海洋“生物泵”捕获的碳达到预期的两倍，全球气候模型需要改写
孜然实验室2020-04-07 14:32
传统的150米碳损失测量与考虑到日光穿透深度的碳损失测量的比较。图片：肯·布埃斯勒（Ken Buesseler），伍兹霍尔海洋研究所
北半球的每个春天，海洋表面都会爆发出大量浮游植物。像植物一样，这些单细胞浮游生物利用光合作用将光转化为能量，在此过程中消耗二氧化碳并释放氧气。当浮游植物死亡或被浮游动物吞噬时，富含碳的碎片会沉入海洋深处，进而被其他生物吞噬或埋在沉积物中。这个过程是“生物碳泵”的关键，生物碳泵是全球碳循环的重要组成部分。
长期以来，科学家一直知道海洋在从大气层中捕获碳中起着至关重要的作用，但是伍兹霍尔海洋学研究所（WHOI）的一项新研究表明，海洋“生物碳泵”的效率被大大低估了，这将改变未来对的气候的评估方式。
在4月6日发表于《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中，伍兹霍尔海洋学研究所地球化学家肯·布埃斯勒及其同事证明了在整个海洋中发生光合作用的阳光照射区域的深度差异很大。这很重要，因为浮游植物吸收碳的能力取决于能够穿透海洋上层的阳光量。通过考虑常温区或阳光照射区的深度，作者发现每年向海洋中沉入的碳量大约是以前估计的两倍。
该论文依赖于碳泵的先前研究，包括作者自己的研究。布埃斯勒说：“如果以新的方式看相同的数据，您将对海洋在处理碳中的作用看法将完全改变，对于在调节气候中的作用也是如此。”
长期以来，科学家一直知道海洋在从大气层中捕获碳中起着至关重要的作用，但是伍兹霍尔海洋学研究所的一项新研究表明，海洋“生物碳泵”的效率被大大低估了。图片：艾莉丝·胡格斯（Elise hugus），伍兹霍尔海洋研究所
他补充说：“使用新的度量标准，我们将能够完善模型，不仅告诉我们今天的海洋状况，而且还告诉我们未来的海洋状况。沉入海底的碳量是上升还是下降？这个数字会影响我们所生活的世界的气候。”
在论文中，布埃斯勒及其合作者呼吁其他海洋学家在富营养区实际边界的背景下考虑其数据。
海洋化学家肯·布埃斯勒（右）在2018年阿拉斯加湾探险期间从研究船Roger Revelle部署了一个沉积物陷阱。布埃斯勒的研究专注于碳如何在海洋中移动。布埃斯勒和一项新研究的合著者发现，海洋生物碳泵的效率可能是以前估计的两倍，这对未来的气候评估具有影响。图片：阿丽莎·桑托罗（Alyssa Santoro），伍兹霍尔海洋研究所
他说：“如果我们将某个区域称为富营养区，则需要对其进行定义。因此，我们坚持采用更正式的定义，以便我们可以比较不同的站点。”
作者没有使用固定深度进行测量，而是使用叶绿素传感器（指示浮游植物的存在）来快速评估阳光照射区域的深度。他们还建议使用天然存在的钍同位素的特征来估计碳颗粒下沉的速率。
布埃斯勒是伍兹霍尔海洋研究所海洋暮光区项目的首席研究员，该项目的重点是鲜为人知但非常重要的洋中地区（mid-ocean region）。在3月31日发表于《自然》上的一篇评论中，布埃斯勒及其同事呼吁国际海洋研究界在即将到来的联合国海洋十年（2021-2030）期间加强对暮光区的研究。这组作者说，人们对暮光区生态系统及其在调节气候中的作用的了解加深，将导致制定保护该地区不受剥削的全球政策。
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