800年前的冰芯打破了之前关于浮游植物数量大幅下降的假设

华盛顿大学的一项研究通过分析 800 年前的冰芯表明，自工业时代以来，北大西洋的浮游植物数量一直保持稳定。这一发现挑战了之前关于浮游植物数量大幅下降的假设，并凸显了工业污染物对大气化学的影响。

但华盛顿大学领导的新研究表明，北大西洋的海洋浮游植物--整个海洋生态系统中的大型生物都依赖于浮游植物--可能比人们认为的更加稳定。研究小组对一个可追溯到 800 年前的冰芯进行的分析表明，一个更为复杂的大气过程可能可以解释最近的趋势。

这项研究最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

卫星可以探测利用叶绿素进行光合作用的生物体内叶绿素的反射。这张图片显示的是北大西洋浮游植物随洋流旋转产生的反射。之前的一项冰芯研究认为，自19世纪中期以来，北大西洋的浮游植物减少了10%，而新的研究发现，这些浮游植物的数量可能保持稳定。资料来源：美国国家航空航天局

被称为浮游植物的微小漂浮光合生物构成了海洋生态系统的基础。这些微小的生物对整个地球也很重要，它们制造了地球大气中大约一半的氧气。

由于浮游植物难以计数，科学家们尝试用其他方法来测量它们的数量。浮游植物会释放二甲基硫醚，这是一种有气味的气体，使海滩散发出独特的气味。一旦进入空气，二甲基硫醚就会转化为甲磺酸（或 MSA）和硫酸盐。这些物质最终落到陆地或雪地上，使冰芯成为测量过去种群数量的一种方法。

贝基-亚历山大（Becky Alexander）在华盛顿大学等离子实验室的冷藏室里，拿着从冰原上钻出的冰，冰原上保存着前几个世纪的大气状况。她的团队对格陵兰岛中部的冰芯进行了分析，结果表明光合海洋生物的排放量自 1800 年代中期以来一直保持稳定。资料来源：马克-斯通/华盛顿大学

"格陵兰冰芯显示，在工业时代，MSA 的浓度有所下降，这被认为是北大西洋初级生产力下降的迹象，"第一作者、华盛顿大学大气科学博士生 Ursula Jongebloed 说。"但我们对格陵兰冰芯中硫酸盐的研究表明，在涉及初级生产力时，仅靠 MSA 并不能说明一切。"

自 1800 年代中期以来，工厂和尾气管道也一直在向空气中喷射含硫气体。这些气体的硫原子形态略有不同，因此可以在冰芯中区分海洋和陆地来源。

与之前的研究相比，新研究更进一步，测量了格陵兰岛中部冰芯中的几种含硫分子，冰芯层的时间跨度为 1200 年至 2006 年。作者的研究表明，人类产生的污染物改变了大气的化学成分。这反过来又改变了浮游植物排放的气体的命运。

"在研究冰芯时，我们发现浮游植物产生的硫酸盐在工业时代有所增加，"Jongebloed 说。"换句话说，浮游植物衍生的硫酸盐同时增加，'抵消'了 MSA 的下降，这表明浮游植物衍生的硫排放量总体保持稳定"。

华盛顿大学等离子实验室的 Ursula Jongebloed 使用一台名为稳定同位素质谱仪的机器测量格陵兰冰芯中的硫同位素。冰芯中的硫同位素揭示了硫酸盐来源--包括海洋浮游植物、化石燃料燃烧和火山排放--在过去几个世纪中的变化情况。资料来源：Mark Stone/华盛顿大学

如果将这种平衡纳入计算，浮游植物的数量自 1800 年代中期以来似乎相当稳定。不过，研究人员提醒说，海洋生态系统仍然受到来自多方面的威胁。

资深作者、华盛顿大学大气科学教授贝基-亚历山大（Becky Alexander）说："同时测量MSA和浮游植物产生的硫酸盐，可以让我们更全面地了解海洋初级生产者的排放量随着时间的推移发生了哪些变化--或者没有变化。"

"冰芯测量与浮游植物丰度的其他独立估算（如叶绿素测量）以及建模研究（帮助我们估算大气化学和气候如何随时间变化）相配合，可以帮助我们了解海洋生产力在过去是如何变化的，以及生产力在未来可能会如何变化。"

编译来源：ScitechDaily