格陵兰岛西南部移开的冰山。 (图片来源:Thomas Juul-Pedersen,GINR)
海洋生物,无论大小,皆需营养。对于海洋的不同区域——有营养丰富的沿海地区,但也有公海中营养缺乏的地区,输送这些营养物质的供给机制截然不同。在诸多极地海洋等地区,海水中铁的缺少会限制浮游生物的增长。在这里,冰山似乎是铁输入的一个重要来源:受气候变化影响,冰山产量增加,海洋中的铁输入随之增多。然而,到目前为止,只有有限的数据能用于估计这一过程。由亥姆霍兹(GEOMAR Helmholtz)海洋研究中心领导的国际研究团队,现已检查了世界范围内冰样品中的铁含量。结果表明,例如由气候变暖引发的冰山增长,不一定会导致海洋中铁的增加。
“与智利、格陵兰岛、冰岛与斯匹次卑尔根岛理想海洋学中心的合作伙伴合作,我们已从世界各地大量大型海洋冰川上,收集到数量众多的冰样品,”来自亥姆霍兹的文章主要作者,Mark Hopwood博士解释道。之后,我们在洁净室实验室中对这些样品进行了微量物质分析。然而,采样本身就是一项特殊的挑战——一方面,进入这些大型海洋冰川很困难。Mark Hopwood说道:“乘小船靠近漂浮在水上的冰山不安全,需要大量经验。我们在斯匹次卑尔根附近的沿海水域收集冰样品时,一个相对较小的冰山突然一分为二,转入水中。如果这次分裂的是大冰山,情况就会变得十分危险。”
分析结果一开始显示,在某种程度上令人惊讶的是,大多数冰样品中铁的成分在不同区域内没有显著差异,例如,格陵兰岛冰样品中铁的含量与来自巴塔哥尼亚的没有明显差异。然而,单一冰山上冰的情况则大有不同。纯冰中几乎不含铁,但像富含沉淀物的冰——沉淀物多得远超于任何人所能在河流中找到,这两者铁浓度差异之巨大,甚至可达约一百万倍。在收集到的冰样品中,约有4%的冰样品,其铁含量超过总铁含量的90%。
这对生物学意味着什么?“一般的假设是,漂浮在海洋中冰山数量的增加会增强施肥效应。但我们的研究表明,情况有点复杂,因大多数的冰没有很强的施肥效应,只有含铁量最多的那4%的冰,相比其他的“纯净”冰,有更强的施肥效应,”Mark Hopwood总结道。因此,“脏”冰的起源与动力学对一个地区或冰川上的冰,是否能够改变海洋的初级生产力,起到了重要的作用。
Hopwood也表示:“遗憾的是,许多问题仍未得出答案。比如,这一富含沉淀物的冰来自哪里?它如何在全球范围内变化?依据何种时空维度在海洋的融化中释放出铁?”
翻译:吕嘉明
审校:赵欢
引进来源:德国亥姆霍兹国家研究中心联合会