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漂浮机器人为海洋健康和全球碳循环研究提供了新的视角

编译者:liguiju发布时间:Sep 3, 2021点击量:278 来源栏目:重要资讯

微观海洋生物在海洋乃至地球的生态健康中扮演着重要的角色。就像陆地上的植物一样,微小的浮游植物通过光合作用消耗二氧化碳,并将其转化为有机物和氧气。这种生物转化被称为海洋初级生产力。

在刚发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience)期刊上的一项研究中,蒙特利海湾研究所(Monterey Bay Aquarium Research Institute,MBARI)高级科学家Ken Johnson和前MBARI博士后研究员Mariana Bif演示了机器人浮标舰队如何在全球范围内彻底改变我们对海洋初级生产力的理解。这些浮标收集的数据让科学家能够更准确地探索碳是如何从大气流向海洋的,并为全球碳循环提供了新线索。浮游植物生产力的变化能够产生深远的影响,比如影响海洋储存碳的能力,改变海洋食物网。面对不断变化的气候,了解海洋从大气中吸收碳并长期储存方面的作用是势在必行的。

MBARI高级科学家Ken Johnson表示,基于不完善的计算机模型,预测海洋浮游植物的初级产力将在温暖的海洋环境中降低,但目前没有办法进行全球尺度的测量来验证模型。通过将二氧化碳转化为有机物,浮游植物不仅支撑着海洋的食物网,它们还是海洋生物碳泵的第一步。浮游植物消耗大气中的二氧化碳,并用提供生存所需的能量。海洋生物以这些浮游植物为食,死亡后埋藏于海底深处形成海洋有机碳,这些有机碳逐渐被海洋深部的细菌吸收利用代谢后形成二氧化碳。这一过程发生在深部海洋,且过程缓慢,至使碳在很长一段时间内都无法从海洋中释放进入大气。微生物通过固碳作用将碳封存在深海水团和沉积物中,是模拟现在和未来地球气候的关键组成部分。

海洋初级生产力随气候系统的变化而起伏。预计全球初级生产力会随着气候变暖而改变,但这种改变是不均衡的。初级生产力可能在某些地方上升,在另一些地方下降,但人们目前还不知道如何平衡。监测初级生产力对了解气候变化至关重要,但在全球范围内观察气候变化的响应一直是一个重大问题。(刘思青 编译)

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