大大低估了海洋“生物碳泵”的效率

海洋化学家肯·布塞斯勒（Ken Buesseler）（右）在2018年阿拉斯加湾探险期间从研究船Roger Roger Revelle部署了一个沉积物陷阱。布埃斯勒（Buesseler）的研究专注于碳如何通过海洋移动。Buesseler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。

北半球的每个春天，海洋表面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植物吞噬时，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，这对未来的气候评估。

长期以来，科学家一直知道海洋在从大气层中捕获碳起着至关重要的作用，但是一项新的研究表明，海洋的“生物碳泵”的效率被大大低估了。

在今日（2020年4月6日）在《美国国家科学院院刊》上发表的一篇论文中，WHOI地球化学家Ken Buesseler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。通过考虑到富营养区或阳光照射区的深度，作者发现每年向海洋中沉入的碳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。Buesseler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，从而在调节气候中的作用有截然不同的看法。”

传统的150米处的碳损失测量与考虑到阳光穿透深度的碳损失测量相比。

他补充说：“使用新的度量标准，我们将能够完善模型，不仅告诉我们当今海洋的样子，而且还告诉我们未来的样子。”“海洋中沉没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，Buesseler及其合作者呼吁其他海洋学家在富营养区的实际边界范围内考虑其数据。

他说：“如果我们要称呼一个富营养区，我们需要对其进行定义。”“因此，我们坚持采用更正式的定义，以便我们可以比较网站。”

作者没有使用固定深度进行测量，而是使用叶绿素传感器（表明存在浮游植物）来快速评估日光照射区域的深度。他们还建议使用天然存在的th同位素的特征来估计碳颗粒下沉的速率。

参考：Ken O. Buesseler，Philip W. Boyd，Erin E. Black和David A. Siegel撰写的“对评估海洋生物碳泵至关重要的指标”，美国国家科学院院刊，2020年4月6日。
10.1073 / pnas.1918114117

布埃斯勒（Buesseler）是WHOI海洋暮光区项目的首席研究员，该项目侧重于鲜为人知但非常重要的中海地区。在3月31日发表于《自然》杂志的一篇评论中，Buesseler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日益加深，将导致制定保护该地区不受剥削的全球政策。

该论文的合著者包括：澳大利亚塔斯马尼亚大学的菲利普·博伊德（Phillip Boyd）；新斯科舍省达尔豪西大学的艾琳·布莱克（Erin Black）和纽约拉蒙特·多尔蒂地球观测站（Lamont Doherty Earth Observatory），纽约；和加州大学圣塔芭芭拉分校的David Siegel。

这项工作由以下机构资助：WHOI的海洋暮光区项目； NASA作为远程遥感全球海洋出口流程（EXPORTS）计划的一部分；达尔豪斯大学海洋前沿研究所；和澳大利亚研究委员会。

关键要点：

通过光合作用，漂浮在海洋表面的浮游植物从大气中吸收二氧化碳。阳光照射层的深度会影响海洋“生物碳泵”的效率或吸收碳的能力。通过测量海洋阳光照射表面积或“富营养区”的深度，科学家发现“生物碳泵”效率是以前估计的两倍。使用这种方法可以建立更准确的气候模型，例如政府间气候变化专门委员会用于制定全球气候政策的模型。以便更好地了解生物碳泵在调节气候和渔业生产力中的作用。