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海洋中氧气浓度变化破坏氮循环

 

来源:布里斯托大学                       发布时间:2019年11月25日

 

2015年8月11日,美国国家航空航天局(NASA)卫星捕获了这张伪彩色的蓝细菌(Nodularia)在波罗的海中大爆发的照片。
这些蓝细菌能够将大气无机氮(N2)转化为生命可用的形式,这种形式是海洋生态系统的基本过程。 图片:NASA地球观测站/ USGS

       最近,由布里斯托大学(University of Bristol)科学家领导的新研究表明,当海洋中的氧气水平显著下降时,被认为可以在一定的地质时期内保持相对稳定的海洋氮循环反馈机制可能会失效。相关研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

       氮是DNA的基本组成部分,因此氮是地球上所有生命形式都必不可少的重要元素。在海洋中,氮循环受到生物的严格调控,而海洋氮循环发生微小变化都会对生命产生重大影响。一般认为,由于一系列不同的反馈机制的存在,海洋氮循环在地质时期内一直保持相对稳定。但是,对于全球海洋氮循环和相关的反馈机制如何准确响应过去海洋中氧气浓度的剧烈变化尚未完全了解。该研究中,研究人员使用地球系统模型来进行模拟。结果表明,在低氧条件下,海洋中的氮会变得极为贫乏。这主要源于生物可利用的总氮储量相对于磷会减少。同时,海洋从有氧硝酸盐海洋过渡到无氧铵海洋。研究表明:一方面,海洋中生物可利用氮储存的大量减少可能是响应海洋氧气浓度变化的结果;另一方面,也表现出氮循环,这一关键的生物地球化学循环,在氧气浓度变化下的脆弱性。

       海洋氮循环和海洋生物泵的强度和状态极易受到海洋中氧气水平变化的影响。由于海洋中的氧气水平目前还在下降的过程中,并且可以预计在人类活动的干扰下氧气水平在未来几十年中还会进一步下降。因此该研究表明,未来海洋中的氮循环可能会受到重大干扰。

 

 

原文链接:Changes in oxygen concentrations in our ocean can disrupt fundamental biological cycles

编译:刘晓琳