深海上升流和沉積物將鐵帶到南極水域

鐵是南極洲周圍水域藻類生長的主要限制因素。如果水中含有更多的鐵，那么就會有更多的藻類繁殖和死亡，隨之捕獲更多的碳，并可能在海底儲存更多碳。此前有專家提出假設(shè)：用額外的鐵對南大洋進(jìn)行人工施肥，可以捕獲更多的碳，從而在一定程度上解決我們所面臨的氣候危機。但近期研究也表明，鐵的額外添加對海洋深層碳輸出量的促進(jìn)作用要顯著低于預(yù)期?？茖W(xué)界對生物碳泵過程及其調(diào)控機制的認(rèn)識仍十分淺薄，考慮到海洋鐵施肥還會對海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來一定的負(fù)面作用，鐵施肥能否作為降低大氣中CO2的有效手段，以達(dá)到碳中和并緩解溫室效應(yīng)仍需進(jìn)一步研究。

圖：南極冰川。攝影：Joys 綠會融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）

近日，荷蘭皇家海洋研究所（NIOZ）在南極阿蒙森海（Amundsen Sea）和威德爾海（Weddell Sea）實地開展的一項研究表明，為南極洲周圍水域提供的肥料鐵大部分來自深海上升流和大陸周圍的沉積物。

研究人員表示，“鐵在南極生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，也可能在氣候中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但與此同時，我們對南大洋鐵的確切記錄仍然知之甚少。用額外的鐵對南大洋進(jìn)行人工施肥并不像最初假設(shè)的那樣有效或無風(fēng)險。氣候變化本身也改變了自然供應(yīng)到南大洋的鐵量，尤其是融化的冰川被認(rèn)為是一個重要來源?！?/p>

研究人員通過每次采集600個一到四升的海水樣本，分析鐵同位素，進(jìn)而追溯到南大洋鐵的來源。研究需要大量的手工勞動以及極其干凈的實驗室環(huán)境和儀器。

研究證明，在南極半島以西的阿蒙森海，鐵是通過相對溫暖的上升海水和大陸沉積物從底部帶上來的。到目前為止，人們認(rèn)為溶解的鐵可能來自融化的冰架，但來自融化冰架的鐵主要含有顆粒鐵，而不是溶解的鐵。深海上升流和沉積物中的鐵可能會引發(fā)藻類在地表大量繁殖。

反觀在南極半島東部的威德爾海，并沒有大量的上升流。但當(dāng)相對新鮮的海冰形成時留下的濃稠咸水會沉到底部。研究發(fā)現(xiàn)在威德爾海的深層沉積物提供了大量的鐵，但是當(dāng)海水與深海中的其他水團(tuán)混合時，這些鐵就會消失。

研究人員表示：“借助先進(jìn)的采樣技術(shù)和化學(xué)分析，我們現(xiàn)在正在快速了解南大洋鐵循環(huán)的變化以及它如何進(jìn)一步影響氣候系統(tǒng)。通過進(jìn)一步研究，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測鐵施肥對海洋環(huán)境和氣候系統(tǒng)的積極或消極影響?！?/p>

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編譯 | 王芊佳
編輯 | Linda
排版 | 綠葉

參考資料略