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科学家发现巨大的北大西洋浮游生物布卢姆的新触发器

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在这个7月4日的周末,美国的沙滩上的人们正在涌向海滨度假胜地和公园,庆祝假日烟花。

大西洋自己的春夏季仪式正在展开:无数的微型植物浮游生物或浮游植物正在绽放。

在北大西洋绽放中,大量的浮游植物开始变色,先是“绿化”,然后是“漂白”海洋,因为一个物种紧随其后。

科学家在本周发表的杂志 Science 中发表的研究成果报告了这种巨大绽放的诱因。

漩涡或漩涡在北大西洋表面漩涡,在海洋的浅水区维持着浮游植物,在那里它们可以得到充足的阳光来促进它们的生长,防止它们被海洋粗糙的表面向下推。

结果是春天和夏天的颜色在海洋的水面之上爆发。

北大西洋和全球碳循环的绽放有多重要?

就像森林一样,海洋中微型植物的春季花朵吸收了大量的二氧化碳,通过光合作用释放出氧气。

它们的增长有助于海洋对二氧化碳的吸收,在全球范围内,人类每年通过燃烧化石燃料排放的二氧化碳约三分之一。北大西洋对这个过程至关重要;它占海洋吸收二氧化碳的百分之二十以上。

一个重要的科学问题是随着地球气候的演变,未来碳的“生物泵”如何变化。

在冬季,强风产生混合,将浮游植物推入深海,抢夺阳光,但从深处吸收养分。随着冬季转为春季,日子更长,浮游生物暴露在更多的阳光下,推动了他们的成长。

“我们的研究结果表明,即使在太阳开始升温之前,绽放也是从漩涡开始的。”马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的海洋学家Amala Mahadevan说,他是 Science 论文的主要作者。

论文的合着者是华盛顿大学的Eric D'Asaro和Craig Lee以及缅因大学的Mary Jane Perry。

国家科学基金会(NSF)资助了这项研究。

美国国家科学基金会海洋科学处项目主任唐·赖斯(Don Rice)说:“每个大学入读海洋学入门课程的学生都会了解北大西洋洋流的生态和气候意义以及造成这种现象的原因。 “这项研究提醒我们,当涉及到海洋时,我们认为我们所知道的事情会带来一些惊喜。”

新发现的机制有助于解释几个世纪以来水手和渔民都知道的春季和夏季盛开的时间并在卫星图像中清晰可见。

它也提供了一个新的看看,为什么开花有一个斑点的外观:它由形状漩涡,实质上,协调其形成。

发现并不容易。佩里说:“在北大西洋工作是具有挑战性的,但是我们能够追踪冰岛附近海域的一片海水,并以前所未有的方式追踪绽放的进展。”

“我们的D'Asaro补充说:“我们现场的工作是与浮标,滑翔机和研究船紧密结合在一起的。 “他们在同一地区,所以我们可以把一个凝聚力的花朵图片。”

科学家集中于浮游植物称为硅藻。硅藻生活在玻璃房子墙壁由二氧化硅。 Lee说:“当条件成熟的时候,硅藻会蔓延到数百海里的海洋。”有时将生命维持的食物带到贫瘠的海域。“2008年4月,Lee,Perry和 D'Asaro乘坐冰岛考察船 Bjarni Saemundsson 抵达风暴肆虐的北大西洋。

他们在波涛汹涌的海面上推出了专门设计的机器人。还部署了浮在水面下的浮标。 D'Asaro说:“它跟随着海洋的运动,四处移动,就像一个巨大的浮游植物一样。”

潜伏在浮体旁边的是6英尺长,泪滴状的滑翔机,深达1000米。在每次潜水后,在浮体周围20至50公里范围内工作的滑翔机升起地面,将天线指向天空,并将存储的数据传回岸边。

漂浮物和滑翔机测量了水的温度,盐度和速度,并收集了关于水华本身的化学和生物学的信息 - 氧,硝酸盐和浮游植物的光学特征。

科学家搭乘两艘船,伍兹霍尔运营的研究船克诺尔和冰岛 Bjarni Saemundsson ,四次参观该地区。

不久之后,从浮标和滑翔机的测量结果开始,科学家发现,尽管条件仍然看起来像冬天一样,开花已经开始了。 “D'Asaro说,”除了表面变暖之外,显然还有一些新的机制是在开花之后的。

为了找到答案,研究人员需要复杂的计算机建模。

输入Mahadevan,然后使用三维计算机模型来查看由佩里,D'Asaro和李在海上收集的信息。

她使用海洋中温度的北 - 南变化在模型中生成涡流。该模型显示,没有漩涡,绽放发生在几个星期后,没有北大西洋实际观测到的空间和时间结构。

在未来的研究中,科学家希望把北大西洋绽放放到更广泛的背景下。他们认为,随着绽放在整个一年中的演变,特别是装备有新传感器的滑翔机和浮筒,可以学到很多东西。传感器将看浮游植物在浮游植物大杂粮上放牧。

这些数据可以被整合成海洋学家,模型将提供更完整的故事。

佩里说:“我们对涡流的了解是他们是海洋生命的重要组成部分。 “他们以无数的方式塑造了海洋生态系统。”

研究人员认为,漩涡和浮游植物是碳循环的中心,否则地球上的气候看起来会大不相同。 “D'Asaro说:”我们设想用滑翔机和浮标来测量​​和模拟海洋物理学,化学和生物学,跨越世界大洋地区的海洋。“30615432

Lee说:引发了对海洋的新认识,全部来自每年春夏盛开的微小浮游生物。



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