海底的鹅毛雪?海洋雪的形态如何影响下沉和衰减
海洋深处,飘落着犹如鹅毛般轻盈的“海洋雪”。这些海洋雪颗粒影响着海洋生物的生存,以及海底沉积物有机碳的通量。然而,海洋雪的形状如何影响它们在水中的下沉和衰减,一直鲜为人知。
最近,来自法国索邦大学等机构的研究人员使用配备光学和成像传感器的BGC -Argo浮标同时测量海洋雪形态、下沉速度和出口羽流的衰减浮标被部署在安哥拉盆地,在那里漂流了一年,记录了连续六次叶绿素a和颗粒物在表面的积累事件,每次积累之后都会有一股下沉的骨料流。
研究发现,不同形态的海洋雪下沉速度和衰减率不同,即使是大小相似的颗粒,这表明海洋雪的形状和结构显著影响其下沉行为,这打破了之前仅由粒径决定下沉速度的假设。此外,研究还表明,观察表明,实际下沉速度始终低于基于尺寸的模型预测的速度,凸显了形态的重要性。研究指出,将形态学纳入碳通量模型可以提高气候预测的准确性并为海洋二氧化碳去除策略提供信息。
参考文献:Marine snow morphology drives sinking and attenuation in the ocean interior. doi.10.5194/egusphere-2024-3302
一、海洋雪的形状如何影响其到达海底的旅程?
海洋雪的形态是决定这些颗粒下沉时的行为的关键因素,影响生物碳泵和海洋封存碳的能力。
不同形状的海洋雪粒下沉速度也不同。例如,细长或不规则形状的雪粒通常比更紧凑的球形雪粒下沉得更慢。这是因为作用在它们身上的阻力随形状而变化。海洋雪粒下沉时其尺寸和质量的衰减或减小也受形状影响。形状越复杂,越容易破碎或越容易被海洋生物分解,从而影响其对深海碳输送的总体贡献。某些形状可能有利于较小颗粒聚集成较大颗粒,而其他形状可能更容易分解。聚集的颗粒通常下沉得更快,从而更有效地将碳输送到更深的层。
具体而言,生物碳泵将碳从海洋表面输送到深海,其效率受海洋雪形态的影响很大。具有增强下沉速度和稳定性的形状的颗粒对碳封存的贡献更大。通过了解不同形状如何影响下沉和衰减,科学家可以创建更准确的模型来预测海洋中的碳通量。这有助于预测气候变化和了解海洋在全球碳循环中的作用。
二、海洋雪在海洋碳循环中起什么作用?
海洋雪在海洋碳循环中的作用证明了海洋系统是多么的相互关联和复杂,这些微小颗粒在调节地球气候和支持深海生物方面发挥着巨大作用。
海洋雪是在海洋表面附近由有机物质形成的,包括死亡的浮游植物、浮游动物粪便颗粒和其他碎屑。随着这些颗粒聚集并长大,它们变得足够重,可以沉入水柱中。在此过程中,海洋雪将碳从表面运送到深海。当海洋雪到达深海时,它可以被封存数百至数千年,有效地从大气中去除二氧化碳并将其储存在海洋内部。
海洋雪下沉时,会被细菌和其他微生物逐渐分解。这一过程将营养物质释放回水体,然后可供其他海洋生物利用。海洋雪也是深海生物的食物来源,包括各种滤食性动物和食腐动物,支持深海生态系统。
通过在深海中封存碳,海洋雪有助于调节大气中的二氧化碳水平,这对于缓解气候变化至关重要。这一过程的效率影响着全球碳循环,并对气候模型和预测具有重要意义。
三、思考
哪些生物和环境因素影响不同海洋雪形态的形成?
不同形状的海洋雪如何与微生物群落相互作用,以及这对分解率有何影响?
海洋雪的特性及其对碳封存的影响在不同海洋区域和深度有何变化?
各种海洋雪形态在长期内有多稳定,哪些因素导致它们在深海中破裂?
这些有趣的问题旨在激发你的思考,助你更深入地理解,希望能为你带来新的启示和帮助~~~
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