中國第15次北冰洋科學考察期間,科考團隊在楚科奇海陸坡區發現一處極為罕見的深層葉綠素極高值現象。這一發現為研究北極海洋生態系統提供了關鍵線索,尤其是對理解“海雪”形成機制及評估北極碳循環過程具有重要意義。
據考察隊生物組組長、自然資源部第二海洋研究所副研究員郝鏘介紹,科考人員在執行CTD(溫鹽深剖面儀)采樣任務時,觀察到熒光探頭記錄的葉綠素濃度在下降過程中急劇上升,峰值達到200毫克/立方米,創下我國北極科考歷史最高紀錄。該數值是表層葉綠素濃度的百余倍,且在數小時內降幅超過50%,顯示出極強的不穩定性。
針對這一異常現象,科考隊立即啟動加密采樣程序。實驗室分析顯示,該葉綠素峰值出現在水體躍層邊緣,主要由粒徑大于20微米的大型鏈狀和針刺形硅藻構成,占比超過九成。這種浮游植物群落結構與中低緯度海洋常見的次表層葉綠素高值區存在顯著差異。
研究團隊初步判斷,該現象可能是“海雪”形成過程的前兆。其成因可能與海冰融化期浮游植物爆發性增殖有關——在特定湍流和化學條件下,藻類通過聚合效應在特定水層形成超高濃度聚集,最終因結構不穩定而崩解下沉。這種動態過程在北極海域尤為特殊,其位置和強度均表現出高度不穩定性。
“海雪”作為海洋中的重要物質輸運載體,由硅藻殘骸、浮游動物排泄物、細菌及無機礦物等組成,直徑通常在0.5至10毫米之間。在極地低溫環境下,細菌分解作用受到抑制,使得海雪的規模更大、存續時間更長,沉降速度可達每日10至200米。這種特性使其成為北極碳循環的關鍵環節。
郝鏘指出,該葉綠素極高值現象直接關聯著“生物碳泵”效應——浮游植物通過光合作用固定的二氧化碳,以有機碳形式快速向深海輸運。同時,大規模有機碳沉降會形成“食物脈沖”,為深海和底棲生態系統提供突發性營養供給。這種雙重效應對理解北極碳收支平衡和海洋食物網能量傳遞具有重要科學價值。











