英国国家海洋研究中心(NOC)主导的一项最近研究表明,土地侵蚀所产生的粉尘对海洋进程和行星气候有着很大的影响。风将撒哈拉沙漠灰尘吹向遥远的大西洋,不仅为浮游植物提供了必须的营养物质促进它们的生长,而且尘埃粒子本身增加了这些富含碳物质的微小植物的重量,从而促使它们更快地沉向海底,提高碳的封存。该研究还表明大西洋北部碳含量是南部的两倍,因为沉向北部的撒哈拉沙漠灰尘是南部的十倍之多。该项研究成果已发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience)期刊上。
海洋通过浮游植物的光合作用吸收大气中的二氧化碳。和陆生植物一样,浮游植物利用阳光和养分(氮、磷和铁)将二氧化碳转化为有机碳。但与陆生植物不同的是,分解的浮游植物可以沉到海底,从而将有机碳一并锁在海底深渊长达数世纪。这个过程被称为生物碳泵,对调节气候至关重要。
在海洋中某些区域,由于缺乏营养盐而导致海洋中的浮游植物无法生存,从而被称为海洋中的“沙漠”。研究早已表明,全球变暖导致海洋水温升高从而导致海水溶解氧下降,另外全球气候变暖导致海洋洋流的变化,使海洋层化现象进一步加剧,导致“海洋沙漠”区域进一步加大。同样,由于强烈的日照加热引起的层化,大西洋南部和北部的中央环流会阻碍深海营养物质到达浮游植物所在的海洋表层。早有研究表明撒哈拉沙漠的灰尘可以为资源缺乏的“海洋沙漠”提供必要的营养物质,然而在此之前,这些灰尘对海洋深处碳封存的潜力我们仍然知之甚少。
该研究第一作者Katsia Pabortsava博士表示:“我们早就知道营养物质,尤其是尘埃云里的铁元素能够提升偏远海洋的初级生产力。现在,通过我们的研究结果显示粉尘颗粒可以融入浮游植物群落,增大它们的碳保存能力并加快下沉速度,从而增大深海碳存储量。这意味着我们现在需要重新思量这些营养物质匮乏的海洋沙漠区域对碳封存以及最终对我们的气候有着什么样的贡献了”。
地球气候的变化可能将改变风循环模式和抵达环流中灰尘的数量,从而影响深海有机碳存储量。该项研究也特别强调了加快研究营养物质匮乏的海洋沙漠区域生物碳泵功能的紧迫性。
(张灿影 编译)