大气对海洋上风沙的沉积

风成尘埃海洋上的沉积提供了气候变化与陆地和海洋生态系统之间的生物地球化学联系(Ridgwell, 2002)。raybet雷竞技最新一个主要的自然源来自大陆的风沙对开放海洋表层水域的新铁的供应量约为

什么沉积碳循环
图7:当代年平均沙尘沉降率(Ginoux et al., 2001年(彩色版本,见彩色板部分))。

河流输入(Duce and Tindale, 1991)。在赤道太平洋[IronEx I (Martin et al., 1994)和IronEx II (Coale et al., 1996)和南大洋(SOIREE (Boyd and Law, 2001)]进行了原位铁施肥实验。在这三种情况下,每升水中提高几纳摩尔的铁含量都会显著增加浮游植物的生物量。在IronEx II期间,增长至少是一个数量级。铁限制高养分低叶绿素(HNLC)区域约占世界海洋的30%,包括南大洋(de Baar et al., 1995)。大部分铁沉降到海洋发生在北半球,主要与从北半球输出的尘埃有关干旱的地区北大西洋和北太平洋分别吸收了全球海洋铁沉积的48%和22%,而印度洋(主要在阿拉伯海)吸收了18%,地中海吸收了4%。南大西洋和南太平洋分别只吸收了4%和2%的铁,而南北半球的极地地区也吸收了非常低的铁,北极地区只吸收了0.9%,南极地区吸收了0.5% (Gao et al., 2001)。

亚南极南大洋是一个HNLC区域,有人认为深层混合和铁的有效性限制了初级生产。澳大利亚的矿物粉尘含铁量高,可被输送到亚南极南大洋的澳大利亚部分,特别是在澳大利亚南部的春季和夏季,此时澳大利亚南部的沙尘暴频率最高。最近,Gabric等人(2002)报告了卫星衍生的(SeaWiFS)上层海洋的气溶胶光学厚度和叶绿素浓度。这种耦合在每月、每周和每天的时间尺度上都很明显。较短的时间尺度耦合支持了这样的假设,即间歇性的大气铁输送刺激了该地区浮游植物的生长。

长期的气候变化也可能raybet雷竞技最新与沙尘沉积速率的变化有关。大气CO2的冰期-间冰期变化可能受到影响的证据来自于在420 kyr Vostok南极冰芯中记录的观测到的尘埃沉积变化(Petit等人,1999年)。冰中的尘埃浓度在相对较低的背景下呈现出一系列显著的峰值。有趣的是,这些峰值的出现与大气中二氧化碳值特别低的时期有关。有人假设,在末次冰期,该地区的沙尘供应增加,可能推动了一个更有力的海洋生物泵,从而减少了大气中的二氧化碳(Martin, 1990)。

全球碳循环的数值模型已经证明,南大洋生物泵强度的实际增加无法解释冰川时期大气中二氧化碳的混合比例低至~190ppm。然而,在大气中二氧化碳除冰期总上升~90ppm中,最初的40- 50ppm发生得非常快(仅在kyr内),在NH冰原崩溃前高达10 kyr。的预测碳循环该模型明确解释了海洋中铁的生物地球化学循环,证实了南大洋铁的风成供应的变化可能至少部分地导致了二氧化碳记录的这些特殊特征(Watson et al., 2000)。

有趣的是,也有人提出风成铁的输送也会影响海洋硫循环以及遥远海洋大气中DMS的氧化。Zhuang等人(1992)报告说,遥远海洋气溶胶中50%以上的铁以可溶性铁(II)形式存在,浮游植物很容易获得这种铁。在气溶胶中产生Fe(II)的光还原反应也会产生羟基自由基,这是大气DMS氧化为MSA所必需的,并最终形成CCN。

大气铁通量似乎在许多地方的生态系统动态中发挥着重要作用,这一事实强调了气候变化、raybet雷竞技最新生物地球化学循环碳,氮,硫,以及海洋吸收碳的潜力。

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