海洋——地球上最大的碳汇——究竟是如何捕获和储存碳的?这个问题的答案将变得越来越重要，因为地球正在变暖，我们正试图赶在失控的气候情景之前。
这是加州大学圣巴巴拉分校海洋学家戴夫·西格尔得出的结论。“整个数字大约是每年10千兆字节的碳，”他在谈到从海洋表面向深海输送的碳量时说，“这大约相当于我们每年在化石燃料排放中排放的碳量。”
然而，这个估计是非常粗略的，西格尔和他的同事正在努力完善这个估计。
西格尔说:“一旦你开始担心这些东西可能会随着气候变化而发生怎样的变化，我们的精确度就必须提高。”“我们不能有20%到25%的不确定性，因为我们不会取得任何进展。”
达到这种精确度是西格尔和合作者共同撰写的一篇综述的核心，该综述现已发表在《自然》(Nature)杂志上。这篇综述讨论了相对不为人知但同样重要的海洋固碳机制。它们被称为“粒子喷射泵(PIPs)”——一种多维度的方法来解释深海中的碳运动。
西格尔说:“我们必须最终量化三维循环过程，以及那些向深海注入有机碳的讨厌的垂直迁徙动物。”
也许最著名的海洋固碳机制是生物引力泵(BGP)，顾名思义，它是将生物碎片垂直沉入水柱，进入海洋内部。浮游动物的粪便、浮游植物的碎片、死去的微生物以及诸如此类的东西聚集成一团，在几天到几周的时间里变得又大又重，足以沉下去，成为深水和海底生物的食物。
另一方面,众所周知,更加活跃的碳运输从表面到深水昼夜垂直迁移的形式,或数字式电压表,经常晚上上升由浮游动物动物在海洋表面从100米内被认为是地球上最大的迁移。
“它们晚上会浮到水面上来吃东西，白天会下沉以免被吃掉。它们在那里呼吸二氧化碳，排泄有机碳，”西格尔解释说。
然而，还有其他因素和过程需要考虑，包括三维水流和垂直迁移的食肉动物，它们的生态仍然是一个谜。它们统称为粒子注入泵。
西格尔说:“有迁徙的鱼类和其他食肉动物，它们在每日和季节的时间尺度上都垂直迁徙。”再加上这些动物的中远洋迁移泵，还有无数的机制推动粒子和溶解的碳向两侧和下方运动(俯冲泵)，以及上层海洋的季节深度变化(混合层泵)，这些机制每小时或每隔一年发生一次。这些粒子注入泵结构复杂，但“可能吸收的碳和重力泵一样多”。根据这份综述，海洋科学家们多年来已经知道驱动pip的过程，但他们无法用几十年来用来量化生物重力泵的工具来采样。
越来越多的知识将是至关重要的,生成的模型可以更准确地预测海洋将如何应对气候变化,根据西格尔,他也是一个国际多学科领域的首席科学家研究称出口流程的海洋遥感(出口)由美国航天局和美国国家科学基金会。
他说:“我们需要充分了解各个机制，以便我们能够找出如何在计算机模型中参数化它们，以预测未来的碳循环状态。”“要弄清这一切还有很长的路要走。”
本研究还由塔斯马尼亚大学的Philip W. Boyd(第一作者)、索邦大学的Herve Claustre和Marina Levy以及罗切斯特大学的Thomas Weber进行了研究
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