2016年10月初，一场名为妮可的热带风暴在大西洋中部形成。它在空中游荡了6天，以每小时140英里的风速增强为一个强大的飓风，然后以3级风暴的形式袭击了百慕大岛。
像妮可这样的飓风会对陆地上的人类结构造成严重的破坏，并经常永久地改变陆地景观。但是这些强大的风暴也会影响海洋，虽然我们对它们的表面效应有一些了解，但我们对飓风如何影响深海知之甚少。
芝加哥大学附属海洋生物实验室和百慕大海洋科学研究所的研究人员进行的一项新研究为这些影响提供了新的见解。研究小组报告说，妮可对海洋的碳循环和深海生态系统产生了重大影响。
研究深海
科学家们对飓风如何影响海洋的表层有很好的理解，海洋表层是阳光照射的区域，在那里可以进行光合作用。飓风的强劲风力将较冷的海水从下方搅动起来，将氮和磷等营养物质带到海面，并刺激短命的藻类大量繁殖。但是下面的影响很难追踪。
自1978年以来，海洋通量计划(Oceanic Flux Program)一直在马尾藻海(Sargasso Sea)深处持续测量被称为“海洋雪”(marine snow)的下沉粒子。这是同类中最长的时间序列。在袭击百慕大之前，飓风尼科尔正好经过了百慕大东南约50英里处的OFP遗址。这给了科学家们一个研究飓风如何影响深海的独特机会。
为了研究深海，该项目将科学设备(包括沉淀物捕集器)置于一根系泊线上的不同深度，该系泊线上有一个2000磅重的锚，位于海平面以下2.8英里处。
这项新的研究提供了飓风影响海洋生物泵的第一个直接证据，生物泵是生物体将碳从海洋表面转移到海洋深层和海底的过程。
与飓风尼科尔有关的高速风产生了强烈的海洋表面冷却和强大的洋流和水下波浪，其中一些持续了两个多星期。这大大加快了生物泵的速度，洋流将营养物质推入表层，引发了藻类的大量繁殖。
然后，这个超级生物泵迅速将飓风引发的海藻爆发产生的有机物质输送到深海。这为深海里的海洋生物提供了大量的食物，因为那里没有光。
科学家们发现，在水下4900英尺和10500英尺深的沉淀物中，新鲜的有机物质大量增加。飓风妮科尔过境后OFP现场的藻类生长数据是过去25年10月观察到的最高数据之一。
MBL生态系统中心的生物地球化学家和海洋学家、这项研究的第一作者Rut Pedrosa Pamies解释说:“在这些强大的风暴之后，海洋表面和深海确实紧密相连。”“到达这些深度的物质对深海生态系统至关重要。”
长期的影响
自1980年以来，已有7次3级或3级以上的飓风在百慕大186英里范围内掠过。这些飓风总共影响了超过32,800平方英里的地表水——面积比缅因州还大。
目前的气候模型显示，随着人类活动导致的全球变暖持续，飓风强度可能会增加。这可能会扩大受飓风干扰的海洋面积，对海洋的生物地球化学循环和深海生态系统产生影响。
由于深海的极端条件，这个非凡的生物群落对科学家来说是出了名的难研究。此外，由于船载数据收集在极端天气条件下的困难，飓风的直接影响没有被很好地了解。OFP所使用的沉积物捕集器对于了解它们对深海的影响至关重要。
当OFP在1978年开始的时候，科学家们每两个月只能收集一杯下沉的粒子。Pedrosa Pamies说:“现在，我们有了每两周一次的样品分辨率和三个深度的沉积物收集器。”
随着研究深海的新设备和新技术的大量涌现，了解这最后的前沿领域终于指日可待了。
引用:R. Pedrosa Pamies, M.H. Conte, J.C. Weber和R. Johnson(2019)“飓风增强深海不稳定碳专家”。”“地球。卷。gl083719 DOI: 10.1029/2019
资助:国家科学基金会
-文章最初出现在海洋生物实验室网站。