格陵兰岛的冰川径流正在推动海洋生物的爆炸
随着格陵兰岛的冰层消退，它正在为微小的海洋生物提供燃料。 为了测试原因，科学家们求助于喷气推进实验室和麻省理工学院的计算机模型，该模型本身就被称为实验室。 美国宇航局支持的一项新研究发现，格陵兰岛冰盖的 径流正在将营养物质从海洋深处抬上来，并促进浮游植物的生长。 在《自然通讯：地球与环境》上报道，科学家们使用最先进的计算技术模拟海洋生物和物理碰撞湍急的峡湾。 海洋学家热衷于了解是什么驱动了这种微小的植物样生物，它们吸收二氧化碳并为世界渔业提供动力。 格陵兰岛一英里厚的冰盖每年正在脱落约 2930 亿吨（2660 亿公吨）的冰。 在夏季融化高峰期，每秒有超过 300,000 加仑（1,200 立方米）的淡水从冰盖上最活跃的冰川雅各布港冰川（也称为 Sermeq Kujalleq）下方排入大海。海水在地表以下数百英尺处相遇并翻滚。 融水羽流比周围的咸水更新鲜且浮力更大。 科学家们推测，随着它的上升，它可能会向漂浮在地表的浮游植物输送铁和硝酸盐（肥料中的关键成分）等营养物质。 研究人员追踪这些微生物，因为它们虽然比针头小得多，但却是海洋食物网的巨人。 栖息在热带地区的每一个海洋在极地地区，它们滋养磷虾和其他食草动物，而这些食草动物又支持更大的动物，包括鱼类和鲸鱼。 之前使用 NASA 卫星数据的工作发现，仅在 1998 年至 2018 年间，北极水域的浮游植物生长速度就飙升了 57%。 在之前的春季花朵消耗了大部分营养物质之后，从深处注入硝酸盐对格陵兰岛的浮游植物在夏季尤为重要。 但这个假设很难在沿海地区得到检验，那里的偏远地形和城市街区那么大的冰山使长期观测变得复杂。 “我们面临着一个经典的问题，即试图理解一个如此偏远且埋在冰下的系统，”圣何塞州立大学的海洋学家达斯汀·卡罗尔说，他也是美国宇航局南加州喷气推进实验室的成员。 “我们需要一个宝石般的计算机模型来提供帮助。” 数据之海 重现周围水域发生的事情格陵兰岛最活跃的冰川，该团队利用了喷气推进实验室和剑桥麻省理工学院开发的海洋模型。 该模型几乎提取了过去三十年来海洋和卫星仪器收集的所有可用海洋测量值。 这相当于数十亿个数据点，从水温、盐度到海底压力。 该模型称为估计海洋-达尔文的环流和气候（简称ECCO-达尔文）。 主要作者、圣何塞州立大学计算海洋学家迈克尔·伍德 （Michael Wood） 指出，在格陵兰岛 27,000 英里（43,000 公里）的海岸线上，即使是一个口袋里模拟“生物学、化学和物理学的结合”也是一个巨大的数学问题。 为了分解它，他说该团队构建了一个“模型中的模型中的模型”，以放大冰川脚下峡湾的细节。 使用位于硅谷的 NASA 艾姆斯研究中心的超级计算机，他们计算出，冰川径流向上提振的深水营养物质足以将研究区域的夏季浮游植物生长提高 15% 至 40%。 商店的更多变化 浮游植物的增加会给格陵兰岛的海洋动物和渔业带来福音吗？ 卡罗尔说，理清对生态系统的影响需要时间。 格陵兰冰盖的融化预计将在未来几十年内加速，影响从海平面和陆地植被到海平面和沿海水域的咸度。 “我们重建了一个关键系统中正在发生的事情，但格陵兰岛周围有 250 多个这样的冰川，”卡罗尔说。 他指出，该团队计划将他们的模拟扩展到整个格陵兰岛海岸及其他地区。 一些变化似乎对碳循环产生了积极和消极的影响：该团队计算了冰川径流如何改变峡湾海水的温度和化学性质，使其溶解碳的能力降低二氧化物。 然而，这种损失被浮游植物在光合作用时从空气中吸收更多二氧化碳的更大数量来抵消。 Wood 补充道：“我们并不是为一种特定的应用而构建这些工具的。 我们的方法适用于从德克萨斯湾到阿拉斯加的任何地区。 就像一把瑞士军刀一样，我们可以将其应用于许多不同的场景。