最新數據顯示了浮遊植物如何大規模地將碳從大氣中排出

地球上最吸引人的事情之一是生命塑造地球和地球塑造生命的方式。我們只需回顧24億年前的大氧化事件（GOE），就可以看到生命體是如何塑造地球的。在這種情況下，被稱為藍藻的浮遊植物向大氣中注入氧氣，消滅了地球上的大多數生命，並為多細胞生命的發展鋪平了道路。

早期的地球滿足了生命出現的最初條件，現在，生命形式以許多不同的方式塑造了大氣、地貌和海洋。而這些變化的基礎就是浮遊植物。

浮遊植物是由生活在鹹水和淡水中的微小生命體組成的。它們是初級生產者，這意味著它們是食物鏈的基礎。它們是自養的，意味著組成浮遊植物的有機體可以自己製造食物。它們可以利用大氣中的簡單二氧化碳產生自己的有機化合物，如碳水化合物、蛋白質和脂肪，這一過程都是由太陽驅動的。當然，它們也從周圍的水中吸收營養。

現在，歐洲航天局氣候變化研究所的一項針對全球浮遊植物進行的20年研究得出了結果，他們把浮遊植物稱為地球的「碳泵」，那是什麼意思呢？

碳泵，又稱生物泵，是碳從大氣中轉化為有機碳的過程，有機碳隨後沉入深海並分解。因此，海洋保存的是碳，而不是大氣。其中一部分碳最終形成沉積物，並可能在數百萬年內被鎖在大氣之外。碳泵有助於調節大氣，如果沒有碳泵，大氣中的碳含量將比現在多200 ppm左右。這是一個生命如何塑造地球的說明性示例：如果我們的大氣層中的二氧化碳濃度不是407 ppm（2018年），超過600 ppm，那會是什麼樣呢？

浮遊植物扮演的另一個重要的角色是：產生氧氣。科學家說，它們產生了世界上50%到85%的氧氣。這一數字很難確切地知道，因為浮遊植物的數量隨著季節的變化而變化。

由於浮遊植物是食物鏈底部的主要生產者，它們數量的變化對地球有著深遠的影響。這種變化不僅會影響大氣中二氧化碳的濃度，還會影響生物多樣性和魚類種群。每個人都明白為什麼雨林和樹木是重要的——它們是地球的肺，從大氣中吸收二氧化碳。但是被忽視的是，海洋同樣重要——你呼吸的每一秒都來自海洋。

隨著氣候變化對我們世界的影響越來越大，浮遊植物的狀況正引起科學家的關注。他們想知道浮遊植物將如何應對所居住的海洋表面的變暖問題。衛星數據是他們理解的關鍵。

由於地理位置、季節變化和年際變化，浮遊植物及其影響變化很大。因為浮遊植物的初級生產是由水柱中的物理化學條件所驅動的，包括溫度、光照、微營養和宏觀營養。但總體而言，這項為期20年的研究發現，浮遊植物每年的碳排放量在3800萬噸至4200萬噸之間。研究還強調了一些地區差異，與公海相比，沿海地區的浮遊植物生產力更高。

這項研究還表明，浮遊植物的活動隨著諸如厄爾尼諾現象、北大西洋濤動和印度洋偶極子的變化而變化。像這樣的長期研究有兩個目的：它們可以顯示浮遊植物對氣候變化的反應，也可以顯示氣候變化的信號。

研究浮遊植物的影響並非易事，衛星遙感也無法單獨做到這一點，它還需要現場測量。這在一定程度上是因為遙感必須給在浮遊植物活躍的海洋上看到的顏色分配一個光合活動速率。衛星測量無法輕易區分光合作用活性和輻照度。

但是即使有了這項令人印象深刻的研究，研究者們還是很謹慎，因為科學家們說雖然數據記錄跨越了20年，但至少要等30年，才能有足夠的信心確定任何明確的氣候趨勢。全球年度浮遊植物生產的可變性可能與年際和年代際振蕩有關，因此目前的海洋顏色觀測記錄長度不足以探測與氣候變化有關的趨勢。

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