研究揭示了全球重要藻类的深刻模式

根据深海研究I的一篇新论文,一个全球重要的海藻在大西洋最富产区之一神秘地稀缺。一个庞大的数据集揭示了大西洋coccolithophores生活区域的模式,阐明了海洋碳循环的内部运作并提出了新的问题。

“理解这些大规模模式有助于我们了解整个大西洋盆地的海洋生产力,”比奇洛海洋科学实验室的高级研究科学家,该论文的第一作者威廉·巴尔奇说。“收集这个数据集对我的团队来说是超人的努力,已经花了数百天的海上时间和多年的分析。”

研究人员发现,coccolithophores在整个大西洋的意想不到的地方都挣扎并茁壮成长。它们在极地和温带水域中最为丰富,在赤道周围非常稀少,在那里丰富的营养和阳光创造了全球海洋中生物生产力最高的地区之一。

研究小组还发现,一些coccolithophore物种在阳光最远处的表面深处 – 在称为“亚南极模式水”的重要水层之内或之上茁壮成长。这个独特的特征从南大洋向北流动,为包括北半球在内的大部分海洋提供养分。Balch怀疑南大洋蓬勃发展的coccolithophore种群正在耗尽水层的营养供应并改变其化学性质 – 这可能使其在到达赤道时不适合coccolithophores。

“亚南极模式水对全球大部分海洋的控制程度达到惊人的水平,”Balch说。“如果coccolithophores正在改变它的基本特性,那么它们可能会影响哪些物种在远离赤道甚至北半球的食物网中生长。”

Balch和他的团队通过大西洋Meridional Transect计划在10个为期45天的研究航行中收集的测量数据构建了这个庞大的数据集,该计划跨越了英国和南美洲之间的大西洋。他们的发现也对依赖美国宇航局海洋颜色卫星的观测有重要应用。这些强大的海洋学工具使科学家能够通过测量它们反射回太空的光线来探测球岩群,但是它们需要水上测量才能将卫星数据接地。美国宇航局是这项工作的主要资助者。

Coccolithophores通过从海水中提取溶解的无机碳,从白垩矿物质中构建保护性结晶板。物种板块的形状影响了这些板块如何在地表海洋中散射光线,尤其是在它们脱离并开始向海底下沉之后。研究人员发现,并非所有的coccolithophores都会掉落它们的板块,整个水柱中发现的板块只来自少数物种。

这一发现大大简化了从卫星反射率数据中测量coccolithophores所含碳所需的计算。Coccolithophores在全球碳循环中发挥着重要作用,了解它们的生存地点以及它们散射光的方式对于量化这一重要元素如何在海洋和海底之间移动至关重要。最终,碳被深海细菌分解或沉积在沉积物中,有效地将其与大气隔绝了数千年。

Balch的团队以及一个国际研究团队将在1月继续进行这项研究,当时他们开始接受国家科学基金会资助的游轮,以回答这项研究提出的最重要的问题之一 – 南大洋的coccolithophores如何改变Sub – 向北流动前的南极模式水。他们的研究将阐明这些变化如何影响北方的生产力,以及为什么coccolithophores在赤道上如此稀缺。

“这个赤道水遗留下来的问题仍然存在,这使得它不利于世界海洋这样肥沃的地区的球藻生长?” 巴尔奇说。“温带纬度和赤道上的球藻的数量差异很大,它对海洋的食物网和整个地球的生产力产生了巨大的影响。”

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