海洋是地球系统中最大的碳库。自工业革命以来,人类活动排放的二氧化碳约有三分之一被海洋吸收。了解控制海洋和大气之间碳交换的过程是预测二氧化碳对气候变化、海洋酸化、海洋生物和社会未来影响的关键。
巴塞罗那自治大学环境科技研究所(Institute of Environmental Science and Technology of the Universitat Autònoma de Barcelona,ICTA-UAB)领导的一项研究发现,大气和海洋之间的碳交换受到一组独特的光合作用浮游生物的高度调节,这种浮游生物被称为球石藻。这些生活在海洋阳光照射层中的常见微生物形成了碳酸钙矿物,并且在海洋CaCO3的生产中占主导地位。
球石藻是微小的藻类,其尺寸小于百分之一毫米,是水生食物网的基础,通过钙化和光合作用调节大气中的CO2水平。研究表明,球石藻占海洋表层CaCO3总产量的90%,在控制海洋化学和CO2方面发挥着关键作用。该研究强调了另外两个主要的浮游生物钙化类群(即浮游动物(翼足类)和有孔虫)在调节大气CO2方面的次要作用。大部分CaCO3并没有沉入深海,而是在接近海面的地方溶解,在那里碳更容易与大气交换。这种广泛的浅层溶解现象解释了卫星观测/生物地球化学模型得出的CaCO3产量与浅层沉积物颗粒沉降估计值之间的明显差异。这一发现表明浅层CaCO3溶解驱动过程是了解浮游钙化物在调节大气CO2中的关键作用。大量CaCO3在海洋表面溶解表明海洋和大气之间的碳交换比我们最初想象的要复杂得多。在更好地了解驱动这种浅层溶解的过程之前,很难预测未来海洋将如何吸收碳。(张灿影 编辑)