铁是海洋生命不可或缺的重要元素,但其在含氧的海水中溶解度很低,因此,外界输入的铁元素会强烈影响海洋的初级生产力。风尘、陆架沉积物和深海热液一直被认为是海洋溶解态铁的主要外部来源,而其中风尘是北太平洋铁的最重要的外部来源。但近来越来越多的研究显示,依据海中溶解态铁的百分含量和陆架沉积物在海洋生物碳泵中发挥的重要作用,陆架沉积物的影响远高于另外两种因素。而研究沉积物中溶解态的铁的长距离运输对于认识全球海洋铁循环和碳循环都至关重要。
有机配体与铁的络合会增强铁元素在海水中的溶解,也会为溶解态的铁的长距离运输提供支撑。而在众多有机配体中,腐殖质被认为是在海洋环境中最有可能可以与铁络合的有机配体。腐殖质可由其紫外可见吸光度表征,而腐殖质的荧光特性被称为类腐殖质-荧光溶解有机质(FDOMH)。
2020年3月11日,《自然》(Nature)期刊发表《基于流域尺度的陆架腐殖质运输铁元素进入北太平洋》(Shelf humic substances as carriers for basin-scale iron transport in the North Pacifc )。来自日本北海道大学(Hokkaido University)和东京大学(The University of Tokyo)的研究学者们通过检测西部北太平洋区域范围内(已有报道称,鄂霍次克海陆架上的沉积物中的铁被运输至此,但原因未知),溶解态铁和FDOMH的分布,根据表观耗氧量(AOU),将外来的FDOMH与自生的FDOMH分离,发现外来的FDOMH在西部的北太平洋中层水中是液态铁的携带者。因此证明陆架上的沉积物中腐殖质可以携带着溶解态的铁通过中层水循环,从鄂霍次克海浅层沉积物将其一直运输到亚热带的北太平洋,距离至少有4000千米。这一研究结果表明,陆架腐殖质可能是造成海洋内部溶解态铁分布的重要原因。
摘自:全球海洋科技发展动态2020年第三期 徐亚宏 编译