探尋東部熱帶太平洋葉綠素最大值

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


編者注:記者兼船員凱瑟琳·艾登特和科學家傑里米·雅克特正在登上“亞特蘭蒂斯”號研究船,進行為期一個月的航行,以取樣和研究東部熱帶太平洋的固氮作用,以及其他研究專案。這是詳細介紹《大眾科學》網站正在進行的探索之旅的第三篇博文。

將電導率、溫度和深度 (CTD) 測量裝置安全送上甲板的工作可能已經完成,但對於許多科學團隊成員來說,真正的工作才剛剛開始。


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對於夏農·特羅尼克來說,至關重要的是她要收集她分配到的水樣並開始忙於過濾。她正在測量葉綠素,以便繪製出葉綠素在水柱中的峰值位置。

一旦可以安全地走到甲板上,特羅尼克就拿起她的不透明塑膠瓶開始工作。首先,她用鑄件中的水沖洗瓶子,以確保樣品不會受到汙染。然後她裝滿瓶子,從鑄件中收集的 240 升總水量中取出大約一升(在 10 個深度),然後回到室內開始分析。

在實驗室裡,特羅尼克的工作臺配備了一系列看起來像塑膠漏斗的東西,它們放在不大於四分之一大小的白色過濾器上。在過濾器後面,一個真空泵吸走她倒入的 पानी,只留下葉綠素。

葉綠素最大值是海洋學家在海上工作時常用的資料集。由於所有植物、藻類和藍藻都在光合作用過程中使用葉綠素,因此測量水樣中存在的葉綠素量有助於科學家瞭解特定區域可能存在的生物量。

葉綠素最大值的位置取決於諸如陽光可以穿透水柱的深度以及水的混合程度等因素。特羅尼克說,最大值通常位於水面以下 150 到 300 英尺之間的任何位置。例如,隨著船隻從南緯 10 度移動到南緯 15 度,水變得更加渾濁,她發現葉綠素最大值更接近水面。

在旅程大約一半的時候,特羅尼克已經花費了許多小時過濾葉綠素,還有更多的時間要做。但對於這位最近畢業於普林斯頓大學並獲得地球科學碩士學位的學生來說,有機會出海並參與首席科學家道格·卡波內的專案是她不容錯過的機會。

 

“看到每個人都在做什麼,這是很好的實地和研究經驗,”她說。“我正在學習許多新技術,並瞭解一個大型實地專案的互動。”

一旦她過濾完所有的水,她需要將葉綠素從過濾器上取下來,放入一種溶液中,以便她可以透過機器執行樣品。為此,她將過濾器滑入裝有丙酮的試管中,並將它們放在冰箱中一天。她正在遵循她的船友吉爾·索姆制定的方案,吉爾·索姆是一位博士後,她在南加州大學卡波內實驗室獲得了博士學位。

特羅尼克不確定她是否會繼續攻讀博士學位,或者是否會加入就業市場。她說,她的夢想是在美國國家航空航天局工作,設計有助於地球和太空探索的儀器。

“我對研究生物體受到壓力的系統感興趣,並且我對觀察生物體生活在極端位置的邊緣感興趣,”她說。

對於特羅尼克來說,研究海洋環境與太空研究具有相似的吸引力,她可以看到自己再次出海。

“當您想到海洋時,您會認為我們已經對它瞭解了很多,因為它就在這裡,而且似乎很容易接近。但是那裡還有很多我們尚未探索的海洋,”她說。“如果您不從事這個領域,它看起來很簡單,但是當您進入海洋學領域時,您會意識到有多少問題需要回答。”

在實驗室裡,一旦收集到足夠的過濾器,特羅尼克就可以讓機器讀取它們了。她首先將它們放入分光光度計中,這是一種評估葉綠素可以吸收多少光的機器。接下來,她將把她的樣品放入熒光計中,並測量葉綠素發出的光或熒光量。

 

最後,她將機器提供給她的資訊插入到一個方程式中,瞧!她有足夠的資料來生成一個圖表,顯示水柱中存在的葉綠素曲線。船上的其他科學家現在可以使用這些資料,她還可以將這些資料與從 CTD 感測器收集的讀數進行比較。

“很高興看到你如何融入全域性,以及許多不同的焦點如何結合在一起構成一個大故事,”她說。“你真的在回答許多小問題,以解決那個大問題。”

圖片:夏農·特羅尼克在“亞特蘭蒂斯”號研究船的實驗室工作臺上過濾水。

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