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全球氣候不光受太陽及地球自身影響,還和肉眼看不到物體息息相關

2004年,我國海洋科學家首次對西太平洋「暖池」區海底微生物進行了分子生態學研究 時,發現在該區海底的物質和能量循環中,由微生物完成的甲烷和硫化物代謝占重要地位。 由此推斷,這些海底微生物可能是影響「暖池」區平均水溫變化,進而影響氣候變化的一個 重要因素。

數千米深的海底,太陽光能無法涉及,能量更多來源於無機化能合成作用,而微生物代 謝類型的多樣性決定了它們在深海物質能量循環中的地位,特別是在「熱液」和「冷泉」區域 中。「高溫熱液」區的典型特徵是大量噴溢著中、高溫含礦液的「黑煙囪」或「白煙囪」硫化 物;而在「低溫冷泉」區,冷海水不斷地從海床深部滲出。

研究表明,低諱度海區在全球氣候系統中舉足輕重,特別是位於從太平洋西部到印度洋 東部的赤道兩側,多年平均表層水溫超過28度的西太平洋「暖池」區,是世界上海水加熱最 強、向大氣輸送輻射熱和通過蒸發輸送潛熱能最強的海區。從該地上升的氣流形成三大環 流圈,通過季風和厄爾尼諾控制著地球上的氣候,可以說是全球氣候系統的「引擎」。「暖 池」區深海沉積物中的碳、硫循環釋放出甲烷、二氧化碳和硫化氫等溫室氣體,對上層海水 乃至全球氣候變化都有重要影響。

國家海洋局第三海洋研究所曾潤穎等研究發現,「暖池」區主要的微生物類群組成與其 他深海環境相似,紫細菌群(又稱變形菌)都是最有優勢的菌群。紫細菌群的S -和e -亞 群在該海區沉積物中大量存在,而在此前這兩類細菌在「熱液」和「冷泉」以外的海區中雖然 曾有發現,但數量都十分稀少。這兩類細菌與硫的還原和氧化密切相關,這意味著在該海區 深海中的硫及硫化物代謝較為旺盛。同時,還發現了大量的甲烷營養型細菌,這表明該海區 中具有豐富而穩定的甲烷資源。

深海中這些特殊的發現說明,在「暖池」區海底的物質和能量循環中,由微生物完成的 甲烷和硫化物代謝佔據著重要的地位。由於「暖池」區海水溫度較高,海洋生物的代謝旺 盛,導致海底沉積物中硫酸鹽、溶解的有機物質和有機微粒濃度較高,因此該代謝特徵體現 了微生物對環境的響應。同時,這些微生物的代謝作用將產生較多的硫化氫、二氧化碳和甲 烷等溫室氣體。換句話說,這些海底微生物也可能是影響「暖池」區平均水溫變化,進而影 響全球氣候變化的一個重要因素。

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