@ 2015.03.30 , 00:01

长周期深海存储可溶解性有机碳的关键因素

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来自Malaspina探险队的研究人员长久以来一直在研究溶解性有机碳(DOC)在深海长时间(几百年或上千年)存储的有效机制,最近取得突破进展。很多材料被存储在水下1000米的深度,但是不会被细菌降解。所以,直到现在这些材料还被认为是不可降解的化合物组成。但该研究中,这些材料其实由成千上万不同结构的易降解化合物构成。详细的研究报告发布在最新的《science》上,为深化管理碳循环调控和全球气候带来进一步的认识。

海洋中还有大量的碳,这些碳以可溶解性的有机物的形式分布在海洋中,总量约有7000亿公斤,相当于大气中所有二氧化碳的总量,或者是所有海洋生物体内的碳总量的200多倍。
Jesus Maria Arrieta,来自Malaspina的研究人员,指出:据估计,约30%-50%有机物产自海洋,反过来说,就是占全球总有机产物的一半,以DOC的形式在海洋中分布。认识到这些可溶性有机碳在海洋中的存在形式,是了解全球碳循环方式和气候调控关键因素。

由Hesperides号执行的这次的环球航行是Malaspina计划的一部分,这次航行之一个绝佳的机会,研究人员会从大西洋和太平洋中采集相关样本。同时,科学家在深海1000-4000米左右的不同深度分别部署了多个可溶性有机材料样本,来测量他们在深海中的溶解性。

到目前为止,由于含有难降解或高稳定性的化学结构,这些处于深海中不可溶的有机材料能够抵抗微生物的降解。最新的研究表明,这些细菌无法分解由上千种不同分子结构的碳化合物,只是因为碳在这些有机材料中的含量很低。由于在细菌密度低的环境下,没有足够的能量用于分解材料中的每个分子,因此阻碍了DOC材料总体的分解过程。简而言之,就是细菌在分解这些DOC材料过程中获取能量,用于继续的分解过程,而获取的能量多少取决于有机碳的含量;而这些物质中的有机碳含量较低,使得细菌能够获得能量较少。就好比发的工资还不够吃饭的,就没发继续卖力干活。

CSIC的研究人员强调:为细菌提供来自深海中的高浓度有机材料,我们观测到在高浓度环境下,分解过程有所加快。而这些来自深海的有机物,之前是被人物很难或几乎无法被分解的,实际上是可以被深海微生物分解的。无法被分解的原因是,这些深海材料其实是易降解材料的“剩饭”--之前被分解剩下的,浓度较低的物质;低浓度的化合物限制了细菌的分解过程。

那和气候控制有什么关系呢?

根据先前的研究,通过增加深海中DOC的总体含量,能够降低大气中的二氧化碳和地球的总体温度。Arrieta 补充到:最近有人提出通过促进微生物吸收大气二氧化碳,生成一些难以被分解的天然化合物,并存储于深海中,来调节大气二氧化碳浓度。但是目前的研究表明,该方案的效果是十分有限的。

本文译自 ,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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