近日,美国国家科学基金会(NSF)资助的一项最新的国际合作研究显示,南美洲第一大河亚马逊河排入大西洋的营养物质,有助于大西洋形成可以储存大量二氧化碳的“碳汇”。这项研究由美国、希腊与英国的学者共同进行,论文刊登于美国《国家科学院院刊》(PNAS)。
随着亚马逊河水注入大西洋的营养物质之中,最关键的是铁与磷的化合物,它们会被固氮生物摄食,固氮生物则会吸收空气中的氮与二氧化碳,形成固态的有机物质,沉积海底。NSF环境项目中的生物多样性计划资助了该项研究。
亚马逊河是世界上长度最长、流量最大、流域面积最广的河流,全长6751公里,流域内年降雨量在1500毫米以上,再加上安第斯山冰雪融水的补充,河流水量巨大,每年注入大西洋的河水多达3800立方公里,几乎相当于每年流入大海的河流总量的1/10。
论文第一作者、利用学术休假时间在NSF任项目负责人的美国哥伦比亚大学海洋生物学家Ajit Subramaniam说:“每年都有几个月的时间,河流覆盖的面积超过了两个田纳西州。”亚马逊河流域由于地势平缓,河流落差小,河水流速较慢,一到洪水季节,水位可高出平均水位10~15米,大水淹没两岸数百公里的平地,呈现出一片汪洋,因此又称“海河”。
在北大西洋热带地区,海洋生物已经成为碳的净化器。2007年的一个评估报告指出,大西洋每年的固碳能力已经达到3000万吨。固氮生物将营养物质和空气中的碳变成固体沉入海底。
Subramaniam 说:“研究人员发现,流量位居全球第一的亚马逊河,能够将营养物质推送到距离出海口几百公里的地方,影响大气层中碳循环与氮循环的程度,超过学界先前的预估。”
学界一直在探讨运用施铁肥法强化海洋碳汇的可行性,最新这项研究可能有助于科学家寻找到最佳试行地点。 “施铁肥法”是将大量含铁化合物(如硫酸铁)倒入海水中,促进浮游植物大量繁殖,进行光合作用,吸收大气中的二氧化碳。不过有学者担心,施铁肥法会伤害海洋生物,制造其他温室气体。
论文的联合作者、南加里佛尼亚州立大学海洋科学家Doug Capone还将这一研究扩展到了其他河流,他说:“世界上其他主要河流应该也具有类似功能。” Capone说,极地海洋也能固定相当数量的碳,尽管碳在较冷的水域中更易溶解,但温暖的海水确实是永久固定碳的理想区域。纬度也不是制约海洋碳汇能力的主要因素,低纬度地区的海洋同样可以使这一过程持续。
Capone对这一判断作了科学解释,他说:“如果在水温较低的高纬度海域使用施铁肥法,海中上涌的水流可能会导致被吸收的二氧化碳再度释出;然而在水温较高的热带海域,不必担心含碳固态物质浮上海面,施铁肥法将可以发挥更大的效益。”(来源:科学时报 祝魏玮)
(《国家科学院院刊》(
PNAS),doi: 10.1073/pnas.0710279105,A. Subramaniam, D. G. Capone)