[圖文]火山如何餵飽浮遊生物?火山灰給海洋施了肥
衛星圖像顯示,阿拉斯加卡薩托奇火山爆發後,浮遊生物突然發生大暴發(圖中三角形所示區域)
想讓海洋中的浮遊生物迅速生長嗎?雇一座火山吧。
2008年8月,一群科學家震驚地目睹了太平洋東北部浮遊生物數量的一次突如其來的大增長。他們一路跟蹤著這些瘋長的小生物,最後跟到了一朵火山灰雲那裡,這座位於阿留申群島的火山幾天前剛剛暴發。
科學家最後證明,是火山灰將數千噸的鐵元素灑進了大海,就像給海洋施了肥一樣,最終導致浮遊生物的大爆發。
關於這一現象的最新研究成果,發表在上周出版的《地球物理學研究快報》雜誌上,科學家第一次在實驗室外向人們展示了施鐵後浮遊生物的生長速度會有多麼快。
這一結果也使人們確信,儘管之前有人提出向海裡人為地投放鐵元素有助於吸收大氣中的二氧化碳,但這一做法其實收效甚微。
浮遊植物是整個海洋食物鏈的根基所在。但這些在顯微鏡下才能看到的植物可不是僅僅靠太陽光就能生長的,它們還需要其他的一些礦物質營養,比如硝酸鹽、磷酸鹽和鐵元素。在那些鐵元素貧乏的海域,浮遊植物的數量也很稀少。
直到2008年8月,北太平洋與加拿大和阿留申群島交界的一處面積達200萬平方公里的海域上才發生了這麼一起典型「案例」。巧的是,這個地方恰好是世界上研究最為充分的海域之一,有關浮遊生物的數據可以追溯到50年前。
到了月中,人們驚訝地發現,這裡的浮遊生物數量突然開始大暴發,短短幾天內海水裡的葉綠素含量就增長了150%。
一隊科學家當時就在附近執行科考任務,觀測到了這一現象。「當我們發現一些不同尋常的事情發生了之後,就想要知道是什麼原因引起的。」加拿大維多利亞大學的海洋化學家Roberta Hamme說,她同時也是這篇論文的第一作者。
在分析了空氣和海水中的化學成分之後,研究者發現海水中溶解態鐵元素的濃度毫無疑問地迅速攀升了,增加量可能達到了正常含量的5~10倍。他們推斷鐵元素的來源是2000公里開外的卡薩托奇火山,這座火山在8月7~8日剛剛爆發。一場猛烈的風暴又將火山灰雲吹散,火山灰擴張到不常光顧的廣闊海域上。
紐西蘭奧塔哥大學的海洋化學家Philip Boyd說,許多科學家都在試圖將火山灰甚至塵暴的施鐵效應與海洋浮遊生物的大暴發聯繫起來,但這次的研究才是第一次「證實了這一重大事件確有其事」。
儘管這次浮遊生物大暴發的規模很大,但它們所吸收的二氧化碳水平卻沒有達到同樣石破天驚的水平,每年只比正常水平多封存了區區20%的碳。Hamme認為,他們的這一初步研究結果顯示,通過向海洋中添加鐵元素來刺激浮遊生物生長,其實對二氧化碳的吸收作用並不大。
加拿大英屬哥倫比亞大學的海洋學家Paul Harrison對此表示贊同。他說:「人為地向海洋中施加大量的鐵來製造海藻大暴發,進而降低大氣二氧化碳含量這一做法,看來並不像人們之前認為的那樣有效。」