大氣中的塵埃可能給古老的海洋施肥

2020-12-05 老王來話聊

營養豐富的大氣塵埃和當代海洋生態系統初級生產力之間的聯繫已經很好地建立起來。鐵和其他營養物質給海洋施肥,支持浮遊植物的數量,而浮遊植物本身構成了大多數海洋食物網的基礎。 在遙遠的過去,人們對這種聯繫知之甚少。

初步證據表明,大規模的塵埃施肥可能發生在晚古生代,但結果僅限於古赤道地區。一項新的研究首次探索了中緯度地區的鐵肥效應。 康奈爾大學地球與大氣科學系的歐文·波特切爾奇工程教授Natalie Mahowald在給Eos. Mahowald的一封電子郵件中寫道: 「令人著迷的是,在當前的氣候和冰川/間冰期循環中已經被廣泛探索過的這種機制,在過去也可能一直存在。」。Eos. Mahowald研究大氣塵埃和海洋鐵沉積,以及氣候和人類如何改變大氣鐵循環,他沒有參與這項研究。 研究小組分析了從伊朗北部阿爾博茲山脈採集的碳酸鹽巖樣品中所含的灰塵。第一作者Mehrdad Sardar Abadi剛開始在俄克拉荷馬大學擔任博士後研究員時,就把這些樣本帶到了美國。

科學家們重視這些樣本,因為它們來自古代淺海的地層,研究人員知道附近沒有河流。俄克拉何馬州大學地球與能源學院的地球科學主任、該研究的作者Lynn Soreghan說,這種來源保證了樣本中的塵埃不是由水輸送的,而是從大氣中落下的。 歸於塵土 Sardar Abadi和他的團隊使用耦合等離子體質譜法和雷射粒度分析從樣品中提取3億年前的灰塵。他們發現,大多數塵埃顆粒的大小不到15微米,在沉積之前,它們已經移動了很長的距離,可能超過1000公裡。他們還發現,含有大量高活性鐵的樣品往往含有更多的小塵埃顆粒,並含有更多的初級生產者。

據估計,這種古老的塵埃所含的生物可利用鐵是滋養亞馬遜雨林的現代塵埃的兩倍。根據這項研究的一份聲明,這些結果表明,在這一古老時期,地球的大氣層灰塵要多得多。雖然鐵並不是灰塵中唯一可能攜帶的微量營養素,但據估計,這種古老的灰塵中所含的生物可利用鐵是滋養亞馬遜雨林的現代灰塵的兩倍。 鐵是藻類和藍藻等生物進行光合作用所必需的微量營養素。數百萬年來,海洋地鐵肥可能支持了這些微生物群落的生長,促進了海洋中更大的碳封存,並幫助創造了更富氧的大氣。 我認為我們在化石記錄中看到的,特別是在Mehrdad的研究中,但更廣泛的是再晚古生代的化石記錄中,是一種顯著的藻類優勢,Soreghan說。我注意到Mehrdads高塵區藻類和微生物活動的顯著豐度和低多樣性記錄。這樣的結果通常意味著藻類在競爭中勝出,對生態系統產生影響。這絕對是生態系統的擾動。

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