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编译服务: 纳米科技领域信息门户服务 编译者: 郭文姣 编译时间: Sep 23, 2019 点击量: 211

16年10月上旬,大西洋中部形成了一场名为妮可的热带风暴。它漫游了六天,以每小时140英里的强劲时速达到四级飓风状态,然后以三级命中百慕大小岛。

像妮可这样的飓风会严重破坏陆地上的人类结构,并经常永久改变陆地景观。但是这些强大的风暴也会影响海洋。

科学家对飓风如何影响可能发生光合作用的海洋表层(阳光照射区)有很好的了解。飓风的强风从下方搅动着较冷的水,使氮和磷等营养物质进入地表,刺激了短寿命的藻类繁殖。但是,直到最近,我们对飓风如何影响深海的了解还很少。

海洋生物实验室(MBL),伍兹霍尔和百慕大海洋科学研究所(BIOS)的研究人员对飓风妮可进行了一项新研究,为这些影响提供了新颖的见解。研究小组报告说,妮可对海洋的碳循环和深海生态系统产生了重大影响。

研究深海

自1978年以来,“海洋通量计划”(OFP)一直在不断测量深沉的Sargasso海中沉没的颗粒(称为海洋积雪)。这是此类记录中运行时间最长的时间序列。

在袭击百慕大之前,尼科尔飓风就直接穿过了百慕大东南约50英里处的OFP站点。这为科学家们提供了一个独特的机会来研究飓风如何影响深海。

为了研究深海,OFP在包括从海底(地表以下2.8英里)处重达2,000磅的锚索上延伸的系泊索上,在不同深度处串起包括沉积物陷阱在内的科学设备。

主要发现

在发表在《地球物理研究快报》上的这项新研究中,MBL和BIOS科学家提供了第一个直接证据,表明飓风影响了海洋的生物泵,在此过程中,活生物体将碳从表面转移到更深的海洋层和海底。

主要发现

在发表在《地球物理研究快报》上的这项新研究中,MBL和BIOS科学家提供了第一个直接证据,表明飓风影响了海洋的生物泵,在此过程中,活生物体将碳从表面转移到更深的海洋层和海底。

与尼科尔飓风有关的高速风产生了强烈的地表海洋冷却以及强流和水下波浪,其中一些持续了两个多星期。这极大地加速了生物泵,电流将营养物质推入表层,触发藻类繁殖。

然后,增压的生物泵将有机物质迅速从飓风诱发的藻类大量聚集到深海中。这为没有光线的深海海洋生物提供了巨大的食物。

科学家们发现,在地表以下4,900英尺和10,500英尺的沉积物捕集阱中,新鲜有机物质大量增加。尼科尔飓风过后,OFP站点的藻类生长测量值是过去25年来10月观测到的最高值之??一。

该研究的第一作者,MBL生态系统中心的生物地球化学家和海洋学家Rut PedrosaPàmies解释说:“在这些强风暴过后,地表和深海之间的联系确实紧密。” “到达这些深度的物质对于深海生态系统至关重要。”

长期影响

自1980年以来,百慕达(B??ermuda)186英里范围内共发生了7次3级以上飓风。这些飓风共影响了超过32,800平方英里的地表水,面积超过了缅因州。

当前的气候模型表明,随着人类引起的全球变暖的继续,飓风强度可能会增加。这可能扩大受飓风干扰的海洋面积,从而影响海洋的生物地球化学循环和深海生态系统。

地球的最后一个边界

由于深海的极端条件,众所周知,这种卓越的生物群落很难被科学家研究。另外,由于在极端天气条件下船上数据收集的困难,人们对飓风的直接影响还不太了解。像OFP所使用的那样的沉积物陷阱对于了解它们对深海的影响至关重要。

当1978年开始OFP时,科学家只能每两个月收集一杯下沉的颗粒。 PedrosaPàmies说:“现在,我们每两周在三个深度进行一次样品分辨率和沉积物捕获。”

随着研究深海的新设备和技术的扩散,最终了解这最后一个领域是遥不可及的。

——文章发布于2019年9月19日

 

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