墨西哥湾北部的卫星图像, “死亡地带”可以达到新泽西州那么大. 图片来源:NASA
缺氧的海洋“死亡区”,鱼和动物无法生存, 几十年来，由于人类的农业和工业活动，在开阔的海洋和沿海水域不断扩大吗. 试图预测未来死亡地带的规模和位置, 科学家们从过去寻找历史线索.
今天最大的公海死亡地带, 位于东太平洋, 八百万年前由于海洋中营养成分的增加而出现, 一个国际科学家小组在 美国国家科学院院刊.
虽然今天营养丰富的来源可能不同, 造成科学家所谓的“缺氧区”的机制保持不变, 电子游戏软件地球与环境科学助理教授Xingchen“Tony”Wang说, 该报告的主要作者. 更好地了解过去的海洋死亡区，可能有助于未来的海洋保护工作.
王星晨“托尼”(李·佩莱格里尼)
“为了更好地保护海洋生态系统和管理渔业, 预测海洋“死亡区”未来将如何演变是至关重要的,王说.
沿海海洋死区主要是由人类在陆地上使用的过量营养物质流动造成的, 例如施肥. 在墨西哥湾北部, 每年由密西西比河输送的人为营养物造成了一个和新泽西州一样大的死区.
这些区域也自然地出现在开阔的海洋中, 在东太平洋发现的最大的. “目前还不清楚随着地球变暖，这些死亡区将如何变化. So, 我们电子游戏正规平台了东太平洋死亡区的历史，以便更好地预测它的未来行为,王说.
来自美国各大学的电子游戏正规平台人员.S., 加拿大, 台湾, 德国, 在人类活动开始影响海洋之前，澳大利亚就开始确定开放海洋死亡区的演变, 王说. 此外，这些死区是否一直存在? 如果有，为什么??
电子游戏正规平台小组在今天最大的海洋死亡区附近检查了海洋沉积物的化学成分, 位于东太平洋. 该团队获得了1200万年前的沉积物样本——海洋活动的“历史书”，并分析了微化石中含有的氮, 被称为有孔虫.
“海洋沉积物中的有孔虫化石主要由碳酸钙构成，几十年来它们一直被用来电子游戏正规平台过去的气候变化,孔天舒说, 她是王的实验室里电子游戏正规平台有孔虫的博士生. “在海洋沉积物中发现的大多数有孔虫实际上来自地表水, 所以它们可以告诉我们上层海洋发生了什么.”
电子游戏正规平台小组在死亡区寻找反硝化的迹象, 当氧气含量很低时，微生物会转而使用硝酸盐来为它们的生物活动提供动力. 氮有两种稳定的同位素, 氮14和氮15, 在反硝化过程中，微生物更倾向于消耗较轻的氮-14同位素.
当缺氧区扩大时, 反硝化区也扩大了, 提高剩余硝酸盐中氮-15和氮-14的比例, 然后通过海洋生态系统中氮的循环记录在有孔虫等海洋生物中, 根据报告.
“通过分析海洋沉积物中有孔虫的氮-15和氮-14的比例, 我们可以重建缺氧区范围的历史,王说, 他在这个项目上的工作部分由西蒙斯基金会资助.
除了, 电子游戏正规平台人员分析了同一沉积物的磷和铁含量, 揭示了太平洋深处古代的营养成分, 根据报告.
“Deep-ocean nutrient content is hard to reconstruct and our record is the first of its kind over the past 12 million years; its trends have important implications for the global carbon cycle and climate change,伍德沃德说. 他是这项电子游戏正规平台的合著者之一，也是加州理工学院的教授.
今天最大的“死亡区”位于东太平洋. 符号和颜色表示缺氧水的位置和厚度, 颜色越深表示“死区”越厚.图片来源:孔天舒.
沉积记录表明，在过去的800万年里，最大的开放海洋死亡区逐渐扩大, 王说, 他和马克斯·普朗克化学电子游戏正规平台所的同事一起参与了这个项目, 普林斯顿大学, 国立台湾大学, 多伦多大学, 德克萨斯州的一个&M大学、西澳大利亚大学和加州理工学院.
“此外，这些死亡区的扩大主要是由营养物质富集引起的，”他说. “这种机制类似于今天沿海水域死区的形成, 除了人类对目前的营养富集负有责任.”
这些发现可能有助于更好地预测开放海洋死亡区的未来行为, 根据报告. 例如，人类活动一直在向海洋中添加越来越多的氮. 它们可以支持改进气候和海洋模型的需求，以更好地衡量人为氮对开放海洋脱氧过程的影响.
数据显示，在800万年前，海洋中的营养成分含量要低得多，这让电子游戏正规平台人员感到震惊.
“自800万年前以来，营养物质的增加很可能是由于陆地风化和侵蚀的加剧，这将增加向海洋输送磷的量,费希尔说。.
“除了, 陆地生态系统在800万到600万年前经历了一次重大转变,王说. “许多森林被密度较低的草地所取代，这被称为C4生态系统的扩张. 有更多的草地, 在此期间，土壤侵蚀可能增加了, 它会引发更多的有机营养物质向海洋转移.”
王说，这项电子游戏正规平台的下一步可能是确定人类活动流入海洋的氮是如何影响海洋的营养循环的.
“关键问题在于我们的沿海地区, 哪里是进入海洋最多的人为氮,王说. “如果大部分人为氮在沿海地区被清除——主要是通过沉积物中的反硝化作用——那么这可能会减轻对整个海洋的影响. 我们在不列颠哥伦比亚省的电子游戏正规平台小组目前正在墨西哥湾北部做一些工作，以更好地了解海洋中人为氮的命运.”
Ed Hayward |大学传播| 2023年1月