大家可以看到,东印度洋有那种一片片的白色水华,其实这是颗石藻造成的。这类生物就像一面面微型镜子,能把阳光反射回去。它们不光能产生有机碳,还能把碳运送到深海或表层海水里,对整个地球的碳循环非常关键。 不过呢,东印度洋这片区域的水特别复杂。这边的水受两个大气候现象的影响,一个叫印度洋偶极子(IOD),另一个是厄尔尼诺南方涛动(ENSO)。这样一来,这里的海水温度和环境变化就特别大。可现在的问题是,这里的现场观测几乎是空白的,这让我们很难预测未来海洋会发生什么变化。 我们这次研究的目的就是要搞清楚这些问题。首先要摸清东印度洋现在有哪些颗石藻在生活,它们在纬度和经度上是怎么分布的。其次是要测量这些颗石藻钙化的速度到底有多快。最后还要看大气候因子和当地的海洋过程是怎么一起影响钙化速率的,以及如果未来二氧化碳升高了,这里的颗石藻会怎么变化。 我们用的方法有点特殊。把浮游颗粒收集起来后,我们会用放射性¹⁴C、³⁴S来做示踪,还有显微镜来观察这些颗石粒。我们还会在现场做培养实验,改变温度、光照、营养盐和二氧化碳浓度来精确测算它们对各种环境变化的敏感度。最后把这些数据放进海洋模型里模拟未来的情况。 初步结果出来了:东印度洋有大约20个颗石藻物种组成群落。其中Emiliania huxleyi和Gephyrocapsa oceanica是两个主要的角色。西南季风变强的时候,营养丰富的底层水被带上来了,这时候颗石藻密度能立刻提升3倍,钙化速率也跟着涨了差不多50%。但厄尔尼诺前兆期情况就不一样了,海水温度升高导致E. huxleyi变少了,G. oceanica变多了,整体的钙化效率就下降了25%。 要是二氧化碳浓度再升高100微大气压的话,模拟显示钙化速率可能会掉18%。不过如果同时上升流变强的话,这个下降的幅度可能会被抵消掉一些。 我们接下来打算把研究范围扩大到南极那边去,时间也拉长到百年尺度上。一旦数据集建好了,我们就能把它放进模型里去预测未来的碳埋藏和生物多样性情况。毕竟当“白色水华”颜色变了或者亮度不同时,我们就有可能读懂海洋对气候变化的反应了。