Biogeosciences Research Spotlight

追踪马尾藻海18度海水中的氧气

生物地球化学浮子为北大西洋的海洋混合和氧气运动提供了更好的图像。

Source: Global Biogeochemical Cycles


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This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。

在美国东海岸的马尾藻海,墨西哥湾流及其相关的洋流形成了一层厚厚的、均匀的水域,全年保持在18°C左右。自20世纪50年代末被发现以来,这片所谓的18度水域一直是大量研究营养、碳和氧气浓度,生物学,海洋混合和物理机制的试验场。尤其值得一提的是,在这一水域中氧气和碳循环之间的相互作用引起了海洋学家的注意,他们试图绘制出整个地球系统的化学物质和能量的通量图。

在一项新的研究中,Billheimer等人利用来自马尾藻海北部的生物地球化学浮子的数据来研究一个核心概念:再矿化率,即包括碳和氧在内的有机分子转化为无机形式的速度。再矿化作用支配着光合藻类可利用的营养物质的数量,因此在碳循环中占有重要地位。再矿化程度随深度和季节而变化,通过氧气使用量来测量的,它与每年在表层产生并沉入水中的颗粒有机碳的最大数量有关。马尾藻海18度水的一致性为研究这些动态提供了一个有用的天然实验室,尤其是在夏季和秋季水层与大气隔离时。

这项新研究提供了关于马尾藻海北部氧结构和使用的全面图景。利用浮子测量的氧气变化,作者计算出研究区域是一个固定碳的净生产者,其上层150-250米的水域每平方米每年输出2.9摩尔的碳。

此外,研究人员还发现,5月至8月的再矿化率是8月至11月的两倍。从春季到秋季,由于光合作用,靠近海面的氧气增加,海洋表面较暖的一层使氧气不能逸出;在温暖层下面的一层,氧气很快被消耗掉,导致氧气含量下降;在这一层之下,进入厚厚的18度水层,氧气的利用率随深度而下降。作者认为,由于净氧生成层与氧气使用层的垂直混合,氧的变化速率本身就低估了海洋顶部150米的净产氧量和再矿化量。(Global Biogeochemical Cycleshttps://doi.org/10.1029/2020GB006824, 2021)

—科学作家David Shultz

This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。

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Text © 2021. AGU. CC BY-NC-ND 3.0
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