深入探究西太平洋深渊带如何影响溶解有机碳的去除

深海是碳动力学复杂的环境，既是溶解有机碳的储存器，也是转化空间，在全球生物地球化学循环中发挥着关键作用，但控制深渊溶解有机碳循环的过程仍未完全了解。最近的一项研究探讨了西太平洋深渊区如何影响溶解有机碳去除，为极端环境中碳循环提供了新的见解。

深渊区碳循环

深海溶解有机碳是在海洋盆地之间循环的主要碳库，越来越多的共识表明，深海溶解有机碳库由具有不同反应性和停留时间的组分组成，因此可能受到多种隐藏的动态循环的影响。

世界上大多数的深渊带和深渊海沟都位于西太平洋，与全球深水环流密切相关，尽管深渊海沟被认为是相对孤立的水深特征，与相邻的深海盆地联系有限，但有研究表明，深渊海沟与开阔海洋之间存在活跃而彻底的物质交换，这也影响着溶解有机碳的循环。

太平洋深海是全球热盐输送路线的终点，之前的研究表明，太平洋深海的溶解有机碳不仅受热盐环流的调控，还受到区域源和汇的影响。在太平洋有各种各样的深海海沟、海山等区域，具有复杂的水深和生物地球化学过程，这些都可能影响溶解有机碳的循环。先前的研究表明，深太平洋溶解有机碳池可能包含高达30%的半不稳定溶解有机碳，这些不稳定溶解有机碳容易分解转换。

新的研究发现

为了探究深海海沟区如何影响深海溶解有机碳的循环，他们的去除过程是怎样的，研究人员利用沿日本海沟收集底层水和表层沉积物样本进行研究，通过稳定同位素和放射性同位素分析，研究溶解有机碳的来源和去除过程。

研究发现，日本海沟底部水体中的溶解有机碳平均浓度约27.2µM，与中太平洋近深渊区内溶解有机碳浓度情况相比非常低，通过对比其他如马里亚纳等海沟的溶解有机碳情况，并没有观察到像日本海沟这种明显溶解有机碳降低情况，这表明日本海沟底水溶解有机碳库可能由在深海海沟环境中经历了大量降解的成分组成。而且日本海沟底水中的溶解无机碳浓度为2.056±0.076mM也低于马里亚纳海沟深水溶解无机碳的2.178mM，这表明日本海沟中所有溶解碳部分都被显著去除。

此外，在沿海沟轴线上没有观察到溶解有机碳浓度连续下降的情况，这表明每个深海盆地内的溶解有机碳去除过程都是独立的。但由于在日本还够观测到这种溶解有机碳显著去除的案例，表明深海海沟有可能封存比预期更多的碳。

研究还发现，日本海沟中更深的3个站点溶解有机碳浓度特别低，这些较深盆地的地形可能会延长水团的停留时间，从而促进更密集的溶解有机碳去除。然而研究也强调了需要进一步研究去除机制的必要性，以便更好地理解其对全球气候变化的潜在影响。

思考

气候变化正在影响海洋温度、酸度和环流模式，但气候变化如何影响深渊带的溶解有机碳循环？

参考文献：Mengfan Chu, Rui Bao, Michael Strasser, Ken Ikehara, Yang Ding, Kejian Liu, Mingzhi Liu, Li Xu, Yonghong Wang, Piero Bellanova, Troy Rasbury, Martin Kölling, Natascha Riedinger, Min Luo, Christian März, Kana Jitsuno, Zhirong Cai, Cecilia McHugh & Ellen Druffel ，Removal of dissolved organic carbon in the West Pacific hadal zones. Nature Communications volume 16, Article number: 733 (2025) ，doi.s41467-025-55883-1