深海觀測站的長期數(shù)據(jù)顯示，颶風(fēng)將珊瑚礁沉積物和污染物輸送到深海，影響碳封存和海洋化學(xué)。颶風(fēng)對陸地、船舶和海上石油平臺的影響眾所周知。然而，人們對其對海洋（尤其是海洋下層）的影響仍知之甚少，調(diào)查起來也頗具挑戰(zhàn)性。
颶風(fēng)伊戈?duì)枺?010 年）掠過百慕大和 MBL 的海洋通量計(jì)劃研究站。圖片來源：NASA MODIS
一個獨(dú)特的水下觀測站正在幫助彌補(bǔ)這一差距。這個水下平臺錨定在距百慕大東南約 47 英里的馬尾藻海海底，收集不同深度的沉降顆粒，如沉積物、微型浮游生物殼、有機(jī)物和污染物。它每兩周取樣一次，為近 50 年的深海變化記錄做出了貢獻(xiàn)。
現(xiàn)在，海洋生物實(shí)驗(yàn)室（MBL）海洋通量計(jì)劃（OFP）的研究人員利用這一長期數(shù)據(jù)集首次揭示了颶風(fēng)對深海環(huán)境的重大影響。
由 MBL 助理研究員Rut Pedrosa-Pamies領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)研究了颶風(fēng) Fabian（2003 年）和颶風(fēng) Igor（2010 年）從百慕大碳酸鹽臺地（海洋生物的淺水礁避難所）攜帶并沉積到深海的沉積物。他們發(fā)現(xiàn)了持續(xù)數(shù)周的顯著影響。他們最近在《地球物理研究雜志 - 海洋》上發(fā)表了他們的數(shù)據(jù)。
2010 年颶風(fēng)伊戈?duì)栠^境后，海洋通量計(jì)劃在 500 米深處收集了颶風(fēng)引起的沉積物羽流中的顆粒。這張圖片顯示了礁石碳酸鹽碎屑的主導(dǎo)地位。圖片來源：JC Weber
事實(shí)證明，颶風(fēng)法比安在短短兩周內(nèi)就將大量沉積物帶到深海，而這些沉積物通常需要一年的時(shí)間才能積累起來。這些沉積物是珊瑚礁平臺上蓬勃發(fā)展的生態(tài)系統(tǒng)中形成的富含碳酸鹽的物質(zhì)，對海洋環(huán)境有重大影響。如果它們被埋在深層沉積物中，它們可以封存碳數(shù)千年甚至更長時(shí)間。它們還可以提供緩沖作用，幫助抵消海洋酸化，這是大氣中二氧化碳濃度上升的結(jié)果。
“這是首次有研究近乎實(shí)時(shí)地展示了颶風(fēng)引發(fā)的物質(zhì)從淺層碳酸鹽平臺向深海的輸送，”佩德羅薩-帕米斯說?！岸也粌H僅是碳酸鹽；[颶風(fēng)]還會輸送許多其他物質(zhì)，如磷、巖石礦物，以及鉛等污染物?！?/p>
“我對極端天氣事件很感興趣，”佩德羅薩-帕米斯說?！爱?dāng)颶風(fēng)經(jīng)過時(shí)，會涌出一股寒冷、營養(yǎng)豐富的海水”，滋養(yǎng)海洋上層的細(xì)菌和浮游生物，刺激它們的生產(chǎn)力。但颶風(fēng)如何影響環(huán)繞淺水礁的深海水柱尚未得到充分研究。
研究小組還發(fā)現(xiàn)，“并非所有颶風(fēng)都會引發(fā)相同的反應(yīng)，”她說，“這在很大程度上取決于該地區(qū)的海洋深度、上層海洋條件、颶風(fēng)特征等?！迸c法比安不同，颶風(fēng)伊戈?duì)栔匦聭腋〉奶妓猁}平臺顆粒懸浮了數(shù)周之久。
“這是一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗C明了極端天氣事件中懸浮的顆?？梢栽谏鷳B(tài)系統(tǒng)和水體中存留很長時(shí)間，”佩德羅薩-帕米斯說?！拔蚁嘈胚@對不同水深的微生物群落、沉降速率和顆粒聚集方式都有影響?！?/p>
科學(xué)家們在百慕大附近的海洋通量計(jì)劃研究地點(diǎn)部署沉積物捕集器。 LR：魯特·佩德羅薩·帕米斯、杰斯·英尼斯、JC·韋伯。參見：Pedrosa-Pamies 等人，J. Geophys。研究。-海洋，2025 年。圖片來源：
淺水礁遍布世界各地，隨著時(shí)間的推移，它們形成了廣闊的碳酸鹽平臺。佩德羅薩-帕米斯說，這些平臺在海洋沉積過程和碳循環(huán)中發(fā)揮著重要作用。它們占所有淺水碳酸鹽產(chǎn)量的約一半，占深海碳酸鹽產(chǎn)量的四分之一以上。
雖然颶風(fēng)法比安和伊戈?duì)枌θ虻挠绊懞苄?，但這項(xiàng)研究獲得的有關(guān)大風(fēng)暴期間沉積物輸送基本機(jī)制的知識應(yīng)該適用于全球廣泛的碳酸鹽平臺。它指出了風(fēng)暴在碳封存和緩沖海洋酸化方面可以發(fā)揮的重要作用。
OFP 自 1978 年以來一直在持續(xù)運(yùn)行，是“同類中時(shí)間最長的序列”，佩德羅薩-帕米斯說。“如果沒有這個時(shí)間序列，研究偶發(fā)事件（如本例中的颶風(fēng)）是不可能的。當(dāng)暴風(fēng)雨來臨時(shí)，你不可能坐在那里收集顆粒物，而此時(shí)風(fēng)和海浪很大?！?/p>
她解釋說，采樣地點(diǎn)靠近百慕大很重要，因?yàn)椤鞍倌酱笫鞘澜缟献畋倍说膩啛釒汉鹘负吞妓猁}平臺，經(jīng)常受到颶風(fēng)的影響?！?/p>
OFP 最近發(fā)表了對其在百慕大附近停泊平臺 44 年（1978-2022 年）沉降顆粒的分析結(jié)果。該結(jié)果發(fā)表在《海洋學(xué)進(jìn)展》上。
每六個月將 OFP 的深水系泊纜繩拉上船并取回樣本進(jìn)行分析，這是一個具有挑戰(zhàn)性的、需要一整天的時(shí)間的操作。
“我無法充分強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作在這樣的時(shí)間序列中的重要性。如果沒有全體工作人員的幫助，這是不可能的，”佩德羅薩-帕米斯說。“他們都很棒，我們已經(jīng)和他們合作了很長時(shí)間。”
編譯自/ScitechDaily
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