亚洲粉尘“铁肥料效应”强化北太平洋生物固碳 环球微速讯

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科技日报记者 陆成宽

8日，记者从中科院青藏高原所获悉，基于360万年以来亚洲内陆粉尘中铁元素的变化历史，我国科研人员发现，亚洲内陆粉尘通过“铁肥料效应”，促进了北太平洋地区的生物繁盛，强化了北太平洋的生物固碳作用。相关研究成果在线发表于《国家科学院院刊》。

塔里木沙尘传输至北太平洋的路径（阴影区）及西昆仑山黄土岩芯位置（五角星）。中科院青藏高原所供图

“河流和粉尘为海洋输送了大量营养物质，大陆粉尘携带的铁元素在风力作用下进入海洋，可以使海洋中的浮游生物增加，并消耗大量的二氧化碳，使大气中的二氧化碳浓度降低，缓解温室效应的危害。”论文第一兼通讯作者、中科院青藏高原所研究员昝金波说，这一过程被科学家称为粉尘的“铁肥料效应”。

最近的观测表明，亚洲内陆大气粉尘中铁元素等营养物质通过高空西风环流传输到西北太平洋地区，促进了浮游植物的增长。那么，地质历史时期，亚洲内陆粉尘是否同样可以通过“铁肥料”效应，强化北太平洋生物固碳作用，并对全球气候环境产生影响？

从2006年起，研究团队就开始研究亚洲内陆粉尘的变化历史。“在塔里木盆地南缘、西昆仑山北坡，我们发现了迄今亚洲内陆厚度最大、沉积速率最高的黄土古粉尘堆积，这些沉积的厚度达671米，起始于360万年前。”昝金波介绍。

同时，卫星观测以及地球化学追踪物质来源都能够证实，塔里木盆地的粉尘是北太平洋海洋沉积物铁等营养元素的主要来源。

研究发现，在距今约80万年前的中更新世，随着全球变冷以及北半球中高纬地区山地冰川急剧增加，青藏高原的冰川侵蚀作用显著增强，导致塔里木盆地的粉尘中的铁氧化物从赤铁矿转变为磁铁矿，同时，铁元素总含量和高生物活性的二价铁含量急剧增加。

进一步计算表明，中更新世气候转型期之后，亚洲内陆干旱区输送至北太平洋的铁元素总含量以及二价铁的数量分别增加了约70%和约120%。昝金波说：“这极大地促进北太平洋生物繁盛，并可能改变了浮游植物种群结构，大量消耗了大气中二氧化碳，造成全球气候进一步变冷。”

昝金波表示，这项研究成果为深入理解亚洲粉尘中的铁元素输入增加、海洋生物固碳作用增强、大气二氧化碳降低、全球气候变冷这一碳循环正反馈机制提供了直接证据。