史大林:“养海带的”科学家如何研究海洋酸化?|探索者(2)
2024-09-26 来源:飞速影视
他研究的海洋藻类看不见摸不着。史大林的实验室里,多个恒温藻类培养箱并排立着,打开是一个个方瓶子装着透明无色的液体,瓶子上用黑笔标记着藻种名、实验日期和浓度单位,瓶口连着管子,控制气体的流入。
史大林在实验室 一部分正在实验进行中的藻类在培养箱里,另一部分从海洋中采集的藻类样品则冷冻在零下80度的冰箱里 | 拍摄:王一苇
藻类虽然微小,却贡献了地球上70%的氧气 [1]。在阳光下,浮在海面上的藻类吞下空气和海水中的二氧化碳,并通过光合作用将其转化为动物能吸收利用的有机碳。海洋学家们把藻类称为海洋初级生产者,把它们将二氧化碳转变成有机碳的能力称为生产力。影响藻类生产力的因素很多:海水的pH值、温度、海水中各类营养物质的含量等等 [2]。
随着全球变暖,海水中二氧化碳的浓度也相应升高,海水平均pH值在过去一个世纪里从8.18降至8.07 [3],换算起来,海水的酸度增加了30%。
海水酸度增加,泡在海里的藻类会生长得更快还是更慢?理想状态下,把海藻培养在不同酸度的海水里测一测,就能得到答案。但实际上,海洋中的各种因素和成分和实验室里不尽相同,这个看似简单的问题很难得到回答。
一些研究者,比如南加州大学的教授 David Hutchins 在2015年实验发现,在酸化程度高的海水里,一种叫做束毛藻的海洋常见藻类的固氮能力提高了 [4]。
从原理上,这似乎很好解释:海水中二氧化碳的浓度升高,藻类用于生长的原材料增加,生产力增加的同时,固氮自然也获益了。虽然二氧化碳溶解于海水会导致pH值下降,藻类的生产能力会受到影响,但根据Hutchins的研究结果,负效应没有超过正效应。
但是史大林对这些论文数据感到怀疑。他认为,Hutchins团队之所以得到上升的结论,是因为他们所用的人工海水配方很可能存在污染,混入其中的氨和铜等含量过高,影响了束毛藻的生长,实验中酸化条件下藻类长得更快,是 “一个假象”。
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