NOCS：远征调查本格拉上涌过程中的碳

照片：NOC

2018年5月，皇家研究船（RRS）发现将开始一项雄心勃勃的南大西洋科学考察，以研究低氧区在海洋碳储存中的作用。这项调查的结果将有助于提高对海洋生物如何促进海洋碳长期储存的认识。

国家海洋学中心（NOC）将带领这次考察前往南大西洋的本格拉上涌地区，在那里寒冷，营养丰富的水升到地表，为食物提供了大量的小型海洋植物，称为浮游植物。

在这次最新的考察过程中进行的科学活动构成了COMICS项目的一部分，对于提高对'气候'区域生活如何影响气候的理解至关重要。这是100至1000米之间海洋的一部分，太阳光几乎不能被探测到。黄昏地带的小动物捕捉并拦截从海面下沉的物质，导致这种物质中的碳储存在海洋中而不是大气中。

目前已知，从大气到暮光带的碳输送效率是调节大气中二氧化碳水平的关键。然而，控制深海碳生物储存效率的过程并不为人所知，这是预测它们如何受气候变化影响的障碍。

NOC科学家Stephanie Henson博士将领导此次考察，他说：“当浮游植物沉入暮光区时，它会剥去氧气水。南大西洋这一地区特别有趣，因为我们认为这个低氧环境可能会影响海洋储存碳的能力。例如，通常消耗有机物质沉入暮光区的动物可能无法在低氧条件下存活。

作为COMICS的一部分，我们正在对含氧量，温度和浮游植物种群数量极不相同的地区进行考察，以发现这些性质如何影响碳沉入黄昏地带。“

直到去年，生活在黄昏地带的动物似乎需要比供给它们多六倍的碳来生存和生长。然而，NOC科学家在Nature上发表的一项开创性研究能够平衡该地区的“碳预算”，并解释这种差异。

COMICS项目首席研究员理查德桑德斯教授补充说：“这一新理论是通过NOC开发的世界领先技术实现的。我们建造的沉积物陷阱使我们能够测量更接近地表的沉没碳，这意味着我们测量碳含量进入暮光区的准确度更高。“

NOC开发的沉积物陷阱测量在给定时间段内下沉的沉积物的体积。这种沉积物通常被称为“海洋雪”，因为它在海洋中缓慢下降。 COMICS项目期间将在不同地区使用沉积物陷阱，使科学家能够更准确地计算进入全球海洋系统的碳量。

COMICS项目还将通过测量动物（如海蜇和磷虾）呼吸的速度，比较进入系统的碳量与生物过程在黄昏带内的碳消耗量。

一旦COMICS建立了对黄昏地带如何运作的理解，将开发基于直接生态测量的黄昏地区第一个碳运输模型。以前，模型基于生态学的间接测量，如温度，这不能解释单独观测到的碳运输效率。首先将创建一个简单的黄昏区数学模型，然后应用于全球气候模型。

COMICS项目由国家奥委会牵头，是英国南极调查与伦敦女王大学，利物浦，牛津大学，赫瑞瓦特大学和南安普敦大学的合作项目。该项目已获得自然环境研究理事会（NERC）的资助。