生銹的冰雪融水

過(guò)去人們一直認(rèn)為河流是海洋離子的主要來(lái)源,直到最近才發(fā)現(xiàn),在偏遠(yuǎn)地區(qū)大氣塵埃也是其主要來(lái)源之一.Bhatia及其合作者在Nature Geoscience上發(fā)表文章稱(chēng)冰山融水鐵離子濃度在微摩爾范圍,引起研究者對(duì)冰山底部融雪離子來(lái)源及其對(duì)海洋環(huán)境影響的討論.

Bhatia及其合作者測(cè)量格陵蘭冰原西部融雪徑流中的鐵濃度發(fā)現(xiàn):冰河中溶解性鐵濃度在融雪季開(kāi)始時(shí)最高,可達(dá) 5～10μmol/L,比地表水和冰中鐵濃度高一個(gè)數(shù)量級(jí);微粒鐵濃度也在融雪季開(kāi)始時(shí)最高并高于冰川表面的鐵濃度.他們推測(cè)原因可能是融雪季早期冰河中大部分融雪水來(lái)自冰川底部,下伏巖石中還原性含鐵礦物的風(fēng)化會(huì)消耗冰川底部冰雪融水中的氧,產(chǎn)生紅色的鐵氫氧化物,隨著氧被消耗產(chǎn)生缺氧環(huán)境,在合適有機(jī)質(zhì)存在的情況下,微生物分解鐵氫氧化物進(jìn)而產(chǎn)生溶解性鐵.微生物活動(dòng)產(chǎn)生的有機(jī)物也可能作為溶解性鐵向海洋輸送過(guò)程中的穩(wěn)定劑.

融雪水流入海洋的路經(jīng)是決定冰河中鐵最終歸宿的一個(gè)重要因素.Bhatia等研究的這類(lèi)非直接流入海洋的冰河,除非被有機(jī)物穩(wěn)定,在流向海洋的過(guò)程中溶解性鐵會(huì)因凝聚、碰并等過(guò)程而失掉.假設(shè) 90%的鐵在向海洋輸送的過(guò)程中失掉,把Bhatia等所測(cè)數(shù)據(jù)推算到整個(gè)格陵蘭島,那么格陵蘭冰原每年向北大西洋輸送大約0.3Tg的生物可利用鐵,這個(gè)數(shù)量和北大西洋風(fēng)塵來(lái)源的鐵的量相當(dāng).相反的,南極洲快速、高流量的冰流會(huì)把溶解和微粒態(tài)的鐵統(tǒng)統(tǒng)帶入開(kāi)闊的海洋.

鐵是海洋浮游生物的必需營(yíng)養(yǎng)素之一.鐵向極地海洋的輸送關(guān)系到海洋生產(chǎn)率、光合作用中二氧化碳的消耗和氣候模擬,因此其控制因素必定會(huì)成為研究的熱點(diǎn).Bhatia等表示格陵蘭冰原的冰雪融水在流向海洋的過(guò)程中會(huì)帶走冰下大量生物可利用的鐵,這些鐵的最終命運(yùn)及對(duì)海洋生產(chǎn)率的影響都有待研究.

鄧彥閣 譯自《Nature Geoscience》, 2013-03-10