格陵兰岛夏季的海洋水华可能是由铁元素推动的

2019-11-05 325藻类

一项新的研究表明,格陵兰岛夏季的海洋水华可能是由铁元素推动的。漂浮的洋流将冰川融水冲入海洋,可能会助长最近在格陵兰岛南部海岸发现的夏季藻类爆发。

研究背景

微藻,也被称为浮游植物,是一种类似植物的海洋微生物,在海洋的许多地方构成了食物网的基础。“浮游植物是所有鱼类和动物的食物。所有吃东西的东西最终都会把它们吃掉,”海洋生物学家Kevin Arrigo说。

尽管格陵兰岛覆盖了20万平方英里的海域,并将拉布拉多海的大部分水域变成了蓝绿色,但直到最近,人们才注意到格陵兰岛夏季的浮游植物大量繁殖。Arrigo说:“这是那些人们不经常采样的地方之一。”“我们有这个地区多年前的卫星图像,但几乎没有人在夏天看过这个特别的地方。”

几年前,Arrigo和他的团队了解了夏季植物开花的情况,他们开始着手发现可能是什么助长了这种现象。海洋生物学家早就知道,造成格陵兰岛春季繁盛的主要因素是阳光。在冬季气温骤降的高纬度地区,随着冷却的地表水下沉到海底,海洋水柱混合在一起,而氮、磷和铁等底栖生物营养物质被疏通到表层。Arrigo说:“当春天到来的时候,你就会得到阳光和营养——这两种元素是开花所必需的。”

研究内容

然而,这一解释并不能解释夏季开花的原因。毕竟,当夏天到来的时候,格陵兰岛已经有好几个月充足的阳光了,而且最近混合的水柱仍然富含大部分营养物质。

为了解开夏季水华形成的原因,Arrigo和他的同事比较了美国宇航局的卫星图像和模拟格陵兰冰川融化和洋流的计算机模型的结果。研究小组发现,从格陵兰岛融化的冰川流出的淡水与水华的时间有着显著的相关性。“夏季水华在7月初冰川融水到来后一周左右开始形成,一直持续到8月或9月冰川融水的输入减缓,”合著者、斯坦福大学科学家Gert van Dijken说。

在《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)发表的一项新研究中,科学家们提出了这样的假设:不是融水本身的流入导致了夏季的水华,而是从格陵兰岛的岩石和土壤中冲刷出来的铁粒子被融水带入了大海。“格陵兰岛周围的水域恰好是地球上少有的含铁量有限的地方之一,”Arrigo说。“许多浮游植物的光合机制需要铁。如果它们没有铁,就无法捕捉光并制造食物。”

格陵兰岛夏季的海洋水华可能是由铁元素推动的

夏季融水的流入可能会使格陵兰岛附近拉布拉多海的铁质供应重新恢复,因为春季的融水已经耗尽了这片海域的铁质供应。“所有的部件都组装在一起,”Arrigo说。“事实上,当径流来的时候,花开就开始了。径流中可能含有大量的铁。”

格陵兰岛夏季的海洋水华可能是由铁元素推动的,如果富含铁元素的融水确实是夏季开花的诱因,那么随着气候变化导致格陵兰岛的冰川在今年早些时候融化,该地区的生物生产力在未来几十年可能会提高。Arrigo说:“北部拉布拉多海的大部分地区在夏季可能会比以往更多产。”

科学家们已经向国家科学基金会提交了一份拨款提案,资助他们在夏季乘船前往格陵兰岛进行研究,以验证他们的假设。

Van Dijken说:“我们希望在夏季水华开始之前去那里测量营养物质的浓度,尤其是铁,然后在冰川融水到来和水华开始后进行同样的测量。”

引用

Stanford's School of Earth, Energy & Environmental Sciences. "Greenland's summer ocean bloom likely fueled by iron." ScienceDaily. ScienceDaily, 5 July 2017.
www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170705164458.htm.

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