科學家在大氣中發現尿素可能對氣候有著深遠影響
新的研究表明,海洋生物豐富的海洋區域對我們的生態系統和氣候的影響比人們早先認為的更為重要。曼徹斯特大學的科學家們發現,海洋是尿素的主要來源,而尿素是一種富含氮的化合物,對生物的生長和發育至關重要。這些觀測結果揭示了一個重要但未被計算的還原氮來源,並首次觀測到了空氣中的氣態尿素。
新的研究表明,海洋生物豐富的海域是大氣中尿素(一種重要的氮化合物)的主要來源,而尿素會使營養缺乏的環境受益,從而影響海洋生產力和氣候穩定性;這些發現要求對當前的氮循環模型進行修正。
這項發表在《美國國家科學院院刊》上的研究還揭示了尿素可以通過大氣進行長距離運輸,使其他可能缺乏營養的環境受益。
這些結果可能會對海洋生產力和氣候穩定性產生深遠影響。
曼徹斯特大學大氣科學家艾米麗-馬修斯(Emily Matthews)說:”我們的觀測為大氣、海洋和生態系統之間複雜的相互作用提供了新的見解。了解尿素在大氣中的行為和影響,對於增進我們對化學品和物質如何在環境中轉移的了解至關重要,有助於我們為應對氣候變化的戰略提供信息”。
對大氣中氣相尿素的觀測是利用FAAM 機載實驗室在北大西洋上空收集的,該實驗室是英國的一個機載研究設施,由英國國家大氣科學中心(NCAS)管理,隸屬於英國研究與創新部和自然環境研究理事會。
在這些飛行中進行的測量提供了有關大氣中氣溶膠和氣體的成分和特性的詳細數據。曼徹斯特大學和NCAS 的科學家們發現了對海洋還原氮循環非常重要的獨特物種,包括首次觀測到大氣中的氣相尿素。
研究人員說,這些發現對我們了解氮循環具有重要意義,並要求對現有模型進行修正。艾米麗-馬修斯補充說:”海洋通過近水面的生物活動在維持氣候穩定方面發揮著重要作用,並有助於海洋吸收二氧化碳。我們現在知道,在一年中的大部分時間裡,海洋也是大氣中尿素的重要來源,這意味著我們需要修改氮循環所涉及的過程和因素,以解釋新發現的尿素的重要性。”
氮循環是氮在生物體和物理環境(包括大氣、土壤、水、植物、動物和細菌)中移動的過程。通過氣溶膠的形成、臭氧的產生等相互作用,以及作為生物體必需營養物質的供應,氮對地球系統的構成和自然環境的變化至關重要。
氣相尿素觀測結果的解釋仍然是一個謎,需要進一步研究,以充分了解海洋和大氣之間氮的生物地球化學耦合。研究成果代表了氮長程輸送的重要途徑,可為表層海洋的貧氮地區提供肥料。修訂這一知識更有助於了解海洋生物圈將如何應對未來的變化。