作者:索尼娅·费尔南德斯，加州大学圣巴巴拉分校 研究小组将一个粒子收集装置放入墨西哥曼萨尼约海岸附近的水域
信用:摩根·瑞文 由于没有溶解氧来维持动植物，海洋缺氧区是只有适合环境的微生物才能生存的地方
加州大学圣巴巴拉分校生物地球化学家摩根·瑞文说:“你不会钓到大鱼。”
“你连魅力十足的浮游动物都没有
“尽管缺氧的海洋对像我们这样呼吸氧气的生物来说似乎是陌生的，但它们充满了生命，”她说
由于气候变化，这些奇怪的生态系统正在扩大——这一发展令渔业和任何依赖富氧海洋的人感到担忧
但激起瑞文兴趣的是海洋化学的变化——海洋是地球上最大的碳汇——以及海洋如何将碳从大气转移到岩石等长期储库中
"当我们得到这些大片无氧的海洋时，我们的碳循环会发生什么变化？"她说
这个问题是瑞文及其同事里克·凯尔(华盛顿大学)和塞缪尔·韦伯(斯坦福线性加速器实验室)在《科学》杂志上发表的一篇论文中进行的研究的核心
“纺车” 在富含氧气的海洋中，碳主要通过食物网过程移动，食物网过程始于在水面进行光合作用的固定二氧化碳的浮游植物
“大多数时候它们只是被浮游动物吃掉了，”瑞文说
但是如果它们没有被更大的动物吃掉，它们就会前往深处，在那里它们呼吸二氧化碳并排出有机碳
“这就像一个纺车——二氧化碳流向浮游生物，流向二氧化碳，”雷文说
她说，然而，在没有浮游动物和鱼类的情况下，更多下沉的有机碳可以存活并沉积在一定深度
事实上，这些缺氧区的沉积物通常比富氧区的沉积物含有更多的有机碳
但是，根据研究人员的说法，我们对这是如何发生的缺乏“完全的机械学理解”
“这有点神秘，”瑞文说
该小组确实有一个线索，是由南丹麦大学的地质学家唐·坎菲尔德和他的同事在大约十年前提出的一个假设
“他们提出了这样的想法，也许在这些区域内，微生物仍然在吃有机碳，但是在呼吸硫酸盐，”雷文说
这个被称为“神秘的硫循环”的想法很难被接受，主要是因为微生物硫酸盐还原(MSR)的产物很难被检测到，还因为该地区的其他化合物，如硝酸盐，更有利于新陈代谢
然而，根据这项研究，“有新出现的分子和地球化学证据表明，尽管有大量溶解的硝酸盐，MSR可能出现在(缺氧的区域)
" 研究人员通过收集东热带北太平洋缺氧区的颗粒，测试了这个神秘的过程是否隐藏在大的(> 1毫米)快速下沉的有机颗粒中，该缺氧区大致位于墨西哥西北海岸
“它实际上只是这种聚合的、粘性的东西，”瑞文谈到大部分死亡的浮游植物、粪便、其他小生物和一些沙子和粘土聚集在一个“蓬松的”基质中时说
收集这些粒子本身就是研究人员在广阔的海洋中寻找相对较小的扩散粒子的一项成就
她说:“我华盛顿大学的同事们有一个收集装置，正是这个装置让这一切成为可能。”
收集的粒子被送到斯坦福同步辐射光源进行分析
腌制浮游植物 分析结果，如样本中有机硫生成的证据，证明了瑞文所说的死亡浮游植物在缺氧区下沉时的“酸洗”
“浮游植物在表层海洋中生长，但由于重力作用，它们会下沉，”她说
当它们穿过缺氧区域时，这些有机聚集体会经历硫化作用，这种作用可以保护其核心的碳免受酶或其他物质的影响，否则这些物质会磨损它们
“即使它到达沉积物，那里的细菌也不能吃这些有机颗粒，”雷文指出
她说，就像我们所知道和喜爱的泡菜一样，保存过程使有机颗粒对细菌有抵抗力，这可以解释为什么缺氧海洋区下面的沉积物中会发现更多的有机碳
雷文解释说，缺氧海洋区有机碳颗粒的硫化作用虽然在现代海洋中得到新的证实，但实际上是一个古老的过程
“同样的过程也能制造石油，”她说，并指出在发现油层的地方，硫也是如此
这个过程可能在白垩纪(145
5至65岁
500万年前)，当时地球一直是热带气候，海洋遭受地质和大规模灭绝事件，导致大量碳埋藏，整个大西洋缺氧
“我们不知道的是，在这些不太极端的现代环境中，这种情况是否也在发生，”雷文说
有待观察的是这些不断增长的缺氧区域将如何与气候变化相互作用
“随着这些区域的扩大，可能会有负面反馈——大气中更多的二氧化碳会导致更高的温度，从而使这些区域变得更大，”雷文说
“这些更大的区域会捕获更多的二氧化碳，并将其放入沉积物和岩石中
“这种反馈可能有助于地球随着时间的推移平衡其碳循环，”她说，“但我们需要知道这是如何与其他一切联系在一起的
"
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