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编辑摘要 下沉的海洋颗粒有机物通常被称为 "海雪"，它将大量碳从新表层海洋转移到深海，是地球碳循环的主要组成部分之一。 由于这些微粒在生物和物理方面的复杂性，以及其运动所涉及的长度和时间尺度的广泛性，要详细确定其动态变化极为困难。 Chajwa 等人利用显微成像技术表明，这些微粒普遍表现出一种类似尾流的形态，这种形态极大地影响了它们的运动以及它们在深海中的固碳量。
在气候变化的背景下，海洋扮演着至关重要的角色。海洋不仅是我们地球上最大的生态系统，也是碳封存的重要场所。每年有数十亿吨的二氧化碳被海洋吸收，而其中一部分通过“海洋雪”的方式沉降到深海，这个过程被称为“生物泵”。海洋雪不是传统意义上的雪花，而是由浮游植物、浮游动物、细菌、病毒以及其他有机碎屑组成的聚集体。这些微小的有机物质会在海洋表层进行光合作用，随后通过重力作用慢慢下沉，最终将碳带入深海。了解海洋雪的沉降过程对于准确预测全球碳循环至关重要。尤其是在应对气候变化时，海洋作为碳汇的能力直接影响到我们大气中二氧化碳浓度的变化。近日，斯坦福大学Manu Prakash团队（https://web.stanford.edu/group/prakash-lab/cgi-bin/labsite/）发表在Science上研究：Hidden comet tails of marine snow impede ocean-based carbon sequestration帮助我们能够更好地量化海洋雪在全球碳循环中的作用，并为未来的气候模型提供更加准确的数据。
该研究揭示了海洋雪中一个鲜为人知的现象——一种看不见的“彗星尾”。科学家们通过在大西洋进行的海洋考察，利用最新的垂直跟踪显微技术，观察到这些海洋雪颗粒周围存在一层透明的黏性物质，这就是所谓的透明胞外聚合物（TEP）。这些黏性物质如同“尾巴”一样，拖在下沉的颗粒后面，显著减缓了颗粒的沉降速度。这一发现具有重要意义，因为传统的研究通常只考虑海洋雪的可见部分，忽视了这些透明的黏性物质的影响。研究表明，这些“彗星尾”会增加海洋雪在上层海洋的滞留时间，从而减缓其沉降速度。这意味着我们可能高估了海洋雪的碳封存能力，因为它们在沉降到深海之前，更多的有机物质可能被微生物分解并重新释放到大气中。
该项研究中使用的最新显微成像技术让我们能够更加精准地追踪海洋雪的沉降过程。这种方法不仅揭示了海洋雪的微观结构，还帮助我们理解这些聚合物如何影响海洋碳循环。研究团队开发了一种新的理论模型，能够更好地预测海洋雪的沉降速度和碳封存效率。
Hidden comet tails of marine snow
Marine snow sedimentation in a field setting
Hydrodynamic signature of marine snow
参考文献
Rahul Chajwa et al. ,Hidden comet tails of marine snow impede ocean-based carbon sequestration. Science386, eadl5767(2024). DOI: 10.1126/ science.adl5767
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