“科學界一直認為空氣污染的影響會在其存放的地方感受到，”Athanasios Nenes說。 “這項研究表明，鐵可以在海洋中流通，影響數千公里以外的生態系統。”

幾十年來，新的研究表明，從東亞漂流過世界上最大的海洋的空氣污染已經引發連鎖反應，導致數千英里以外的熱帶水中的氧氣水平下降。

“人們越來越意識到海洋中的氧氣含量可能隨時間而變化，”喬治亞理工學院副教授Taka Ito說。 “其中一個原因是變暖的環境 - 溫水保持較少的氣體。 但在熱帶太平洋地區，氧氣水平的下降速度遠遠超過溫度變化可以解釋的速度。“

一張地圖顯示了北太平洋的鐵沉積空氣是如何在千里之外的地方旅行的。 （信用：佐治亞理工學院）在報告中，研究人員描述了工業活動造成的空氣污染如何提高海洋生物的鐵和氮關鍵營養素 - 在東亞沿海的海洋中。 然後洋流將營養物質運送到熱帶地區，通過光合作用浮游植物消耗它們。

但是，雖然熱帶浮游植物可能向大氣中釋放出更多的氧氣，但它們對過量營養素的消耗會對海洋深處的溶解氧水平產生負面影響。

“如果你在表面有更多的活躍光合作用，它會產生更多的有機物質，其中一些會下沉，”伊藤說。 “隨著它下沉，有細菌消耗有機物質。 像我們一樣呼吸氧氣和呼出CO₂，細菌消耗地下海洋中的氧氣，並且有消耗更多氧氣的趨勢。“

這個過程貫穿整個太平洋，但在熱帶地區的影響最為明顯，那裡的溶解氧已經很低。

自1970s以來下降

佐治亞理工學院教授Athanasios Nenes與Ito一起研究這項研究，他說這項研究首次描述了人類工業活動可以達到的影響程度。

“科學界一直認為空氣污染的影響會在它存放的地方附近感受到，”內內斯說。 “這項研究表明，鐵可以在海洋中流通，影響數千公里以外的生態系統。”

雖然全球氣候變化可能對未來的氧氣水平產生影響的證據越來越多，但Ito和Nenes被激發尋找解釋為什麼熱帶地區的氧氣水平自1970s以來一直在下降。

為了理解這個過程是如何運作的，研究人員開發了一個結合大氣化學，生物地球化學循環和海洋環流的模型。 他們的模型描繪了北太平洋上的污染，富含鐵的塵埃是如何被洋流向東流向北美洲，沿著海岸流動，然後沿著赤道返回西部。

在他們的模型中，研究人員考慮了其他因素，這些因素也會影響氧氣水平，例如水溫和洋流變化。

無論是由於海水變暖還是鐵污染增加，增加氧氣最小區域的影響對海洋生物來說都是非常深遠的。

“許多生物體依賴於溶解在海水中的氧氣，”伊藤說。 “因此，如果它變得足夠低，它可能會導致問題，並可能改變海洋生物的棲息地。”

不容易更換

偶爾，來自低氧區域的水會膨脹到沿海水域，殺死或取代魚類，螃蟹和許多其他生物。 他補充說，隨著氧氣最小區域的增長，這些“缺氧事件”可能會變得更加頻繁。

根據伊藤的說法，浮游植物活動的增加是一把雙刃劍。

“浮游植物是生活海洋的重要組成部分，”他說。 “它是食物鏈的基礎，吸收大氣中的二氧化碳。 但如果污染繼續供應過剩的養分，分解過程會耗盡深水中的氧氣，這種深層氧氣不易被替換。“

Nenes說，該研究還擴大了對塵埃作為污染轉運者的認識。

“塵埃因其對人們健康的影響而一直吸引著很多人的興趣，”內內斯說。 “這是第一項研究，顯示塵埃會以前所未有的方式對海洋的健康產生巨大影響。 它只是提出了理解我們正在為海洋生態系統做些什麼的需要。

該研究發表在Nature Geoscience上，由國家科學基金會，佐治亞州電力學院學者座椅和Cullen-Peck教師獎學金贊助。

資源： 佐治亞理工學院

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