苏黎世联邦理工学院
海洋雪是从上层水中沉入深海的一簇有机物质
2017年，墨西哥湾海底
信用:美国国家海洋和大气管理局海洋探索和研究办公室 海洋在全球二氧化碳平衡中发挥着关键作用
这是因为数十亿微小的藻类生活在那里，通过光合作用吸收二氧化碳，并将其整合到生物量中
当这些藻类死亡时，它们会随着以它们为食的微小生物的排泄物以“海洋雪”的形式滴入更深的区域
大约百分之一的二氧化碳埋藏在海底几千年
一滴静静的雪 因为这种持续不断的海洋雪花雨将碳输送到海洋深处，专家称之为生物泵
它是由两个相反的过程驱动的:有机薄片的下沉和它们被细菌降解
下沉的薄片增加了碳向深处的流动，而细菌通过从颗粒中去除碳来减少这种流动
目前的海洋模型假设下沉速度和退化速度彼此独立
苏黎世联邦理工学院环境工程研究所的乌利亚·奥尔康伯里说:“但我们现在已经证明，下沉会加速降解过程。”
奥尔康伯里是罗曼·斯托克研究小组刚刚发表在《自然地球科学》上的一项研究的第一作者
在他们的研究中，研究人员使用了一种巧妙的方法:他们没有跟踪海洋中下沉的颗粒，而是将单个毫米大小的藻酸盐颗粒放入微流体室，然后通过泵输送人造海水
“在我们的实验中，海洋中的雪没有穿过海洋；更确切地说，海水冲刷着海洋积雪
但是相对速度是一样的，”奥尔康伯里说
人工海水流中藻酸盐颗粒(大的浅绿色圆圈)的视频显微术
水中携带海洋细菌(微小的深绿色点)，这些细菌偶尔会降落并定居在颗粒上
信用:Uria Alcolombri / ETH苏黎世 洗掉副产品 研究人员在藻酸盐颗粒上植入了转基因的绿色发光细菌
当水流过小室时，这些微粒分解得更快；在静止的水中，分解需要大约十倍的时间
这是因为流动的水冲走了降解产物，让细菌的酶直接作用于颗粒，而不必花时间分解已经分裂的分子
根据这些观察，奥尔康伯里和他的同事弗朗索瓦·皮乌德瑟夫设计了一个新的生物碳泵模型，该模型考虑了下沉如何影响海洋雪花的退化
模型计算表明两件事:第一，由于下沉导致的颗粒降解的增强将碳泵的理论传输效率降低了两倍
其次，大部分死亡的藻类在海洋最上层分解——这与海洋中真实碳通量的测量结果一致
微小的事物，巨大的影响 该团队的研究并不是为了提高生物碳泵的性能:“我们有兴趣收集对自然过程的基本理解；我们想知道生物泵是如何工作的。”
“因为如果我们要更准确地预测我们的海洋将如何应对气候变化，这是至关重要的”
事实证明，海洋雪的降解速度——以及间接的全球大气中的二氧化碳含量——是由微观运输动力学决定的
这再次表明，即使是环境中最微小的事物也会影响全局
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