生锈的冰雪融水

过去人们一直认为河流是海洋离子的主要来源,直到最近才发现,在偏远地区大气尘埃也是其主要来源之一.Bhatia及其合作者在Nature Geoscience上发表文章称冰山融水铁离子浓度在微摩尔范围,引起研究者对冰山底部融雪离子来源及其对海洋环境影响的讨论.

Bhatia及其合作者测量格陵兰冰原西部融雪径流中的铁浓度发现:冰河中溶解性铁浓度在融雪季开始时最高,可达 5～10μmol/L,比地表水和冰中铁浓度高一个数量级;微粒铁浓度也在融雪季开始时最高并高于冰川表面的铁浓度.他们推测原因可能是融雪季早期冰河中大部分融雪水来自冰川底部,下伏岩石中还原性含铁矿物的风化会消耗冰川底部冰雪融水中的氧,产生红色的铁氢氧化物,随着氧被消耗产生缺氧环境,在合适有机质存在的情况下,微生物分解铁氢氧化物进而产生溶解性铁.微生物活动产生的有机物也可能作为溶解性铁向海洋输送过程中的稳定剂.

融雪水流入海洋的路经是决定冰河中铁最终归宿的一个重要因素.Bhatia等研究的这类非直接流入海洋的冰河,除非被有机物稳定,在流向海洋的过程中溶解性铁会因凝聚、碰并等过程而失掉.假设 90%的铁在向海洋输送的过程中失掉,把Bhatia等所测数据推算到整个格陵兰岛,那么格陵兰冰原每年向北大西洋输送大约0.3Tg的生物可利用铁,这个数量和北大西洋风尘来源的铁的量相当.相反的,南极洲快速、高流量的冰流会把溶解和微粒态的铁统统带入开阔的海洋.

铁是海洋浮游生物的必需营养素之一.铁向极地海洋的输送关系到海洋生产率、光合作用中二氧化碳的消耗和气候模拟,因此其控制因素必定会成为研究的热点.Bhatia等表示格陵兰冰原的冰雪融水在流向海洋的过程中会带走冰下大量生物可利用的铁,这些铁的最终命运及对海洋生产率的影响都有待研究.

邓彦阁 译自《Nature Geoscience》, 2013-03-10