北大西洋副热带环流圈的固氮作用是非常强的，这主要是受蓝藻活动的影响，而蓝藻对于铁元素的需求非常高。从全球范围内来看，北大西洋因为靠近撒哈拉沙漠，所以吸收了较多的大气尘埃。因此，这些尘埃长久以来一直被认为为北大西洋海域的浮游植物提供了丰富的铁元素。然而这些尘埃中的铁元素到底有多少会溶解在海水中，并被有机配体稳定在其中，目前仍有广泛的争议。另外，尘埃的沉降随风暴活动、区域和季节不同而有显著的变化，具有非常明显的区域特征和偶发性。实际上，冬季副热带环流圈西侧表层水的溶解铁浓度最低能达到0.09 nmol kg?¹。因此，在副热带环流圈中需要考虑其他所有可能的铁元素来源。
由于缺乏高质量的铁元素观测数据，还没有科学家研究湾流区的涡旋对铁元素输运的贡献。该研究通过整合能够分辨中尺度涡的卫星数据集和北大西洋GEOTRACES断面观测的溶解铁数据（GA03；图1，图2），定量评估了湾流区涡旋为北大西洋副热带环流圈提供铁元素的可能作用。通过分析观测的铁元素数据和卫星数据，作者计算得出：冷涡跨越副热带环流圈西北边缘输送净的铁元素通量为0.3 ± 0.17 × 10? mol Fe yr?¹，这一量值占大气尘埃沉降为副热带环流圈提供铁元素量值的15%。因此该研究认为冷涡输送的铁元素是北大西洋副热带环流圈中铁元素的一个重要来源。这种涡旋携带并输运的铁元素输运通量的多少取决于三个方面：1）每年穿越湾流的冷涡个数；2）每个涡旋所携带的溶解铁含量；3）涡旋中留在副热带环流圈中的铁元素含量，而不能被重新夹带进入湾流。
图1 GA03-铁元素观测站位分布及卫星高度计观测的湾流和冷涡。AVISO卫星高度计观测的海表面高度（黑色等值线表示0.52和0.55m）显示：6号站于2011年11月14日进行采样观测，该站正好位于一个冷涡的边缘。周平均的AVISO数据显示，这个冷涡在2011年9月28日-10月8日之间从湾流脱落。
图2 GA03断面观测的一个冷涡垂直结构。a-d显示了西侧陆坡海域的贫氧、低盐、高铁、高磷水向东侧副热带环流圈的富氧、高盐、低铁、低磷水的过渡。铁元素观测站位用数字标注，采样深度用黑点表示。湾流东侧（3号站附近），等密度线上凸显示出冷涡特征（6号站）。另外两个观测站处于湾流中，对氧（a）、盐度（b）和磷（d）进行了加密观测，相对于铁元素的分布（c）更清晰地捕捉到副热带环流圈与涡旋之间的过渡。灰色填充代表地形；网格外插没有覆盖的区域用白色表示。
广泛来说，涡旋携带并输运铁元素在其他相似的副热带海域同样重要，包括南大西洋和北太平洋。因此，涡旋输送的铁和多种营养盐对局地和区域的生物地球化学过程有重要影响，并在寡营养盐海域的初级生产力、固氮作用和碳循环过程中扮演着非常重要的角色，但却时常被低估。
原文题目：
Gulf Stream rings as a source of iron to the North Atlantic subtropical gyre
来源：
https://www.nature.com/articles/s41561-018-0162-0
（全球海洋科技发展动态2018年第九期 丁扬 编译）
