ASIM/European Space Agency
使用旋转重力仪和显微镜在海上进行的研究探险发现，地球海洋可能没有研究人员长期以来认为的那样能够吸收那么多的碳。
据悉，海洋通过从大气中吸收二氧化碳并将其封存，吸收了全球约26%的二氧化碳排放量。在这个系统中，二氧化碳进入海洋，浮游植物和其他生物消耗了大约70%的二氧化碳。当这些生物最终死亡时，它们柔软的小结构沉入海底，看起来像是水下降雪一般。
https://spectrum.ieee.org/direct-ocean-carbon-capture。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl5767。该研究的作者使用一台模拟海洋雪原生环境的定制重力机器观察到，这些颗粒会产生类似降落伞的粘液尾巴，从而阻止它们的下降，有时甚至会使它们停止。
物理阻力使碳滞留在上层水圈，而不是安全地封存在更深的水域。然后，生物体可以消耗海洋雪颗粒，并将其碳重新吸入海洋。最终，这阻碍了海洋从空气中吸收和封存额外二氧化碳的速度。
其影响是严峻的：科学家对地球海洋封存二氧化碳量的最佳估计可能还有很长的路要走。“如果不包括这些海洋雪尾，我们谈论的大约是数千亿吨的差异，”斯坦福大学的生物工程师、该文论的作者之一Manu Prakash说。这项工作是由斯坦福大学、新泽西州罗格斯大学和马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所的研究人员进行的。
海洋吸收的二氧化碳比预期的少
这些发现也对刚刚起步的海洋碳地球工程领域的初创公司产生了影响。这些公司使用海洋碱度增强等技术来增强海洋固碳的能力。他们的成功在一定程度上取决于使用数值模型向投资者和公众证明他们的技术是有效的。
“We’re talking roughly hundreds of gigatonnes of discrepancy if you don’t include these marine snow tails.”
—Manu Prakash, Stanford University
斯坦福大学的研究人员在缅因州海岸外的一次探险中有了这一发现。在那里，他们通过在80米深的船上悬挂陷阱来收集海洋样本。在提取样本后，研究人员使用他们的轮式机器和显微镜在船上快速分析了内容物。
该设备模拟了生物体长距离的垂直移动。样品被放入一个大约有老式电影胶卷大小的轮子里。轮子不断旋转，让悬浮的海洋雪颗粒下沉，同时相机捕捉到它们的每一个动作。
海洋降雪减缓减少碳封存
研究人员得出结论，尾部引入了阻力和浮力，使海洋雪在海洋上部100米的时间增加了一倍。“这是我们应该遵循的沉积规律，”Prakash说，他希望将结果纳入气候模型。
澳大利亚塔斯马尼亚大学的海洋生物化学家Lennart Bach没有参与这项研究，但他表示，这项研究可能有助于模型预测碳输出——将二氧化碳从大气输送到深海的过程。他说：“他们开发的方法非常令人兴奋，很高兴看到新的方法进入这个研究领域。”
但Bach警告说，不要将结果推断得太远。他提到，我认为这项研究不会改变我们现在所知道的碳出口数字，因为这些数字是从经验方法中得出的，这些方法在不知不觉中包括了粘液尾的影响。
https://www.nature.com/articles/s41592-020-0924-7。Prakash表示：“我们会制作5到10米高的显微镜，有一天，在收拾行李去马达加斯加旅行时，我突然灵光一闪。我当时想：我们为什么要把这些管子都装起来？如果这些管子的两端都连接起来呢？”
该小组将他们的线性管变成了一个封闭的圆形通道——一种观察微观粒子的仓鼠轮方法。在五次海上探险中，该团队进一步改进了显微镜的设计和流体力学，以适应海洋样本，通常在船上处理工程问题，以适应洪水和公海的各种情况。
除了海洋雪的沉积物理学，该团队还研究了可能影响气候和碳循环模型的其他浮游生物。Prakash说，在最近北加州海岸的一次探险中，该小组发现了一种含有二氧化硅压载物的细胞，这种压载物使海洋雪像岩石一样下沉。
https://spectrum.ieee.org/manu-prakash，其中包括一种受折纸启发的纸显微镜，或称“折叠镜”，可以连接到智能手机上，以及一种被称为“paperfuge”的纸绳生物医学离心机。
文章来源：IEEE电气电子工程师学会
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