海洋中微小的浮游生物驅動過程捕獲了科學家認為兩倍的碳

海洋中微小的浮游生物驅動過程捕獲了科學家認為兩倍的碳 海洋中的碳存儲是由浮游植物的繁花驅動的,例如在北海和丹麥以外的水域中可見的綠松石漩渦。 美國航空航天局

研究簡介是有關有趣的學術工作的簡短摘錄。

好主意

海洋在全球碳循環中起著重要作用。 驅動力來自微小的浮游生物,該浮游生物通過光合作用產生有機碳,就像陸地上的植物一樣。

當浮游生物死亡或被消耗時,一套稱為生物碳泵的過程會以一種稱為“生物碳泵”的過程將碳顆粒從表面沉入深海。 海洋降雪。 博物學家和作家雷切爾·卡森(Rachel Carson)稱其為“地球上最驚人的降雪

這些碳中的一部分被海洋生物消耗,一部分化學分解了。 它的大部分被帶到深水,在那裡可以保存數百到數千年。 如果深海沒有儲存太多碳,那麼地球將比今天更溫暖。

在最近的一項研究中,我與來自美國,澳大利亞和加拿大的同事一起工作,以了解 生物泵捕獲碳的效率如何 作為這場海洋降雪的一部分。 過去回答該問題的努力通常是在設定的參考深度(例如450英尺(150米))上測量海洋降雪量。 相反,我們更加關注了稱為“ 富營養區。 這是靠近表面的海洋層,在此處有足夠的光線穿透以進行光合作用。

我們使用葉綠素傳感器更準確地說明了富營養區的延伸深度,這表明存在浮游生物。 這種方法表明,在海洋的某些區域,陽光照射的區域比其他區域延伸得更遠。 考慮到這一新信息,我們估計生物泵從地表海洋向下傳熱的碳捕獲量是以前認為的兩倍。

最近的一項研究表明,科學家已經大大低估了海洋生物泵將碳從地表轉移到深水的效率。

為何重要

生物泵現象發生在整個海洋中。 這意味著即使效率發生微小的變化,也可能會顯著改變大氣中的二氧化碳水平,進而改變全球氣候。

而且,整個海洋的光穿透率在區域和季節上都不同。 了解這些差異的關鍵在於海洋科學家可以將生物過程整合到更好的全球氣候模型中。

我們還考慮了另一種海洋現象,涉及地球上最大的動物遷徙。 叫做 diel垂直遷移,並在全球範圍內發生。 每隔24小時,大量的浮游生物和魚類會從暮光區升起,晚上在水面覓食,然後在白天下降至較暗的水域。

科學家認為,這一過程會將大量碳從地表轉移到更深的水域。 我們的研究表明,這些日常遷移所攜帶的碳量也必須在光消失的同一邊界處進行測量,以便科學家可以直接將海洋降雪量與活躍遷移進行比較。

海洋中微小的浮游生物驅動過程捕獲了科學家認為兩倍的碳 海洋中的浮游植物在進行光合作用時會消耗二氧化碳。 當它們被食用或分解時,其中包含的一些碳會通過稱為生物泵的過程掉入海洋深處。 美國JGOFS

我們是怎麼做到的

對於這項研究,我們回顧了以前對生物泵的研究。 為了比較結果,我們首先確定陽光照射區域的延伸深度。 我們在太深以至於看不到任何葉綠素色素的深度處發現了該邊界,這標誌著海洋浮游植物層的存在。 在整個研究中,深度在100至550英尺(30至170米)之間變化。

接下來,我們估計了這些研究中有多少有機碳沉入了較深的水域,並測量了殘留在顆粒中的有機碳殘留量,這些顆粒又沉入了暮光區的330英尺(100米)內。 許多生物 在這些深海中生活和覓食包括魚,烏賊,蠕蟲和水母。 其中一些消耗下沉的碳顆粒,從而減少了海洋降雪量。

比較這兩個數字,我們可以估算出生物泵將碳運入深水的效率。 我們回顧的研究產生了廣泛的價值。 總體而言,我們計算出,生物泵捕獲的碳是以前研究的兩倍,而以前的研究沒有考慮到大範圍的光穿透深度。 區域模式也發生了變化:光穿透較淺的地區比碳穿透較深的地區所佔的碳去除率更高。

海洋暮光區的生命可能超過地球上所有漁業的總和,並擁有多達一百萬種未被發現的物種。

什麼仍然未知

我們的研究表明,科學家需要使用一種更系統的方法來定義海洋有機碳生產和損失的垂直邊界。 這一發現是及時的,因為國際海洋學界正在呼籲 更多更好的研究 生物碳泵和海洋暮光區。

如果各國尋求採取行動,暮光區可能會受到深遠的影響。 發展新的中水漁業, 在海底開採礦物質 或將其用作 垃圾場。 科學家們正在開展一項名為“暮光帶海洋網絡聯合探索”的協作工作,或者 傑通,確定研究重點,推廣新技術並更好地協調暮光區研究。

為了比較這些研究,研究人員需要一套通用的指標。 對於生物碳泵,我們需要更好地了解這種碳的流量是多少,以及如何有效地將其輸送到更深的水中進行長期存儲。 這些過程將影響地球對溫室氣體排放量上升及其引起的變暖的反應。

關於作者

Ken Buesseler,高級科學家, 伍茲霍爾海洋學研究所

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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