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從地球大氣中飄落的富含營養的微粒對于浮游植物——能夠支撐海洋食物鏈的漂浮的微小藻類——來說是一個福音。然而一項新的研究表明,這些所謂的大氣粒子能夠使浮游植物中毒,從而破壞海洋生態系統,同時改變大氣中溫室氣體的含量。
這些大氣粒子或浮質可能是自然形成的,也可能是人為產生的,它們包括富含礦物質的塵埃、煤煙、有機分子以及海鹽晶體。之前的研究成果凸顯了這種浮質沉積作用給海洋帶來的好處。這一過程向海洋傳送了高濃度的磷酸鹽、氮和鐵,從而刺激了浮游植物的生長。然而大氣粒子并非僅僅包含營養物質。它們就像是一杯混合了各種物質的雞尾酒,同時還包含了與酸雨形成有關的污染物質。然而迄今為止,科學家們尚未留意大氣粒子對海洋構成的潛在威脅。
據美國《科學》雜志在線新聞報道,為了更加全面地了解大氣粒子與海洋生產力之間的關系,美國加利福尼亞大學圣克魯斯分校的海洋學家Adina Paytan和同事,著手對大氣粒子中的幾種成分——而非僅僅是營養物質——對紅海浮游植物群落造成的影響進行了研究。研究人員采集了來自歐洲和非洲的大氣浮質,并將它們與紅海的水樣混合在一起。
結果顯示,那些暴露在歐洲大氣浮質下的浮游植物群落生長得很旺盛,相反,暴露在非洲大氣浮質下的浮游植物群落的生存狀況卻一落千丈。研究人員注意到,與歐洲的大氣浮質相比,非洲大氣粒子所含的銅幾乎是前者的3倍。更多的試驗證實,對于兩類浮游植物而言,非洲大氣粒子中的銅含量是致命的。研究小組在最近的美國《國家科學院院刊》網絡版上報告了這一研究成果。
為了對大氣粒子與全球海洋生態系統之間的關系有一個全面的了解,Paytan和她的研究小組對海洋中銅沉積作用的總量進行了模擬。研究人員最終確定了兩個由人為因素導致的銅沉積的熱點地區——印度東部的孟加拉灣,以及中國和東南亞附近的太平洋海域。Paytan指出,這些地區的浮游植物群落可能對有毒物質更為敏感,這是因為它們或許并不適應當前的毒素濃度——比工業革命之前高出了50%。
英國東英吉利亞大學的海洋與大氣化學家Alex Baker認為:“這是針對一個潛在新問題的有益的危險警告。”美國塔拉哈西市佛羅里達州立大學的海洋學家Bill Landing則表示,盡管將他們的發現外推至全球海洋或許為時尚早,但這一研究無疑是很好的第一步。Landing說:“他們完成了一項很棒的工作,找出了那些潛在的影響,而這些影響大多數都是不利的。”