生銹的冰雪融水

過去人們一直認為河流是海洋離子的主要來源,直到最近才發現,在偏遠地區大氣塵埃也是其主要來源之一.Bhatia及其合作者在Nature Geoscience上發表文章稱冰山融水鐵離子濃度在微摩爾范圍,引起研究者對冰山底部融雪離子來源及其對海洋環境影響的討論.

Bhatia及其合作者測量格陵蘭冰原西部融雪徑流中的鐵濃度發現:冰河中溶解性鐵濃度在融雪季開始時最高,可達 5～10μmol/L,比地表水和冰中鐵濃度高一個數量級;微粒鐵濃度也在融雪季開始時最高并高于冰川表面的鐵濃度.他們推測原因可能是融雪季早期冰河中大部分融雪水來自冰川底部,下伏巖石中還原性含鐵礦物的風化會消耗冰川底部冰雪融水中的氧,產生紅色的鐵氫氧化物,隨著氧被消耗產生缺氧環境,在合適有機質存在的情況下,微生物分解鐵氫氧化物進而產生溶解性鐵.微生物活動產生的有機物也可能作為溶解性鐵向海洋輸送過程中的穩定劑.

融雪水流入海洋的路經是決定冰河中鐵最終歸宿的一個重要因素.Bhatia等研究的這類非直接流入海洋的冰河,除非被有機物穩定,在流向海洋的過程中溶解性鐵會因凝聚、碰并等過程而失掉.假設 90%的鐵在向海洋輸送的過程中失掉,把Bhatia等所測數據推算到整個格陵蘭島,那么格陵蘭冰原每年向北大西洋輸送大約0.3Tg的生物可利用鐵,這個數量和北大西洋風塵來源的鐵的量相當.相反的,南極洲快速、高流量的冰流會把溶解和微粒態的鐵統統帶入開闊的海洋.

鐵是海洋浮游生物的必需營養素之一.鐵向極地海洋的輸送關系到海洋生產率、光合作用中二氧化碳的消耗和氣候模擬,因此其控制因素必定會成為研究的熱點.Bhatia等表示格陵蘭冰原的冰雪融水在流向海洋的過程中會帶走冰下大量生物可利用的鐵,這些鐵的最終命運及對海洋生產率的影響都有待研究.

鄧彥閣 譯自《Nature Geoscience》, 2013-03-10