沙漠塵埃如何為海洋生物提供燃料

研究人員發(fā)現(xiàn)，即使是少量的沙漠塵埃也能改善海洋微觀植物類生物的健康狀況。

一項新研究表明，陸基礦物塵埃在為海洋浮游植物施肥方面起著至關(guān)重要的作用，而海洋浮游植物對地球氣候、碳循環(huán)和海洋食物網(wǎng)至關(guān)重要。

在過去的幾十年里，科學(xué)家們一直在觀察自然的海洋肥化事件——火山灰、冰川粉、野火煙灰和沙漠塵埃噴出到海面上并刺激浮游植物大量繁殖的事件。但除了這些極端事件之外，還有穩(wěn)定的、長距離的塵埃顆粒雨落到海洋上，幾乎全年和幾乎每個盆地都促進了浮游植物的生長。

在 5 月 5 日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項新研究中，來自俄勒岡州立大學(xué)、馬里蘭巴爾的摩縣大學(xué)和美國宇航局的一組研究人員將衛(wèi)星觀測與先進的計算機模型結(jié)合起來，研究土地上的礦塵如何為植物的生長提供肥料海洋中的浮游植物。浮游植物是微觀的、類似植物的生物，構(gòu)成了海洋食物網(wǎng)的中心。

浮游植物漂浮在海洋表面附近，主要依靠陽光和從深處涌出或在沿海徑流中漂浮到海中的礦物質(zhì)養(yǎng)分為生。但是富含礦物質(zhì)的沙漠塵埃——被強風(fēng)吹走并沉積在海洋中——對浮游植物的健康和豐富也起著重要作用。

這張由美國宇航局 Terra 衛(wèi)星上的中分辨率成像光譜儀 (MODIS) 于 2011 年 4 月 8 日拍攝的圖像顯示了比斯開灣上空的撒哈拉沙塵。海灣中的浮游植物大量繁殖，使水呈現(xiàn)出明亮的綠色和藍(lán)色。沉積物可能會造成部分顏色，尤其是在靠近海岸的區(qū)域。

根據(jù)這項新研究，沉積在海洋上的灰塵支持了全球每年約 4.5% 的出口產(chǎn)量——這是衡量浮游植物在光合作用過程中吸收的碳沉入深海的量度。然而，在中高緯度的一些海域，這一貢獻接近20%至40%。

浮游植物在地球氣候和碳循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。與陸地植物一樣，它們含有葉綠素，并通過光合作用從陽光中獲取能量。它們在這個過程中產(chǎn)生氧氣并吸收大量的二氧化碳，其規(guī)?？赡芘c雨林相當(dāng)。它們在整個海洋范圍內(nèi)的食物啄食順序中處于底部，范圍從微小的浮游動物到魚類再到鯨魚。

研究合著者、馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校研究教授 Lorraine Remer 說，塵埃顆粒在落入海洋之前可以傳播數(shù)千英里，在那里它們滋養(yǎng)遠(yuǎn)離塵埃源的浮游植物。“我們知道沙漠塵埃在大氣中的輸送是造成海洋‘咔嗒’的部分原因，但我們不知道如何找到它，”她說。

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