研究表明在深海沟槽底部积累了大量的碳

导读 地球的深海海沟是地球上探索最少的地方之一——因为它们很难进入,漆黑一片,压力极高。因此,很难收集样本并对调节深层有机物质周转的过程

地球的深海海沟是地球上探索最少的地方之一——因为它们很难进入,漆黑一片,压力极高。因此,很难收集样本并对调节深层有机物质周转的过程进行可靠测量。

然而,近年来,南丹麦大学丹麦超深渊研究中心 (HADAL) 的研究人员对深海海沟进行了多次考察。

他们开发并应用了复杂的水下机器人,并在几项已发表的研究中证明,陡峭的深海海沟积累了各种物质,包括最终在海沟底部的有机碳。

因此,深海海沟的底部可以成为转化材料的微生物生命形式名副其实的沉积热点。

碳积聚在沟槽中

在最近的三项研究中,研究人员报告说,难以分解的有机碳(包括所谓的黑碳)大量积聚在沟槽底部。

黑碳由化石燃料、木材和森林燃烧过程中形成的颗粒组成;也会导致 CO 2释放的活动。因此,黑碳的出现是化石燃烧程度的一个指标。颗粒本身也可能导致变暖,因为它们被风和天气带到冰雪覆盖的地区,例如极地,在那里它们落在冰雪上,增加热量吸收,从而增加融化。

“现在我们看到大量黑碳最终进入深海沟槽底部,”丹麦超深渊研究中心教授兼负责人罗尼·N·格鲁德 (Ronnie N. Glud) 说。

来自超过六公里深度的样本

更具体地说,研究小组计算出,每年大约有 50 万到 150 万公吨的黑碳储存在超深渊深海中;那是位于六公里以上深度的海床部分。

相比之下,每年燃烧化石燃料会排放 6,600,000 至 7,200,000 公吨黑碳。

研究人员的计算基于他们从各种深海海沟中取回的沉积物样本,这些海沟深度超过 6 公里,因此属于超深渊领域的一部分。超深渊带占海床的 1%。

不仅不成比例的大量黑碳沉积在深处;其他有弹性、难以分解的碳也是如此。事实上,研究表明,与一般深海相比,深海海沟中心部分每平方米埋藏的碳的弹性要高 70 倍。

“虽然超深渊区只占海床的一小部分,但这里储存的碳比一般深海中储存的碳要多得多,”罗尼·N·格鲁德 (Ronnie N. Glud) 说。“因此,尽管深海沟的微生物周转率相对较高,但深渊区和深海海沟被忽视了储存碳的储层,因此代表了全球碳循环的一部分,并抵消了 CO 2积聚在大气中。”

研究人员无法确定深海沟槽中沉积的碳含量来自何处。这项工作仍在进行中。

大海就像垃圾填埋场

但黑碳可能是附近国家(如新西兰、澳大利亚和智利)燃烧化石燃料的结果,这些国家将黑碳随风送入海中。

这一假设与这样一个事实相吻合:靠近工业化国家的海沟中黑碳含量最高,而靠近巴布亚新几内亚等工业化程度较低的国家的海沟中黑碳含量较低。然而,风向、洋流、森林火灾等因素可能会混淆这种关系。

根据 Ronnie N. Glud 的说法,深海沟槽是有机物质的沉积区。频繁的地震促进了这一过程,这是深渊系统的特征。

地震将大量物质带到沟槽的最深处,并将其掩埋在无氧沉积物中。在这里,材料将积累数百年和数千年。

因此,有人可能想问深海沟是否适合碳储存?

“人类一直以‘眼不见心不烦’为借口,把大海和深海当作垃圾场。但今天我们知道这不是真的。海洋,丰富的生命,及其生物和生物地球化学过程对于地球的功能很重要——这也适用于深渊海沟,”Ronnie N. Glud 说。

其他材料最终进入深海沟槽

Ronnie N. Glud 并不惊讶人造的、有弹性的、难以分解的有机物质(部分来自我们燃烧化石燃料)到达我们最深的深海沟槽的底部。

“过去,人们认为深海海沟是荒无人烟的,没有生命,它们不受表面发生的事情的影响。因此得名‘hadal’,它来源于希腊神话中的死亡 (HADES),”他说。

“今天我们知道,深渊海沟拥有丰富多样的生命,充满活力且非常多样化,来自陆地和地表的物质一直延伸到它们的内部——不幸的是,这也包括塑料和污染物。例如,我们之前已经证明深渊沉积物中的汞含量高得惊人。”

这些研究发表在《地球物理研究杂志:生物地球科学》、《地球与环境通讯》和《地球化学、地球物理学、地球系统》上。

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