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编译服务: 中科院文献情报系统—海洋科技情报网 编译者: liguiju 编译时间: Nov 30, 2021 点击量: 175

了解海洋碳循环和预测全球范围内气候变化影响的一个主要挑战是量化从上层水体中逃逸并被封存在深海中的有机碳的比例。全球碳收支中的水柱衰减、深海碳通量和固存率模型是根据海洋表面卫星成像产生的净初级生产和出口通量估计的。然而,总生物碳需求(异养生产和呼吸)与微粒有机碳通量(POC)之间的不平衡,以及通过溶解有机碳(DOC)输出到深海等对这种方法提出了严峻的挑战。偶发性有机碳脉冲只是最近才被强调为总POC通量的重要贡献者,指出了碳泵效率的时空变化。

深海热液喷发是海洋地壳流体循环靠近热源的全球性过程,特别是在中洋脊和弧后盆地一带。热液喷口在地球内部和水圈之间的热量和物质交换中扮演着重要的角色,例如溶解金属和微粒金属的出口来源,可以驱动全球范围内的海洋生物地球化学循环。有人认为,全球碳收支不平衡的部分原因是热液成因铁在地表的富集。尽管人们越来越了解热液羽流中的金属元素循环过程,但它们对深海碳通量的贡献仍然难以捉摸。沿洋中脊系统的热液喷口拥有独特的高产群落,主要依赖于化学自养初级产物。虽然最近有研究表明,热液海底生物群落的产量很高,但在热液非浮力羽流中,微生物群落的增长率、碳生物量的产量以及相关的POC输出通量仍然是个谜。

热液羽流的碳收支是羽流化学自养过程中碳汇与微生物呼吸释放碳平衡的结果。然而,由于缺乏对代谢过程和生物量生产速率的全面分析,难以准确估计它们对深海碳循环的贡献。近日,法国海洋开发研究院地球化学循环与资源实验室的科学家们利用生物地球化学模型估算了热液羽流中微生物群落的自养和异养生成速率,并利用现场数据进行了验证。他们的研究成果展示了底物限制如何阻止热液羽流中化能无机自养生物的产生。与周围海水相比,原核异养生产速率升高(高达0.9 gCm-2y-1)可导致热液羽流中通过化学有机滋养产生0.05 GtCy-1的生物量,这与深海中所报告的微粒有机碳(POC)出口通量类似。他们认为热液羽流是海洋碳收支中重要的深海POC来源。(熊萍 编译)

 

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