵含量升高,它們就可以立即利用這種增加。先前對海洋光合作用的研究依賴於衛星影像,衛星影像僅測量葉綠素水平,因此它們不會揭示這種區別。


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該小組確定了太平洋中鐵元素正在阻礙浮游植物生長的三個區域:南極洲附近的南部、阿拉斯加以北的北部以及赤道地區。該小組在 8 月 31 日的《自然》雜誌上報告說,總體而言,這些區域的缺鐵意味著全球海洋碳吸收量的估計可能高出 2% 到 4%。貝倫菲爾德說:“在熱帶太平洋地區,這種變化是相當大的,與厄爾尼諾現象轉變引起的變化相當。”

繪製海洋養分圖填補了氣候變化模型中的另一個空白。海洋鐵元素的主要來源是沙漠中吹來的塵埃(如上圖所示的沙塵暴)。貝倫菲爾德指出,隨著氣候變化,新的風向模式可能會改變海洋的鐵含量,進而可能改變碳吸收。

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