倫敦—海洋科學家們對於深海呈藍色而近海水域通常呈綠色的原因有了更好的解釋，並且對於海洋在吸收我們排放到大氣中的所有二氧化碳中所起作用的更復雜問題也有了更好的理解。
這一見解來自於科學家們測量大西洋中溶解鐵的含量並將這種金屬追溯到其源頭的研究。
在解決這些問題的過程中，他們也解答了關於北非對世界其他地區重要性的疑問。結果表明，撒哈拉沙漠不斷為世界海洋和亞馬遜地區提供寶貴的塵埃。
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南卡羅來納大學的 Tim Conway 和 Seth John 在《自然》雜誌上報告說，他們設計了一種方法來取樣大量的海水，以確定水中溶解鐵的含量，然後區分該鐵的不同同位素之間的比率。
同位素是元素的天然變體，它通常指示不同的來源。例如，中國煤炭可以根據其同位素特徵與阿巴拉契亞煤炭區分開來。
鐵是一種重要的微量元素：沒有它，哺乳動物就無法制造血紅蛋白來在血液中運輸氧氣，植物也無法制造葉綠素來利用空氣和陽光光合作用合成組織。
深海擁有植物生長所需的一切——陽光、碳、氮和水——但它們缺乏鐵。這就是為什麼深海通常呈藍色，而營養豐富的近海水域呈綠色的原因之一。河口和三角洲富含鐵和其他營養物質，有利於藻類生長。由於海洋浮游植物——維持海洋食物網的微小植物——無法獲得足夠的鐵，它們從大氣中吸收二氧化碳的能力受到限制。因此，鐵是全球碳迴圈中的一個要素。而且它不需要大量存在。
“我曾經計算過一噸海水。那一噸水中鐵的含量大約相當於一根睫毛的重量，”John 說。“每個人都關注鐵的關鍵原因是，它限制了大約五分之一海洋中浮游植物（如藻類）的生長。”
研究人員在一次穿越北大西洋的科考船航行中收集了 600 個海水樣本。然後，他們開始著手確定每升採集的水中含有微量（十億分之幾克）鐵的來源。
可測量比例的海洋鐵透過大洋中脊沿線的熱液噴口從地殼深處滲出。另一部分來自非洲海岸的沉積物，超過 10% 來自美洲海岸的含氧泥漿。
但他們也發現，答案一直在風中飄揚。他們樣本中 71% 到 87% 的鐵來自撒哈拉沙漠的沙塵暴。也就是說，深海生物的生存依賴於每年從世界上最空曠和最乾旱的地區之一輸送來的肥料。
塵埃與生命之間的相互作用已經讓科學家著迷了十多年。2006 年，以色列研究人員發現，為巴西雨林施肥所需塵埃的一半以上來自查德一個乾涸的山谷。
兩年後，英國利物浦的一個團隊證實了撒哈拉沙漠塵埃作為大西洋礦物來源的作用，2007 年，瑞士和德國的微生物學家分析了查爾斯·達爾文收集的塵埃樣本。
他們發現，風吹來的塵埃可以將微生物從西非一直輸送到加勒比海地區。據估計，每年有 5000 萬噸撒哈拉沙漠的塵埃被吹過大西洋到達亞馬遜地區。
因此，南卡羅來納州的研究只是科學實踐的又一個例子：是對人類知識的細緻積累，而非突破。它為已經成型的圖景添加了可量化的數字。它提醒我們，洲際遷徙與生命本身一樣古老。它還有助於更多地解釋全球氣候機器。
研究人員已經提出理論，認為空氣中的塵埃一定在雲的形成中發揮作用——從而影響降雨和乾旱——甚至沙塵暴可能在減弱颶風方面發揮作用。
如果海洋和森林中更多的塵埃意味著從大氣中吸收更多的碳，那麼超級沙塵暴的週期也可能有助於調整全球溫控器。“它可以幫助我們理解過去的氣候變化，例如冰期-間冰期迴圈，”John 說。
“在冰川時期，海洋中的塵埃通量會發生巨大變化，因此瞭解現代塵埃中有多少鐵有助於我們弄清楚這是否是冰期-間冰期迴圈的重要驅動因素。”
本文最初發表於The Daily Climate，The Daily Climate是由 Environmental Health Sciences（一家非營利媒體公司）出版的氣候變化新聞來源。