《南大洋生物碳泵研究新进程》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2018-12-06
  • 目前,皇家研究船发现号(RRS Discovery)正航行在智利西南海岸外的偏远水域,执行由英国国家海洋学中心(NOC)主持的CUSTARD(再矿化深度的碳吸收和季节特征)项目,该项目旨在了解南大洋如何吸收和储存大气中的碳。

    作为自然环境研究理事会(NERC)资助的“南大洋在地球系统中的作用”项目的一部分,CUSTARD的研究重点是“生物碳泵”,即海洋生物从海洋表层向内部输送碳的集体效应。值得注意的是,CUSTARD将探讨浮游植物由生长到死亡的季节性循环对于碳输送深度的影响。

    NOC的Adrian Martin博士是CUSTARD项目负责人,也是本次航行的首席科学家。“研究船目前所在的区域是碳进入海洋的中枢位置。今年,我们将部署一个装载环境传感器的系泊和两台海洋机器人潜水器,以便在整个环境严酷的南大洋的冬季进行研究。”

    美国海洋观测站倡议(US Ocean Observatories Initiative)是该项目的合作伙伴,计划为该项目提供系泊,并将其改装为用于研究表层海洋水域营养物质的新型传感器。营养物质的研究对于了解浮游植物的季节性生长和衰退至关重要。

    (刘雪雁 编译)

  • 原文来源:http://noc.ac.uk/news/new-research-expedition-study-southern-ocean-carbon-pump
相关报告
  • 《南大洋研究挑战关键的碳泵理论》

    • 来源专题:深海资源开发
    • 编译者:徐冰烨
    • 发布时间:2025-01-10
    • 一个新的英国国家海洋学中心(NOC)领导的研究对一组独特的微小微观植物在推动海洋碳储存方面发挥的作用提出了一个重大问题。 硅藻是一种浮游生物或海洋藻类,在将碳吸入深海方面发挥着重要作用,特别是在南大洋,南大洋约占海洋中储存的有机碳的三分之一。 独特的是,硅藻具有密集的、以二氧化硅为基础的外骨骼——就像微型玻璃屋一样——它们被认为提供压载物,使它们容易下沉,因此是将碳输送到深海的关键方式。 但这项新研究基于两次对南大洋未被探索的暮光带(100米至1000米深的区域)的主要探险的数据,发现硅藻骨骼在海面附近挥之不去,而碳则通过其他方式进入深海。 NOC研究负责人、研究负责人Sari Giering博士解释说:“海洋在全球碳循环中发挥着关键作用,微小的微观植物每年从大气中吸收数十亿吨碳。”“多年来,人们一直认为,这组浮游生物——硅藻——在有效地将碳输送到深海方面发挥着至关重要的作用,深海与大气层接触。 “令人惊讶的发现,硅藻的硅基骨架保持在地表附近,而碳则进入深海,这迫使我们重新思考我们称之为生物碳泵的生态过程。” 生物碳泵描述了浮游生物在地表水中吸收碳并将这种碳分流到深海的一系列过程。这些自然过程每年在海洋中储存数十亿吨碳。 Giering博士补充说:“以前的研究已经研究了最终在海底的物质,这表明碳通常在压载材料的帮助下流到那里,如硅藻的硅基骨架。” “但我们的研究,在碳到达海底之前,黄昏带内发生了什么,表明硅藻有时对南大洋的碳泵的贡献并不像人们想象的那样严重。这意味着深海中发生了未知或测量不良的过程,我们需要了解更多。” 人们担心的是,海洋变暖可能会影响硅藻的生产力,从而降低南大洋生物碳泵的强度。 南安普敦大学研究生研究员、主要作者Jack Williams说:“南大洋容易受到海洋变暖的影响,这可能会改变营养物质的可用性,并在未来减少硅藻的数量。”“但我们的结果表明,这些变化可能不会像之前认为的那样对南大洋碳储存的强度产生影响。 “另一方面,碳仍在深入,因此在暮光之城有未解决的进程,我们需要了解更多。了解这些过程以及它们如何控制海洋这一非常重要部分的碳吸收,对于准确预测海洋未来可能如何储存碳至关重要。” 这项研究是作为NOC领导的两项主要倡议的一部分进行的,即海洋中深海内部碳储存控制(COMICS)和南极再矿化深度的碳吸收和季节性特征(CUSTARD)。这些项目由英国自然环境研究委员会(NERC)资助,欧洲研究委员会授予Advancing Novel成像技术和数据分析,以了解内陆海洋碳储存(ANTICS)。 在两次海上探险中,NOC科学家和国际同事在南大洋大西洋和太平洋地区的四个不同地点研究了黄昏带,每次在海上持续了五周以上。 这包括偏远岛屿链周围富含铁的水域和公海中营养岱饿的水域。协作团队结合了创新技术,包括基于船舶的测量、系泊阵列和自主水下技术。
  • 《南大洋气候变化研究进展》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
    • 编译者:张灿影
    • 发布时间:2020-04-22
    • 在晚第四纪以来全球气候变化和碳循环研究中,南大洋是一直最受关注的热点区域之一。 不仅是由于南极来源的中层水(南极中层水AAIW和南极模态水SAMW)和底层水(南极底层水AABW)是全球大洋环流重要的组成,而且因为该海域存在受强劲的南半球西风带驱动的上升流区。这种强劲的深层水上涌,在带来了大量的营养物质的同时,还导致深层水中丰富的二氧化碳被释放到大气中,极大地调节了地球大气温度的变化。因此,国内外同行十分关注南大洋在不同时间尺度上调节全球气候变化的作用。 最近,来自美国亚利桑那大学地球科学系的Ben Bronselaer博士及其合作者在《自然地球科学》(Nature Geoscience)上发表了他们最新的研究成果。他们利用1985—2005年海洋舰载测量数据与2014—2019年生物地球化学传感器从浮标中得到的数据计算了二十年来南大洋的温度、盐度、pH值、硝酸盐、溶解的无机碳和氧的浓度的变化。发现在研究时间段内当地气温上升3°C、南极海岸附近盐度变化超过0.2psu、65°至40°S之间的等密度线加深等现象。结合地球系统模型ESM2M的结果,作者认为南极融水注入和西风带的向极地移动导致如上结果。该研究比较全面的揭示了南大洋西风带增强和温度升高对大洋水团性质和局地气候的深刻影响。 那么在距今2万年到1万年的最后一次冰消期,伴随着全球气温升高和西风带南移,南大洋上升流活动又是如何影响局部甚至全球的气候呢?同样是《自然地球科学》(Nature Geoscience),最近刊出了来自澳大利亚塔斯马尼亚大学南极气候和生态研究中心Andrew Moy博士及其合作者的文章,他们使用浮游有孔虫中的硼同位素和碳同位素以及基于烯酮的温度替代物重建了过去25,000年以来塔斯马尼亚岛以南南极表层海水pH和CO?分压。该记录表明,南大洋上升流控制的深层水上涌向大气中释放CO?强度的变化是导致地球最后一次冰消期大气CO?急剧升高的原因。 以上两项研究结果表明,在全球变暖的背景下,南极冰川融水注入和西风带南移可能会进一步加剧大气浓度升高,形成正反馈。同时,随着人类活动向大气中释放更多的CO?,海洋中纬度表层水和中层水吸收的CO?量也在不断增加(Gruber et al., 2019)。那么高低纬度海洋之间吸收和释放CO?的机制之间存在什么联系?如何定量计算海洋作为一个整体对全球碳循环的影响?这一系列问题将会是我们下一步气候变化和碳循环研究的重要方向。 原文题目:Importance of wind and meltwater for observed chemical and physical changes in the Southern Ocean 来源:https://www.nature.com/articles/s41561-019-0502-8 原文题目:Varied contribution of the Southern Ocean to deglacial atmospheric CO? rise 来源:https://www.nature.com/articles/s41561-019-0473-9