可以在全球范围内使用铁播种地球的海洋解决气候变化吗？

从历史上看，海洋在从大气中汇集二氧化碳时，这件地球的大部分沉重的举重。作为浮游植物共同称呼的微观生物，其在整个阳光表面海洋中生长并通过光合作用吸收二氧化碳，是关键球员。

为了帮助源于化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放，一些科学家提出使用铁的海洋播种，这是一种可以刺激浮游植物生长的基本成分。这种“铁施肥”将培养浮游植物的巨大新领域，特别是在通常遭受海洋生物的地区。

新的麻省理工学院的研究表明，至少在全球范围内，铁施肥可能对浮游植物的生长产生重大影响。

研究人员研究了浮游植物，铁和海洋中其他营养素之间的相互作用，帮助浮游植物生长。他们的模拟表明，在全球范围内，海洋生命通过这些相互作用调整了海洋化学，不断发展的海洋铁，支持世界各地的营养成分的微妙平衡。

“根据我们的框架，铁施肥不能对海洋中的碳的量产生重大的整体影响，因为微生物需求已经正确的铁总量，”麻省理工学院部门的研究科学家地球，大气和行星科学。

本文的共同作者是Rogier Braakman，盖尔忘了，斯蒂芬·dutkiewicz，米克在麻省理工学院跟随。

浮游植物依赖于生长的熨斗主要来自粉尘扫过大陆，最终居住在海水中。虽然可以以这种方式沉积大量的铁，但大部分铁迅速下沉，未使用，到海底。

“基本问题是，海洋微生物需要熨斗成长，但铁不挂。劳德代尔说，它在海洋中的浓度是如此微小的资源，“劳德代尔说。

因此，科学家们已经用铁施剂作为一种引入系统的一种方式。但是，如果浮游植物的熨平植物有更多程度的束缚，如果它束缚有某些有机化合物，可以在表面海洋中保留铁，本身由浮游植物生产。这些化合物，称为配体，构成劳德代尔作为“成分汤”，其通常来自有机废物，死细胞或散发体 - 微生物已经进化以与铁特别结合的分子。

对生态系统规模的这些铁捕获配体知之甚少并不多，并且团队想知道分子在调节海洋促进浮游植物的生长和最终吸收二氧化碳的能力的作用。

“人们已经了解了配体如何粘贴铁，但不是在全球范围内这种系统的紧急性质，以及整个生物圈的方式是什么，”Braakman说。“这就是我们在这里尝试的模型。”

研究人员阐述了诸如氮气和磷酸盐等铁，配体和磷酸盐之间的相互作用，以及这些相互作用如何影响浮游植物的全球人群，并同时地储存二氧化碳的能力。

该团队开发了一个简单的三盒式模型，每个盒子代表一般海洋环境，具有特定的铁与Macronuriver。第一个盒子代表南洋等远程水域，这通常具有从深海升空的Macronuriver的体面浓度。它们还具有低铁含量，鉴于距离任何大陆粉尘源的距离很远。

第二个盒子代表北大西洋和其他水域，这与尘埃大陆的近距离靠近铁，铁营养素低。第三盒是深海的竖立，这是一种丰富的Macronrients来源，例如磷酸盐和硝酸盐。

研究人员模拟了三个盒子之间的一般循环模式，以表示连接所有世界海洋的全球电流：流通始于北大西洋，并将痛苦进入深海，然后在南部海洋进入南海，回到大西洋回归。

该团队在每个盒子中设定了铁和Macronourients的相对浓度，然后跑了模型，看看每箱超过10,000年的植物生长的增长。它们耗尽了10,000个模拟，每个模拟具有不同的配体性能。

在他们的模拟中，研究人员确定了配体和铁之间的重要正反馈环。具有较高浓度配体的海洋也具有较高的植物浓度用于浮游植物以生长并产生更多的配体。当微生物有足够多于足够的铁来宴会时，它们尽可能多地消耗它们所需的其他营养素，例如氮和磷酸盐，直至这些营养物完全耗尽。

对于具有低配体浓度的海洋是正确的：这些具有较少的铁可用于浮游植物的生长，因此通常具有很少的生物活性，导致Macronurient消费量较少。

研究人员在他们的模拟中也观察到狭窄的配体浓度，导致甜蜜的斑点，其中只有适量的配体，使得足够的铁可用于浮游植物的生长，同时还留下了剩余的适量剩余的MACRONRIELS在所有三个海洋箱中维持全新的增长循环。

当他们将其模拟与在现实世界中的营养素，铁和配体浓度的测量进行比较时，他们发现它们的模拟甜点范围是最接近的匹配。也就是说，世界的海洋似乎只有适当的配体，因此熨斗，可用于最大限度地提高浮游植物的生长和最佳地消耗Macronrients，以自我加强和自我可持续的资源平衡。

如果科学家们要广泛施肥南海或任何其他铁耗尽水域，努力会暂时刺激浮游植物，以增长并占据该地区的所有常规营养素。但最终没有留下北大西洋等地区的任何Macronuries，这取决于这些常规营养素，以及浮游植物的铁矿床。网络结果将是北大西洋浮游植物的最终减少，全球二氧化碳的二氧化碳缺乏显着增加。

劳德代尔指出，也可能还有其他意外的效果，用铁施肥南海。

“我们必须考虑整个海洋作为这种相互连接的制度，”劳德代尔说，如果北大西洋的浮游植物要骤降，那么所有的海洋生物都会依赖于显微生物的食物链。

劳德代尔说，“南海北海北部的75％的生产南海生产的东西被南海的营养成分促进，北海海洋是大多数渔业的地方，其中许多生态系统的福利发生在那里，”劳德代尔说。“在我们倾倒大量的铁并在南洋中吸取营养成分之前，我们应该考虑下游的意外后果可能使环境情况变得更糟。”

该研究部分受到国家科学基金会，戈登和贝蒂摩尔基金会和西蒙斯基金会的支持。