【海洋地理】火山如何喂饱浮游生物?火山灰给海洋施了肥

                               
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卫星图像显示，阿拉斯加卡萨托奇火山爆发后，浮游生物突然发生大暴发(图中三角形所示区域)。(图片来源：Hamme等/地球物理学研究快报)
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, g1 w* q, Z0 d0 ]$ t" [    想让海洋中的浮游生物迅速生长吗？雇一座火山吧。   
. N* c( Q9 u# k* H- j( u1 E* n5 k    2008年8月，一群科学家震惊地目睹了太平洋东北部浮游生物数量的一次突如其来的大增长。他们一路跟踪着这些疯长的小生物，最后跟到了一朵火山灰云那里，这座位于阿留申群岛的火山几天前刚刚暴发。
& g% ^9 u( i7 x: o8 q/ Z/ n    科学家最后证明，是火山灰将数千吨的铁元素洒进了大海，就像给海洋施了肥一样，最终导致浮游生物的大爆发。
    关于这一现象的最新研究成果，发表在上周出版的《地球物理学研究快报》杂志上，科学家第一次在实验室外向人们展示了施铁后浮游生物的生长速度会有多么快。
    这一结果也使人们确信，尽管之前有人提出向海里人为地投放铁元素有助于吸收大气中的二氧化碳，但这一做法其实收效甚微。
" a: v+ q" |) x3 A0 o8 V# [7 I5 u    浮游植物是整个海洋食物链的根基所在。但这些在显微镜下才能看到的植物可不是仅仅靠太阳光就能生长的，它们还需要其他的一些矿物质营养，比如硝酸盐、磷酸盐和铁元素。在那些铁元素贫乏的海域，浮游植物的数量也很稀少。
6 u2 I) i) }; m; Z! N" p* I+ U    直到2008年8月，北太平洋与加拿大和阿留申群岛交界的一处面积达200万平方公里的海域上才发生了这么一起典型“案例”。巧的是，这个地方恰好是世界上研究最为充分的海域之一，有关浮游生物的数据可以追溯到50年前。
    到了月中，人们惊讶地发现，这里的浮游生物数量突然开始大暴发，短短几天内海水里的叶绿素含量就增长了150%。
; w6 s3 N, [9 \: B    一队科学家当时就在附近执行科考任务，观测到了这一现象。“当我们发现一些不同寻常的事情发生了之后，就想要知道是什么原因引起的。”加拿大维多利亚大学的海洋化学家Roberta Hamme说，她同时也是这篇论文的第一作者。
    在分析了空气和海水中的化学成分之后，研究者发现海水中溶解态铁元素的浓度毫无疑问地迅速攀升了，增加量可能达到了正常含量的5~10倍。他们推断铁元素的来源是2000公里开外的卡萨托奇火山，这座火山在8月7~8日刚刚爆发。一场猛烈的风暴又将火山灰云吹散，火山灰扩张到不常光顾的广阔海域上。
: s4 I8 b3 d2 Y- F, A( L8 H    新西兰奥塔哥大学的海洋化学家Philip Boyd说，许多科学家都在试图将火山灰甚至尘暴的施铁效应与海洋浮游生物的大暴发联系起来，但这次的研究才是第一次“证实了这一重大事件确有其事”。
; S; D+ Z. i' @* W' _; Q+ _% J9 @8 D    尽管这次浮游生物大暴发的规模很大，但它们所吸收的二氧化碳水平却没有达到同样石破天惊的水平，每年只比正常水平多封存了区区20%的碳。Hamme认为，他们的这一初步研究结果显示，通过向海洋中添加铁元素来刺激浮游生物生长，其实对二氧化碳的吸收作用并不大。
9 g- z* Q/ j% T$ \* x, |5 f, N+ W    加拿大英属哥伦比亚大学的海洋学家Paul Harrison对此表示赞同。他说：“人为地向海洋中施加大量的铁来制造海藻大暴发，进而降低大气二氧化碳含量这一做法，看来并不像人们之前认为的那样有效。”