海洋藻类的硫排放量在冰河时期下降

2019-12-30 251藻类

日本科学家的最新研究表明,与传统观点相反,海洋藻类的硫排放量在冰河时期下降:微小的海藻在冰河时期产生的硫磺量减少了,而且与气候的关系比之前认为的更密切。更清楚地了解气候和海洋浮游植物之间的联系,可以帮助科学家在未来的气候模型中纳入这些影响。

他们的发现发表在2019年7月19日的《自然通讯》杂志上。

研究背景

海洋浮游植物产生的硫影响着来自太阳的能量和地球反射回太空的能量之间的平衡。它也可能是初级生产力的一个指标,通过光合作用浮游植物在南大洋。浮游植物在清除大气中的二氧化碳方面也起着重要的作用,因此它们可以显著地影响气候。

有力工具:DMS

海洋浮游植物和陆地植物一样,是食物链底层的主要生产者。通过光合作用,浮游植物吸收二氧化碳(CO2)并产生有机碳,最终支持整个海洋食物网。结果,二氧化碳从地表水中被去除,并最终附着在海底的沉积物中。这被称为“出口生产”,以碳的单位来衡量。

海洋浮游植物释放二甲基硫化物,或称DMS,一种有机含硫化合物,赋予海洋独特的气味。当DMS被氧化时,它可以产生硫气溶胶,作为云凝结核,在云的形成中起重要作用。因此,增加的硫通过散射辐射和通过反照率影响将辐射反射回太空,有助于地球降温。

DMS是排放到大气中最丰富的生物硫化合物,被认为对地球气候有重大影响,并可能在保持地球平衡方面发挥作用。它对气候的影响是复杂的,需要得到充分的理解。考察南极冰芯中二甲基硫化物的氧化产物硫和甲磺酸盐为研究硫循环和气候之间的联系提供了有用的工具。

海洋藻类的硫排放量在冰河时期下降

以前认为,海洋浮游植物是冰期-间冰期旋回中非海盐硫的主要来源,陆地来源只占一小部分。然而,来自陆地的贡献可能在冰河时期更显著,那时灰尘量增加。

“以前在南极洲的冰核研究假设大部分非海盐硫酸盐来源于浮游植物产生的DMS排放,但并没有显示出海洋浮游植物和硫排放之间的联系,因此也没有显示出初级生产力和气候之间的联系,”国家极地研究所的研究科学家Kumiko Goto-Azuma教授说。

“这与海洋沉积物记录相矛盾,这些记录显示南大洋南极地区的出口产量增加,表明初级生产力增加。我们想要解决这个难题,看看以前从冰核研究中得出的假设是否正确。”

根据Goto-Azuma的说法,在南极洲东部的富士山穹顶获得的最新的冰芯记录显示,过去72万年的冰芯记录表明,很大一部分非海盐硫酸盐(传统上被用作海洋浮游植物硫酸盐的代表)可能来自冰川时期的陆地尘埃。

Goto-Azuma解释说:“通过修正这一数据,我们对浮游植物硫酸盐进行了修正计算,发现海洋藻类的硫排放量在冰河时期下降,在间冰期增加。”“我们的研究结果表明,在冰川期,南大洋南极区二甲基硫化物的排放减少了,这为南大洋硫循环和气候之间的联系提供了新的证据。”

Goto-Azuma说,下一步是“通过气候和大气化学模型研究气候、海洋浮游植物硫酸盐和二氧化碳之间的联系,这些化学模型是基于我们对dms衍生硫酸盐的修正计算得出的。”

引用

Research Organization of Information and Systems. "Sulphur emissions from marine algae dropped during glacial periods." ScienceDaily. ScienceDaily, 12 September 2019.
www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190912100934.htm.

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