Overset bidrag fra den biologiske pumpe til Stillehavets arktiske nitrogenunderskud

Denne undersøgelse ledes af Dr. Chen Jianfang og Dr. Li Hongliang fra Second Institute of Oceanography, Ministeriet for Naturressourcer. Baseret på feltobservationerne på to krydstogter i den kinesiske nationale arktiske forskningsekspedition (CHINARE) i 2003 og 2008 fokuserede holdet N/P-optagelsesforholdet af fytoplankton, sæsonbestemt forbrug af næringsstoffer og eksport af partikelformigt nitrogen i Chukchi-hylden og skråningen. I overensstemmelse hermed fremhævede de det oversete bidrag fra den biologiske pumpe til Stillehavets arktiske nitrogenunderskud.

Den rolle, som nitrogentilgængeligheden spiller i Stillehavets Arktis er et emne af stor interesse og spekulation, som menes at være reguleret af den sedimentære denitrifikation i Beringstrædet-Chukchihavet. Denne undersøgelse viste, at nitratkoncentrationerne i Stillehavets indstrømning gradvist falder nordpå i forbindelse med bemærkelsesværdig biologisk udnyttelse. N/P-optagelsesforholdet for fytoplankton var højere end N/P-forholdet for tilstrømningsvand fra Stillehavet. Dette optagelsesforhold, i kombination med effektiv vertikal nitrogeneksport, tjener til fortrinsvis at fjerne nitrogen (i forhold til fosfor) fra de øvre vandområder, og derved yderligere intensivere det arktiske kvælstofunderskud.

Følgelig så stor som omkring 111,7×10 ⁹ mol N år ^{− 1} nitrat blev ekstra forbrugt i henhold til det reelle N/P-optagelsesforhold snarere end forholdet mellem Stillehavstilstrømningen, hvilket kan være så stort som halvdelen af ​​det nitrogentab, der tilskrives sedimentær denitrifikation. Disse resultater tyder på, at udover sedimentær denitrifikation er biologisk uforholdsmæssig udnyttelse af næringsstoffer i Chukchihavets øvre vand en anden vigtig bidragyder til kvælstofbegrænsningen og overskydende fosfor i det øvre Arktiske Ocean. Ydermere transporteres den modificerede Stillehavstilstrømning fra det arktiske hav til Nordatlanten, hvilket spillede en vigtig rolle i det marine biogeokemiske kredsløb ved at fremme nitrogenfiksering.

Baseret på undersøgelsesresultaterne, i den hurtige arktiske forandringsæra, kunne den forudsagte forstærkede biologiske pumpe yderligere påvirke næringsstofdynamikken og den biogeokemiske proces i det arktiske hav. Den biologiske optagelse og eksport øger markant N-fjernelsen fra den øvre arktiske vandsøjle hver sommer, hvilket også bør overvejes, når bekymrede meninger betragter sedimentær denitrifikation som hovedårsagen til kvælstofunderskud i Stillehavets Arktis.

Forskningen blev offentliggjort i Science China Earth Sciences . + Udforsk yderligere

Det arktiske oceans dybe fortid giver ledetråde til dets nært forestående fremtid