太平洋和印度洋：地球固氮的主戰場
央視國際 www.cctv.com 2007年01月12日 13:20 來源：
來源:中國科技信息網
據報導，大西洋並非固氮作用（nitrogen fixation）的主戰場，而太平洋和印度洋的固氮能力是大西洋的兩倍。在全球範圍內找準氮氣固定（如轉化為像硝酸鹽一類的物質）的發生地是非常重要的。首先，這個過程為生命活動提供重要原料；其次，對固氮作用的了解有助於我們理解環境對固氮作用的調控，以及氣候變化下固氮作用的反應，例如，新的研究表明海洋中氮的相關化合物對氣候變化的反應比我們之前預料的要緩和得多。
學者們一般認為鐵元素缺乏將會限制固氮作用的進行。過去十年裡，有學者提議大西洋是固氮作用的主要場所。因為與其他低緯度的海洋相比，大西洋似乎可以接受來自非洲大陸的含鐵粉塵。
「但是海風不能將粉塵一直刮到大西洋，因為中間跨越的太平洋實在是太廣闊了。鐵元素依舊是固氮作用的限制性因素。但如果太平洋和印度洋可以通過大氣粉塵等方式獲得鐵元素的話，那麼問題就可以得到很好解決。」華盛頓大學的Curtis Deutsch說道。
與固氮作用相反的是脫氮作用（denitrification；或稱反硝化作用）。科學家們在幾十年前就已經發現脫氮作用可以在太平洋、印度洋的深層低氧海水中發生。
如果大西洋是固氮作用的主要場所，那麼固氮作用和脫氮作用之間差不多跨了半個地球。科學家估計照這樣的距離，當固氮作用或脫氮作用發生大範圍改變時（如因氣候變化引起的海水溫度變化及固氮、脫氮作用的速度變化），需要1000年時間才能讓海洋的氮循環重新恢復平衡。
「新的發現表明兩個過程之間的距離只有區區幾百公裡遠，從而可以在十年內就達到平衡。」作者說道。Deutsch為此專門做了一個比喻：一間大房子，依靠一些遠離窗口的小房間（備有空調）來恆溫，那麼從寒風吹入到小房間空調啟動肯定需要很長時間，室溫很難恢復。但是，如果空調與窗戶裝在同一間屋子，無論是空調的反應還是氣溫的回升都將明顯提速。在這項新研究中，作者介紹了海洋中氮循環的協調效應：一些固氮微生物參與固定氮氣，就離這不遠處，其他類型的微生物將化合物重新還原為氣態氮，完成氮的循環。
「過去有很多學者對海洋中固定的氮總量是相對穩定還是劇烈變動爭論不休，」 普林斯頓大學的Jorge Sarmiento 教授（從事地球科學研究）說道，「這篇研究有力支持了相對穩定的學術觀點。」
責編：尹強