我國科學(xué)家在北冰洋陸坡發(fā)現(xiàn)深層葉綠素極高值

中國第15次北冰洋科學(xué)考察隊日前在北冰洋楚科奇海陸坡區(qū)發(fā)現(xiàn)深層葉綠素極高值。專家認(rèn)為，這對理解“海雪”的形成機制及評估北極生物碳泵和深層食物網(wǎng)有重要的科學(xué)價值。

CTD正在回收中。新華社記者 劉詩平 攝

“我們在楚科奇海陸坡區(qū)進(jìn)行的一次CTD（溫鹽深剖面儀）采樣作業(yè)中，出現(xiàn)了令人驚訝的一幕：CTD在下降過程中，熒光探頭上的葉綠素值一路飆升，最高達(dá)到200毫克每立方米，是我國歷次北極科考作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的最高值。”本次考察隊生物組組長、自然資源部第二海洋研究所副研究員郝鏘說。

郝鏘介紹，經(jīng)考察隊研究同意，科考隊員在“雪龍2”號實驗室保障團(tuán)隊配合下隨即開展加密采樣作業(yè)，嘗試對這一葉綠素峰值進(jìn)行捕捉分析。

初步結(jié)果表明，該葉綠素峰值位于躍層的邊緣，主要由大型的鏈狀和針刺形硅藻構(gòu)成，其中粒徑大于20微米的浮游植物占比超過九成。

科考隊員郝鏘在進(jìn)行海洋葉綠素測定。新華社記者 劉詩平 攝

“和中低緯度海洋中常見的次表層葉綠素高值不同，北冰洋的這個水下葉綠素峰值極為尖銳，比表層值高100多倍，且位置和強度并不穩(wěn)定，葉綠素濃度數(shù)小時內(nèi)降幅可超過50%。這表明該葉綠素極高值似乎處于正在‘崩解’的狀態(tài)中。”郝鏘說。

考察隊初步研判認(rèn)為，這一現(xiàn)象很可能是“海雪”的前體，成因可能是海冰融化期浮游植物旺發(fā)后，在特定湍流和化學(xué)條件下形成藻類聚合效應(yīng)，從而在特定水層聚集達(dá)到極高的濃度，并在積累到一定規(guī)模后崩解下沉。

海雪因其外觀類似飄雪而得名，是海洋中由硅藻等浮游植物殘骸、浮游動物糞便、細(xì)菌、胞外聚合物及無機礦物組成的絮狀復(fù)合體，直徑通常為0.5毫米至10毫米，沉降速度約為10米至200米每天。與溫帶海域相比，極地海雪因低溫抑制細(xì)菌分解而具有更大的規(guī)模和更長的續(xù)存時間。

郝鏘表示，這一過程將導(dǎo)致海洋上層浮游植物光合作用吸收二氧化碳所形成的有機碳快速向深海輸出，從而形成所謂“生物碳泵”效應(yīng)。另一方面，如此大規(guī)模的有機碳沉降，還會形成“食物脈沖”進(jìn)入深海和底棲生態(tài)系統(tǒng)。因此，這一現(xiàn)象對理解北極碳循環(huán)和海洋深層食物網(wǎng)有非常重要的科學(xué)價值。（記者 劉詩平）