研究顯示粉塵成分影響海洋碳匯效率

　　通過系統(tǒng)分析全球22條海洋巖芯粉塵記錄，來自中國科學(xué)院青藏高原研究所等單位的科研人員，成功揭示了新生代以來全球粉塵釋放與海洋粉塵沉積量增加的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于《自然綜述：地球與環(huán)境》。

 

　　本次研究指出，全球變冷、冰蓋侵蝕與強(qiáng)風(fēng)，以及青藏高原隆升的共同作用，是導(dǎo)致地球粉塵增加并更多進(jìn)入海洋的主要原因。更為關(guān)鍵的是，研究首次系統(tǒng)揭示，不同來源的粉塵成分存在顯著差異，這直接影響了海洋浮游植物生產(chǎn)力以及群落結(jié)構(gòu)，并深刻改變了海洋的碳匯效率。

 

　　全球陸地每年產(chǎn)生超過40億噸粉塵，它們最終沉降于海洋。這些粉塵富含鐵、磷等營養(yǎng)元素，能顯著促進(jìn)海洋浮游植物生長。浮游植物在吸收這些營養(yǎng)的同時(shí)，會(huì)大量消耗空氣中的二氧化碳，并將其帶入深海，從而調(diào)節(jié)全球氣候。

 

　　“這種氣候調(diào)節(jié)作用不僅取決于粉塵的總量，更與粉塵的來源和成分密切相關(guān)，但目前學(xué)術(shù)界對(duì)粉塵的來源和構(gòu)成仍缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。”論文第一作者兼共同通訊作者、中國科學(xué)院青藏高原研究所研究員昝金波告訴記者。

 

　　在這項(xiàng)研究中，科研人員發(fā)現(xiàn)，自新生代以來，全球主要海盆的粉塵沉積量呈現(xiàn)出階梯式增長趨勢(shì)，并且這一增長趨勢(shì)與北半球冰蓋擴(kuò)張以及亞洲、北美洲、非洲等源區(qū)的干旱化進(jìn)程同步。

 

　　研究進(jìn)一步揭示，粉塵對(duì)不同海域的影響存在顯著差異。在南大洋，粉塵是冰期亞南極海域的關(guān)鍵鐵源，有效促進(jìn)了浮游植物生產(chǎn)力提升；而在北太平洋，其影響更為復(fù)雜——直到中更新世，隨著亞洲粉塵中磷和二價(jià)鐵含量的提高，浮游植物生產(chǎn)力才逐步增加，并且浮游植物群落逐步由顆石藻向固碳能力更強(qiáng)的硅藻轉(zhuǎn)變，這顯著提升了海洋固碳能力。數(shù)據(jù)表明，源自青藏高原冰川作用的亞洲粉塵營養(yǎng)含量遠(yuǎn)高于北非粉塵，其施肥潛力存在本質(zhì)區(qū)別。

 

　　基于上述發(fā)現(xiàn)，科研人員明確了未來三大核心研究方向：一是系統(tǒng)量化全球主要粉塵源區(qū)的營養(yǎng)成分及其生物可利用性；二是在北太平洋等關(guān)鍵區(qū)域建立粉塵輸入與海洋碳匯的定量關(guān)聯(lián)；三是開發(fā)包含粉塵組分與生物反饋過程的地球系統(tǒng)模型，以提升對(duì)“粉塵—碳循環(huán)—氣候互饋”機(jī)制的預(yù)測(cè)能力。

 

　　昝金波說，這項(xiàng)研究不僅深化了學(xué)界對(duì)粉塵循環(huán)在全球生物地球化學(xué)過程中作用的理解，還為準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測(cè)全球氣候變化提供了新視角。