撒哈拉沙漠的尘埃滋养着大西洋沿岸的生命

漫长的旅程使其更有用。
A panoramic sand dune of sahara desert at Mhamid el Ghizlane in Morocco wide shot.
撒哈拉沙漠的尘埃羽流如此之大,以至于可以通过卫星成像看到。来源:Deposit Photos

根据国际研究团队的最新证据,发源于撒哈拉沙漠的、大规模迁移的尘埃云对滋养大西洋的生命至关重要,甚至远至亚马逊盆地。然而,这种生物多样性的来源在穿越数千英里的大气层后,变得尤为有用。

动植物需要铁才能茁壮成长,而在大西洋的大部分地区,这种微量营养素通常来自世界上最干旱的地方之一——撒哈拉沙漠。但是,铁有许多变种,其生物活性水平各不相同——水平越高,浮游生物等生物越容易利用它进行光合作用和呼吸作用。根据9月19日发表在《海洋科学前沿》杂志上的一项研究,从撒哈拉沙漠向美国东海岸移动的尘埃羽流为大西洋提供了大量的铁,但正是这段旅程本身使这种微量营养素适合最远的生物和植物。

[相关:撒哈拉沙漠神秘的“星形沙丘”正在移动。]

“我们测量的是易于溶解在海洋中并可被海洋生物用于代谢途径的铁,而不是像以往研究那样关注总铁含量,”该研究的合著者、佛罗里达州立大学副教授杰里米·欧文斯(Jeremy Owens)在一份声明中说。“沉积物中只有一小部分铁是生物可利用的,但这个比例在铁远离其原始来源的运输过程中可能会发生变化。我们的目标是探索这些关系。”

为了进行调查,研究人员从国际海洋发现计划(IODP)获得的大西洋海底钻孔样本中测量了总铁含量。然后,他们将这些样本与样本到撒哈拉-萨赫勒尘埃走廊的距离进行了比较。该地区位于毛里塔尼亚和乍得之间,以风的模式而闻名,这些模式能将空气中的颗粒物运输数千英里,数量之大以至于可以被卫星图像检测到。

研究小组从毛里塔尼亚西北部125英里处和310英里处,以及距离佛罗里达州东海岸约310英里处采集了岩芯。具体来说,他们关注的是样本中200-640英尺深处的铁和矿物质含量,这对应于过去12万年。分析的大部分铁存在于不同的矿物化合物中,如针铁矿、磁铁矿、黄铁矿、赤铁矿和碳酸铁——所有这些都被认为是由海底的生物活性铁形成的。

研究人员发现,靠近美洲的样本中生物活性铁的含量低于靠近非洲的样本。这表明撒哈拉沙漠的尘埃中含有更多的生物活性尘埃,这些尘埃在到达海底之前就被水生生物消耗掉了。但同时,继续进行大气迁移路线的剩余尘埃则经历了长期的各种光化学过程,通过产酸增加了其溶解度。

“我们的研究结果表明,在长距离大气传输过程中,原始非生物活性尘埃结合的铁的矿物性质会发生变化,使其更具生物活性,”该研究的合著者、加州大学河滨分校教授蒂莫西·里昂斯(Timothy Lyons)在一份声明中说。“然后,这些铁在到达海底之前就会被浮游生物吸收。”

“距离越远,铁的生物活性就越强,”另一位合著者、佛罗里达州立大学副教授杰里米·欧文斯补充道。

根据他们的研究结果,研究小组得出结论,包括亚马逊盆地和巴哈马群岛在内的地区的尘埃,在从北非抵达后,其部分维持生命的铁含量可能归功于其巨大的距离和大气影响。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
© .