中國(guó)第15次北冰洋科學(xué)考察隊(duì)日前在北冰洋楚科奇海陸坡區(qū)發(fā)現(xiàn)深層葉綠素極高值。專家認(rèn)為，這對(duì)理解“海雪”的形成機(jī)制及評(píng)估北極生物碳泵和深層食物網(wǎng)有重要的科學(xué)價(jià)值。

“我們?cè)诔破婧ｊ懫聟^(qū)進(jìn)行的一次CTD（溫鹽深剖面儀）采樣作業(yè)中，出現(xiàn)了令人驚訝的一幕：CTD在下降過(guò)程中，熒光探頭上的葉綠素值一路飆升，最高達(dá)到200毫克每立方米，是我國(guó)歷次北極科考作業(yè)中發(fā)現(xiàn)的最高值。”本次考察隊(duì)生物組組長(zhǎng)、自然資源部第二海洋研究所副研究員郝鏘說(shuō)。

郝鏘介紹，經(jīng)考察隊(duì)研究同意，科考隊(duì)員在“雪龍2”號(hào)實(shí)驗(yàn)室保障團(tuán)隊(duì)配合下隨即開(kāi)展加密采樣作業(yè)，嘗試對(duì)這一葉綠素峰值進(jìn)行捕捉分析。

初步結(jié)果表明，該葉綠素峰值位于躍層的邊緣，主要由大型的鏈狀和針刺形硅藻構(gòu)成，其中粒徑大于20微米的浮游植物占比超過(guò)九成。

“和中低緯度海洋中常見(jiàn)的次表層葉綠素高值不同，北冰洋的這個(gè)水下葉綠素峰值極為尖銳，比表層值高100多倍，且位置和強(qiáng)度并不穩(wěn)定，葉綠素濃度數(shù)小時(shí)內(nèi)降幅可超過(guò)50%。這表明該葉綠素極高值似乎處于正在‘崩解’的狀態(tài)中。”郝鏘說(shuō)。

考察隊(duì)初步研判認(rèn)為，這一現(xiàn)象很可能是“海雪”的前體，成因可能是海冰融化期浮游植物旺發(fā)后，在特定湍流和化學(xué)條件下形成藻類聚合效應(yīng)，從而在特定水層聚集達(dá)到極高的濃度，并在積累到一定規(guī)模后崩解下沉。

海雪因其外觀類似飄雪而得名，是海洋中由硅藻等浮游植物殘骸、浮游動(dòng)物糞便、細(xì)菌、胞外聚合物及無(wú)機(jī)礦物組成的絮狀復(fù)合體，直徑通常為0.5毫米至10毫米，沉降速度約為10米至200米每天。與溫帶海域相比，極地海雪因低溫抑制細(xì)菌分解而具有更大的規(guī)模和更長(zhǎng)的續(xù)存時(shí)間。

郝鏘表示，這一過(guò)程將導(dǎo)致海洋上層浮游植物光合作用吸收二氧化碳所形成的有機(jī)碳快速向深海輸出，從而形成所謂“生物碳泵”效應(yīng)。另一方面，如此大規(guī)模的有機(jī)碳沉降，還會(huì)形成“食物脈沖”進(jìn)入深海和底棲生態(tài)系統(tǒng)。因此，這一現(xiàn)象對(duì)理解北極碳循環(huán)和海洋深層食物網(wǎng)有非常重要的科學(xué)價(jià)值。