美国南加州大学领导的国际科学家团队发现,海洋中碳转移的速度受到附着在颗粒上的细菌的大小和类型的影响。基于这一发现,研究人员可以开发一种计算机模型来估计全球海洋中的碳转移,这是地球自然碳循环的一部分,以稳定其气候。
这项研究成果已经发表于近期的《自然通讯》(Nature Communications)上,文中揭示了碳(包括汽车污染)如何从大气进入海洋并最终进入深海。了解碳转移率可以帮助科学家更好地了解海洋最深处碳封存能力,或者通常会下沉的大部分碳是否正在返回大气。
科学家通过建立一种模型来预测海洋尺度的碳循环动力学,解释在实验室中观察到的这些微尺度过程。由于微生物在碳转移中的巨大作用,科学家们需要了解它们的菌落和生存能力。没有它们,碳会深入海洋,这会影响大气中的二氧化碳含量。
根据《世界海洋评论》(World Ocean Review)估计,海洋储存了大约38,000 Gt的碳,是地球生物圈中碳含量的16倍。二氧化碳最终进入海洋,虽然会升高海洋温度,但对某些生命至关重要,例如海洋浮游植物。不过,二氧化碳含量增加会使海水酸化,这可能会威胁到一些海洋生物的生存(包括珊瑚和海带),它们是海洋生物食物的主要来源。
研究小组发现,海洋中碳下沉的速度(以及转移发生的深度)还取决于细菌在其生命旅程中向下移动的距离。对于一些细菌来说,这是一次相对较短的转移:它们永远不会到达距离海面1000多米的深海。但是,健康的细菌群提高了碳的可能性,它们可能在消耗颗粒时释放出的碳停留在海洋表面并返回大气中。
了解哪些细菌生活在海洋的哪些位置也可以帮助科学家调整模型,以更好地预测当地的碳转移或释放速度,这取决于细菌是否繁衍。(李桂菊 编译)