星球上的氧气并不仅仅来自树木。很大一部分氧气来源于海洋,得益于浮游植物,这些漂浮在表面附近的微小藻类,虽然微小,却发挥着重要作用:将阳光转化为能量,释放氧气,并为从磷虾到鲸鱼的生物提供食物。
然而,这一过程依赖于一种非常特定的成分:铁。虽然需求量很小,但它的存在对于光合作用的正常运作至关重要。铁主要通过沙漠的尘埃和冰川融水进入海洋。
科学发现
罗格斯大学的研究人员证明,当铁匮乏时,浮游植物开始浪费能量,光合作用失败,连锁反应影响整个食物链。
由Heshani Pupulewatte领导的研究包括在2023年至2024年间在南大西洋和南极海洋进行的37天的实地工作。科学家们使用定制的荧光计测量了浮游植物在铁压力下发出的荧光,即光合作用不正常时浪费的能量。
结果显示,多达25%的光捕获蛋白质与将能量转化为有用化学能的系统脱钩。换句话说,它们捕获阳光但无法利用它,释放出更多的能量以荧光形式出现。

生态后果
铁是关键的微量营养素,海洋的广大区域自然地呈现出低水平。研究员Paul G. Falkowski表示,“铁是浮游植物在海洋广大区域生产氧气的限制因素。”
气候变化可能通过改变海洋环流来加剧问题,减少某些地区的铁供应。这并不意味着人类会立即缺氧,但确实意味着海洋生产力在悄然下降,影响依赖这一食物基础的物种。
浮游植物是磷虾的主要食物来源,而磷虾又支撑着南大洋的企鹅、海豹、海象和鲸鱼。铁减少意味着浮游植物减少,磷虾减少,进而这些壮丽生物也减少。
脆弱的引擎
研究强调,地球的氧气引擎依赖于一个微小但关键的成分。缺铁不会停止人类呼吸,但确实威胁到海洋食物链和海洋生物多样性。
研究表明,地球的平衡可能依赖于看不见的微量营养素,提醒我们海洋健康与全球健康密不可分。
铁,虽然数量微小,却是维持浮游植物光合作用的齿轮,随着它,维持着星球的氧气引擎。它的匮乏揭示了自然系统的脆弱性,以及理解气候变化和海洋循环变化如何悄然影响地球生命的必要性。



