二氧化碳是一个颇负盛名的温室气体,科学家利用冰芯中的气泡测得过去大气二氧化碳的浓度后,发现它与温度有极高的相关性。自工业革命以来,人类排放大量二氧化碳至大气当中,这可能导致全球暖化、海平面上升等问题,因此如何将大气中的二氧化碳移除,成为人类面临的一大挑战。
如果这句话真的正确的话,我们是否就不需要担心全球暖化的问题呢?
纵观全球海域,有一些区域具有“高营养盐、低叶绿素”(high-nutrient low chlorophyll)的特色,包括:南极海、赤道太平洋及亚北极太平洋。这些海域由于涌升流等原因造成表层海水有充足的营养盐及二氧化碳,但是因为缺乏光合作用所需的微量元素-“铁”,导致生物没有足够的能力消耗这些营养盐及二氧化碳,这些未被消耗的二氧化碳就会跑到大气当中。所以如果我们可以增加此区表层海水中的铁元素,促进生产力上升,即有可能减少二氧化碳逸散至大气当中,并且随着生物死亡后沉降,二氧化碳将由大气转移至深海。Martinez-Garcia 和他的伙伴在2014年发表的论文中提到,在过去大气二氧化碳含量较低的冰期,含铁丰富的粉尘大量增加,而亚南极海域的生产力也确实上升,因此Martinez-Garcia等人认为铁元素的增加确实可以减少大气中的二氧化碳。在2016年,Costa等人却发现中赤道太平洋的生产力在冰期却是下降的,这打破了铁元素注入可以减缓全球暖化的假说。
藻类的生长,需要多种营养物质以适宜的比例存在。Costa等人认为由于海水是会流动的(海流等等),所以若藻类在某区域因单一铁元素的增加而大量生长的话,有可能消耗其它营养元素(如硝酸盐和磷酸盐);当该区的海水循环到下一个区域时,硝酸盐和磷酸盐则变为相对稀少元素(图二),即使铁元素增加也无法进一步促进生产力。
图二、a. 现代南极海,由于铁元素不足导致藻类生少,营养盐消耗少,借由中层洋流带至赤道的海水有丰富的营养盐(黑色箭头),使赤道太平洋地区藻类生长较多。b. 上次冰期,南极海铁元素来源增加,导致藻类生长增加,营养盐消耗多,借由中层洋流带至赤道的海水营养盐减少(透明箭头),使赤道太平洋地区藻类生长减少。
由此可知铁元素增加的确可以增加某些海域的生产力,并且储藏一定量的二氧化碳至深层海洋,但其影响力是否足以造成冰期并解决全球暖化,仍值得进一步研究。所以大家就不要急着要把家里的铁锅、铁碗丢到大海里啰!