根據一項研究航行的最新發布的結果，用鐵給海洋施肥可能有助於降低大氣中的二氧化碳水平。為什麼？用一句話來說，就是矽藻。
對於圍繞冰封南極洲的南大洋的微觀海洋生物來說，對鐵的渴望是至關重要的。由於與大部分大陸泥土和塵埃隔絕，構成那裡食物鏈底層的浮游生物、矽藻和其他生物無法獲得足夠的鐵來生長。這就是為什麼一些科學家認為，人為地用這種金屬給這些水域施肥可以促進大量繁殖，從而吸收空氣中的二氧化碳。然後，當這些微小的生物死亡時，它們會沉入海底，並將碳帶走。
當然，這種大量繁殖是自然發生的，因此假設的第一部分沒有爭議。直到現在仍然存在疑問的是，這種大量繁殖是否確實封存了大量的碳，還是迅速地被迴圈回大氣中。科學家面臨的問題是，海洋水域往往會混合，這使得在海洋中監測和界定實驗具有挑戰性。
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德國阿爾弗雷德·韋格納極地和海洋研究所的生物海洋學家維克多·斯梅塔切克和他的同事們提出的解決方案是使用渦流。這種旋轉的水流可以非常獨立。事實上，7月19日發表在《自然》雜誌上的新研究表明，只有不到10%的渦流的水域與周圍的海洋混合。（《大眾科學》是自然出版集團的一部分。）
在如此理想的條件下，該小組將七噸硫酸鐵溶解在酸性海水中，並從2004年2月13日開始，將溶液噴灑到船的螺旋槳尾流中，覆蓋了渦流中約167平方公里的圓形區域。這相當於每平方米新增0.01克鐵，水平與融化冰山後發現的水平相似。然後在五週的時間裡，他們斷斷續續地監測這片區域的命運，同時在兩週後添加了補充鐵肥，以保持濃度足夠高以促進生長。
正如預期的那樣，微觀海洋生物大量繁殖。 大量繁殖了Chaetoceros atlanticus、Corethron pennatum、Thalassiothrix antarcticus 和其他九種矽藻，將水中葉綠素、有機碳和其他生命跡象的含量提高到表面以下100米深的地方。
在研究人員停止新增鐵的第三週中期，大量繁殖開始消亡。事實上，如此多的矽藻死亡，以至於它們壓倒了任何自然衰變系統，並大量沉入500米以下的深處。據科學家們計算，至少一半的生物量沉入3000米以下。新鮮的矽藻細胞屍體也散落在海底，研究小組認為，大部分繁殖最終都以一層絨毛的形式出現在海底。“由於聚集體沉降如此迅速，並且在第50天時水柱或多或少是‘空的’，它們肯定已經沉降出去了，”斯梅塔切克認為。“在包括南大洋在內的各個地區都曾報道過絨毛層。”
這些結果為希望減少大氣中不斷增長的工業二氧化碳濃度的潛在地球工程師提供了新的希望，例如命運不佳的Planktos公司及其用鐵給厄瓜多近海施肥的失敗嘗試。這項新實驗促使碳的下沉速度比自然速度快34倍，持續了近兩週的時間——這是在實驗室外觀察到的最高速度。正如加利福尼亞州莫斯蘭丁海洋觀測站已故的海洋學家約翰·馬丁在1988年著名地說道：“給我半罐鐵，我就給你下一個冰河時代。”
但是，這種沉降的碳最多隻能在深處停留幾個世紀。最終，隨著海洋底層水迴圈並在赤道附近重新上升，它會回到地表（儘管埋在沉積物中的碳可能會埋藏更長時間）。而且，這種技術最多隻能封存每年10億噸的二氧化碳（基於全球缺鐵水域的範圍），而人類每年的排放量超過80億噸，並且還在上升。“這個數字存在巨大的不確定性，在進行更多的研究之前，任何嚴肅的科學家都不應該對這些估計值抱有任何信心，”關於鐵肥的地球工程潛力，英國國家海洋學中心的海洋學家理查德·蘭皮特警告說，他還認為，由於全球努力未能遏制溫室氣體排放，因此需要對這種潛在的地球工程技術進行更多研究。
整個實驗成功的關鍵之一是所涉及的特定矽藻，它們使用矽來製造外殼，並且往往在死亡後形成長長的細胞粘液鏈，這些細胞粘液鏈會迅速沉入海底。儘管在南大洋的更大區域傾倒了更多的鐵肥，但在2009年進行的類似航行和實驗卻失敗了。該實驗選擇的渦流缺乏足夠的矽來促使這些特定的矽藻生長。相反，該實驗產生了藻類的大量繁殖，這些藻類很容易被微小的食草動物迅速吃掉。結果，藻類大量繁殖中的二氧化碳又回到了大氣中。
事實上，這些撒鐵實驗可能會適得其反，產生有毒的藻類大量繁殖或缺氧的“死區”，例如在密西西比河口過度施肥的水域中產生的死區。目前，科學家們無法確保所需的矽殼矽藻種類大量繁殖。簡而言之，斯梅塔切克說，大量繁殖的型別——因此也包括封存二氧化碳的能力——“在這個階段無法控制。”