揭开低效率的面纱，硅藻如何影响南大洋暮光区的碳转移

亚极地南大洋是全球碳循环的重要组成部分，在通过生物碳泵封存二氧化碳方面发挥着关键作用。海洋中的暮光区（又称中层带，横跨200至1,000米的深度），特别是南大洋中的暮光区，在全球碳循环中起着至关重要的作用，它是阳光可以穿透的表层水和完全黑暗的深海之间的区域，许多生物每天都在垂直迁徙，这个区域是将有机物质从海洋表面转移到深海的重要通道。

硅藻以其致密的二氧化硅骨架而闻名，是一种能进行光合作用的微藻，可将二氧化碳( CO2 )转化为有机碳，它们占海洋初级生产力的很大一部分，有助于将二氧化碳转化为生物质。当它们死亡时，其致密的二氧化硅骨架（生物硅或蛋白石）会促进海洋雪的形成，这些雪会沉入海底，从而封存大气中的碳，这一过程有助于将碳从表面运输到深海，并在那里长期储存，是生物碳泵的主要贡献者。

近日，一项有英国南安普顿大学海洋与地球科学学院引导的研究，旨在阐明硅藻、蛋白石和颗粒有机碳通量之间的机制联系，并解决当前生物碳泵模型中的差异。研究人员对南大洋亚极地不同区域进行了春季通量直接测量 他们收集并分析了样本，以观察碳和蛋白石在暮光区的转移。

研究发现，虽然碳可以有效地转移到更深的海底，但硅藻并不是这一过程的主要推动者，这一发现促使人们重新评估硅藻在深海碳封存中的作用。与之前的假设相反，蛋白石（硅藻产生的一种生物硅）滞留在海洋表面附近，这种滞留表明硅藻的浮力调节等可以抵消预期的压舱效应，阻碍硅藻有效下沉，硅藻的骨骼没有预期的那么有效地将碳沉到深海中。简而言之，硅藻有一些特殊的机制，使得它们不会轻易下沉到海洋深处，从而影响了它们将碳传输到深海的效率。

这项研究揭示了硅藻通过这一海洋暮光区转移效率低下的有趣见解，挑战了我们对海洋生物地球化学过程的理解。这项研究重塑了我们对生物碳泵的理解，特别是在亚极地南大洋。硅藻的低效转移凸显了海洋生物和生物地球化学循环的复杂相互作用。

思考

造成暮光区硅藻转移效率低下的具体机制是什么？虽然研究已经确定了下沉缓慢和化学溶解等因素，是否是特定的硅藻物种或环境条件（例如温度、营养物质的可用性）造成这种效率低下的主要原因？缓慢下沉的颗粒在全球生物地球化学循环中发挥什么作用，特别是在不同的海洋条件下？

参考文献：J. R. Williams, S. L. C. Giering, C. A. Baker, K. Pabortsava, N. Briggs, H. East, B. Espinola, S. Blackbird, F. A. C. Le Moigne, M. Villa-Alfageme, A. J. Poulton, F. Carvalho, C. Pebody, K. Saw, C. M. Moore, S. A. Henson, R. Sanders & A. P. Martin ，Inefficient transfer of diatoms through the subpolar Southern Ocean twilight zone.  Nature Geoscience (2024)，doi.s41561-024-01602-2

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