基拉韦厄火山喷发引发北太平洋大规模浮游植物繁荣

图片源于:https://www.discoverwildlife.com/environment/kilauea-volcano-eruption-hawaii-phytoplankton

2018年,夏威夷基拉韦厄火山喷发,将高达近五英里(约合八公里)的火山灰喷入天空,并传播至远方。

事实上,科学家们现在认为这场火山灰的喷发引发了一个更为强大的事件,距离超过1200英里(约合1931公里)的北太平洋海域。

一个国际研究小组近期在《地球物理研究:海洋》上发布的研究结果显示,这些飘落的火山灰帮助触发了北太平洋亚热带环流中记录到的最大浮游植物繁荣之一。

“这个繁荣的规模和持续时间都非常庞大,可能是北太平洋有史以来记录的最大规模。”夏威夷大学马诺阿分校的教授大卫·卡尔(David Karl)说,他解释道这一事件展示了陆地上的火山喷发如何影响远离海洋生命。

“这可以用于完善我们对浮游植物繁荣动态的理解,以及改善我们对海洋碳循环的认识。”

在2018年5月,基拉韦厄火山的喷发将灰烬冲入空中。

浮游植物是微小的植物样生物,构成了海洋食物链的基础。但它们也在捕集大气中的二氧化碳方面发挥着关键作用。基拉韦厄火山是世界上最活跃的火山之一,但这是首次有研究将其喷发出的火山灰与如此远离海岸的浮游植物繁荣联系起来。

2018年的喷发是该火山两个世纪以来最大规模的喷发。大量熔岩流入海洋,每天释放出约50千吨的二氧化硫和77千吨的二氧化碳。

根据美国地质调查局,基拉韦厄火山的喷发被认为是几个世纪以来最大的一次。

早期的研究已经表明,当炽热的熔岩进入海洋时,它会加热深层的富含养分的水并将其提升到水面。

阳光有助于浮游植物的茁壮成长。而火山灰被冲入高空并随风传播,可以走得更远——在这个案例中,这正是发生的情况。

喷发后,灰尘颗粒被强风向西吹去,来自马来西亚大学的研究合著者吴嘉(Wee Cheah)解释道。研究人员使用卫星数据追踪灰烬的去向以及最终沉降到海洋中的数量。

与此同时,团队分析了海洋颜色变化——这是检测从太空浮游植物的一种方式。他们发现的结果非常引人注目:在赤道附近,一个浮游植物繁荣区域形成了,这在此区域是非常罕见的。

火山灰携带了宝贵的营养素——尤其是浮游植物生长所需的铁。这些养分在开阔的太平洋中通常稀缺,因此当这些营养素突然出现时,浮游植物便作出了反应。

视频显示,从基拉韦厄喷发中沉降的火山灰(顶部,深棕色)发生在一个形成巨大浮游植物繁荣(底部,浅蓝色)的相同区域。来自马来西亚大学的吴嘉(Wee Cheah)。

海洋碳汇

这场浮游植物繁荣产生了大量有机物。当浮游植物死亡时,其中大部分物质沉入海底,带走了碳——这是一种自然的碳捕集形式。

卡尔(David Karl)说:“我们的估计是,有机碳的输出可能相当于火山喷发初始释放的二氧化碳的一半。”

“这种海洋二氧化碳的封存是一个自然过程,大概在火山喷发时,火山灰会被注入大气并随带颗粒物进入海洋。”

“灰烬沉积与我们研究区域营养素匮乏的情况相结合,创造了一个巨大的繁荣,卫星遥感和在该区域先前部署的Argo浮标均能轻易地观察到这一现象。”

展望未来,研究人员希望能够实时监测未来的火山喷发及其影响。如果发生另一起重大事件,他们计划派出研究船观察浮游植物的变化趋势。

研究者们表示,这种海洋二氧化碳的封存过程可能在火山喷发将灰烬注入大气并带入海洋时都有发生。