机器人漂浮物为海洋健康和全球碳循环提供了新的视角

加利福尼亚州莫斯兰丁——微观海洋生物对海洋乃至地球的健康起着至关重要的作用。就像陆地上的植物一样，微小的浮游植物利用光合作用消耗二氧化碳并将其转化为有机物和氧气。这种生物转化被称为海洋初级生产力。

在今天自然地球科学的一项新研究中，MBARI 高级科学家 Ken Johnson 和前 MBARI 博士后研究员 Mariana Bif 展示了一组机器人浮标如何在全球范围内彻底改变我们对海洋初级生产力的理解。

这些漂浮物收集的数据将使科学家能够更准确地估计碳如何从大气流向海洋，并为全球碳循环提供新的线索。浮游植物生产力的变化会产生深远的影响，例如影响海洋储存碳的能力和改变海洋食物网。面对不断变化的气候，了解海洋在从大气中吸收碳并长期储存碳方面的作用势在必行。

“基于不完善的计算机模型，我们预测海洋浮游植物的初级生产将在温暖的海洋中减少，但我们没有办法进行全球尺度的测量来验证模型。现在我们做到了，”MBARI 高级科学家 Ken Johnson 说。

通过将二氧化碳转化为有机物，浮游植物不仅支持海洋食物网，而且是海洋生物碳泵的第一步。

浮游植物消耗大气中的二氧化碳并用它来建造它们的身体。海洋生物吃掉这些浮游植物，死亡，然后沉入深海海底。这种有机碳逐渐被细菌呼吸成二氧化碳。由于很多这种情况发生在很深的地方，因此碳会长时间远离大气。这个过程将碳隔离在深海水团和沉积物中，并且是模拟现在和未来地球气候的重要组成部分。

海洋初级生产力随着气候系统的变化而起起落落。“我们可能预计全球初级生产力会随着气候变暖而发生变化，”约翰逊解释说。“它可能在某些地方上升，在其他地方下降，但我们无法很好地掌握这些将如何平衡。”监测初级生产力对于了解我们不断变化的气候至关重要，但观察全球范围内的反应一直是一个重大问题。

直接测量海洋中的生产力需要收集和分析样本。资源和人力的限制使得在全球范围内进行直接观察，季节性到年度分辨率具有挑战性且成本高昂。相反，卫星遥感或计算机生成的环流模型提供了所需的空间和时间分辨率。“卫星可用于绘制初级生产力的全球地图，但这些值是基于模型而不是直接测量值，”约翰逊警告说。

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