杜克大学科学家领导的一项新研究表明，沿海水域的固氮量高得惊人，它在吸收这些水域的二氧化碳(CO2)方面可能发挥了比预期更大的作用。
了解固氮的位置和时间将有助于科学家更好地量化沿海水域吸收和储存二氧化碳的能力，并有助于未来的气候预测。
“过去的模型显示，大多数固氮作用发生在公海。我们发现正好相反：沿海地区的速度其实更高。它们一直被忽视到现在，”杜克大学尼古拉斯学院生物地球化学教授尼古拉斯卡萨尔说。环境，这项研究的资深作者是谁？
研究表明，这些被忽视的活动大多是由生活在沿海水域的被称为蓝藻固氮菌的微生物驱动的。
微生物吸收氮(N2)并将其转化为氨(NH3)，氨是氮的一种。浮游植物是海洋食物网的基础，可以作为食物。这反过来又通过吸收浮游植物和二氧化碳来促进光合作用。
“这意味着我们必须重新审视海洋N2的固定全球分布，重新评估其在沿海碳循环中的作用，”魏一唐博士说。作为杜克大学尼古拉斯学院地球和海洋科学专业的学生，他的研究是他博士论文的一部分。
2月19日，卡萨尔和唐在《自然通讯》上发表了一项同行评议研究。
他们的研究成果基于2015年和2016年两次为期10天的研究巡航期间从北大西洋西部6000公里处采集的数千份海水样本。
卡萨尔解释说，在海上这么短的时间内收集前所未有的大量数据是可能的，因为他的实验室团队开发了一种仪器，使他们能够对N2固定进行近乎连续的实时分析。他们使用了一种叫做FARACAS或腔衰荡激光吸收光谱的方法，通过流通培养来测量乙炔的还原。
以前，科学家量化海洋中氮固定的唯一方法是在研究船停靠的地方偶尔收集样本，可能一天两次。卡萨尔说，这就像只看一本书的两章，而不是全部。它在叙述中留下了空白。
“我们的新仪器允许我们在船只移动时在广阔的海洋中收集几乎连续的样本，这使得它成为协助研究人员的更好工具。这就像一个生物地球化学罗盘，”他说。“尽管在这个分辨率下，每个数据点并不完全独立，但我们可以在巡航中收集比现有文献中更多的数据。”
唐代后期对现有文献进行的元分析表明，固氮在世界其他沿海地区也可能具有重要意义，而不仅仅是在北大西洋西部。
“固氮是控制地球和海洋生命最重要的过程之一。开发这种测量固氮的新技术改变了我们对固氮发生的时间和地点的理解，”国家科学计划主任海蒂埃德蒙兹说。国家自然科学基金海洋科学部(基金会)通过职业支持资助卡萨尔的研究(#1350710)。
这项研究的额外支持来自唐氏基金会海洋工程和仪器奖学金。
杜克大学尼古拉斯学院地球与海洋科学博士生西弗王(Seaver Wang)是这篇论文的合著者。
其他合著者来自达尔豪西大学；维也纳大学；北卡罗来纳大学教堂山分校；欧洲大学研究院环境实验室；科学实验室；海洋研究所和坎比奥全球研究所。
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