撒哈拉沙尘维持着整个大西洋的生命

一个国际研究小组的最新证据表明，源自撒哈拉沙漠的大量迁移尘埃云对大西洋乃至亚马逊盆地的生物的生存至关重要。然而，这种生物多样性来源在大气中传播数千英里后变得尤为有用。

动物和植物需要铁才能茁壮成长，而在大西洋的大部分地区，这种微量营养素通常源自世界上最干旱的地方之一——撒哈拉沙漠。但铁有许多变体，生物反应性水平也不同——水平越高，浮游植物等生物就越容易利用它进行光合作用和呼吸。根据 9 月 19 日发表在《海洋科学前沿》上的一项研究，从撒哈拉沙漠向美国东海岸飘来的尘埃羽流为大西洋彼岸提供了大量的铁，但正是旅程本身使得这种微量营养素适合最遥远的生物和植物。

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“与以往的研究不同，我们关注的是总铁含量，而是测量了那些容易溶解在海洋中、可以被海洋生物代谢的铁，”研究合著者、佛罗里达州立大学副教授杰里米·欧文斯在一份声明中说道。“沉积物中只有一小部分铁可以被生物利用，但在铁从其原始来源运输过程中，这一部分可能会发生变化。我们旨在探索这些关系。”

为了进行调查，研究人员从国际海洋探索计划 (IODP) 获得的大西洋海底钻芯样本中取出样本，并测量了其中的总铁含量。然后，他们将这些样本与每个样本距离撒哈拉-萨赫勒沙尘走廊的距离进行了比较。该地区位于毛里塔尼亚和乍得之间，以风向而闻名，风向可将空气中的颗粒物吹到数千英里之外，而且数量如此之大，以至于可以通过卫星图像检测到。

研究小组收集了毛里塔尼亚西北 125 英里和 310 英里处以及佛罗里达东海岸约 310 英里处的岩心。具体来说，他们重点研究了每个样本 200-640 英尺深处的铁和矿物质含量，这些含量与过去 12 万年相对应。所分析的大部分铁存在于不同的矿物化合物中，如针铁矿、磁铁矿、黄铁矿、赤铁矿和碳酸铁——所有这些都被认为是从海底的生物反应性铁中发展而来的。

研究人员发现，靠近美洲的样本中生物反应性铁的含量低于靠近非洲的样本。这表明撒哈拉沙尘含有较重的生物反应性尘埃，这些尘埃在到达海底之前会被水生生物消耗掉。然而，与此同时，沿着大气迁移路线继续移动的剩余尘埃会长时间暴露在各种光化学过程中，通过产生酸来增加其溶解度。

“我们的研究结果表明，在长距离大气运输过程中，原本不具有生物反应性的尘埃结合铁的矿物性质发生了变化，使其更具生物反应性，”研究合著者、加州大学河滨分校教授蒂莫西·莱昂斯 (Timothy Lyons) 在一份声明中表示。“这种铁在到达海底之前就被浮游植物吸收了。”

另一位研究合著者、佛罗里达州立大学副教授杰里米·欧文斯补充道：“距离越远，铁的生物反应性就越强。”

根据他们的研究结果，研究小组得出结论，亚马逊盆地和巴哈马群岛等地区的尘埃中，一些维持生命的铁元素可能由于从北非经过遥远的距离到达这里并受到大气的影响而形成。